DE10343808B4

DE10343808B4 - Medizinisches Untersuchungs- und/oder Behandlungssystem

Info

Publication number: DE10343808B4
Application number: DE10343808.4A
Authority: DE
Inventors: Michael Maschke
Original assignee: Siemens Healthcare GmbH
Current assignee: Siemens Healthcare GmbH
Priority date: 2003-09-22
Filing date: 2003-09-22
Publication date: 2017-06-01
Anticipated expiration: 2023-09-23
Also published as: JP4667805B2; JP2005095624A; US20050101859A1; US7289842B2; DE10343808A1

Abstract

Medizinisches Untersuchungs- und/oder Behandlungssystem, umfassend: – ein Kathetersystem, umfassend einen Katheter (1, 7, 9), mit – einem ersten Sensor (4) eines Bildaufnahmesystems zur optischen Kohärenztomographie mit einer optischen Faser, über die Licht geführt und im Bereich der in einen Untersuchungsbereich eingeführten Katheterspitze abgestrahlt wird, über welche Faser Reflexionslicht aus dem beleuchteten Untersuchungsbereich zu einer ersten Bildverarbeitungseinheit (22) geführt wird, – einem zweiten Sensor (3, 8, 10) eines intravaskulären Ultraschallbildaufnahmesystems zum Aussenden und Empfangen von Schallimpulsen, die als elektrisches Signal einer zweiten Bildverarbeitungseinheit (23) zugeführt werden, und – wenigstens einer Displayeinheit (24) zur Darstellung der Bilder der ersten und der zweiten Bildverarbeitungseinheit (22, 23), wobei der Sensor (4) der optischen Kohärenztomographie und der Sensor (10) des intravaskulären Ultraschallbildaufnahmesystems über eine gemeinsame Antriebswelle drehbar antreibbar sind, dadurch gekennzeichnet, dass der Sensor (4) der optischen Kohärenztomographie und der Sensor (10) des intravaskulären Ultraschallbildaufnahmesystems über ein zwischengeschaltetes Mikrogetriebe mit unterschiedlichen Umdrehungsgeschwindigkeiten betreibbar sind.

Description

Die Erfindung betrifft ein medizinisches Untersuchungs- und/oder Behandlungssystem gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 und ein Kathetersystem gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 13.
Zu den häufigsten Erkrankungen mit Todesfolge zählen die vaskulären Gefäßerkrankungen, insbesondere der Herzinfarkt. Dieser wird verursacht durch Erkrankungen der Koronargefäße (Arteriosklerose). Dabei kommt es durch Ablagerungen, der sogenannten arteriosklerotischen Plaque, zu einer ”Verstopfung” von Koronargefäßen. Neueste Erkenntnisse zeigen, dass die Gefahr einen Herzinfarkt zu erleiden, nicht hauptsächlich von der Reduzierung des Gefäßdurchmessers abhängt. Vielmehr kommt es darauf an, ob die dünne Schutzschicht, die die arteriosklerotischen Ablagerungen abdeckt, stabil ist. Bricht diese Schicht auf, werden Blutplättchen angelockt, die das Gefäß innerhalb kurzer Zeit komplett verschließen und somit den Herzinfarkt verursachen.
Bisher werden Untersuchungen der Herzkranzgefäße im Rahmen der Koronarangiografie im Wesentlichen durch Herzkatheteruntersuchungen mit Kontrastmitteln unter Röntgenkontrolle durchgeführt. Dieses Verfahren weist jedoch den Nachteil auf, dass lediglich der vom Blutfluss nutzbare Gefäßdurchmesser bzw. die Engstelle als Silhouette dargestellt wird. Eine Aussage über die arteriosklerotischen Ablagerungen wie deren Dicke oder das Vorhandensein von Entzündungsprozessen ist damit nicht möglich.
Bei einem anderen Verfahren wird ein intravaskulärer Ultraschallkatheter (IVUS) mit Hilfe eines Führungsdrahts in die Koronargefäße eingeführt und anschließend von Hand oder durch eine motorisch angetriebene Ziehvorrichtung mit definierter Geschwindigkeit aus dem Gefäß herausgezogen. Dieses Verfahren ist z. B. in der DE 198 27 460 A1 beschrieben. Der Katheter liefert Ultraschallbilder der Koronargefäße, wobei die Gefäßwand zumeist in einem 360° umfassenden Querschnitt dargestellt wird. Diese Bilder liefern wichtige medizinische Informationen über die Ablagerungen, z. B. Entzündungsherde und die Dicke der Ablagerung. Ultraschallbilder weisen jedoch generell den Nachteil auf, dass ihre Auflösung begrenzt ist.
Bei einem weiteren neuen Verfahren, das bereits erprobt und in der WO 01/11409 A2 beschrieben wird, wird ein intravaskulärer Katheter für die optische Kohärenztomographie (OCT Optical Coherence Tomographie), der mit Infrarotlicht arbeitet, in die Koronargefäße eingeführt und von Hand oder durch eine motorisch angetriebene Ziehvorrichtung mit definierter Geschwindigkeit aus dem Gefäß herausgezogen. Die Bilder des OCT-Systems liefern zusätzliche medizinische Informationen über die arteriosklerotische Plaque. Diese Lösung weist den Vorteil auf, dass Strukturen in der Nähe der Gefäßoberfläche mit sehr hoher Detailauflösung dargestellt werden können, teilweise sind mikroskopische Gewebedarstellungen möglich. Der Nachteil dieses Verfahrens liegt in der geringen Auflösung von tieferliegendem Gewebe.
Aus der Druckschrift WO 99/42179 A1 ist ein Applikator zur fotodynamischen Behandlung von Körpergewebe bekannt. Er weist im distalen Bereich eine Applikationsfläche auf, aus der Licht und Ultraschall austreten können.
Eine Anordnung zur Darstellung von körperinneren Gewebeteilen ist aus der Druckschrift DE 697 16 306 T2 bekannt. Diese weist eine Stützstruktur auf, die eine Bildsonde umgibt. Die Bildsonde kann ein Ultraschallbildsystem oder eine Vorrichtung zur optischen Kohärenztomographie aufweisen.
Ein Verfahren zur Registrierung von Bilddaten, das eine Entropieoptimierung nutzt, ist aus der Druckschrift WO 02/27660 A2 bekannt.
Die Druckschrift DE 199 60 078 A1 offenbart ein Verfahren zur Ultraschallbildgebung. Hierbei werden voneinander unterschiedliche Parametersätze zur Bildgebung genutzt, um einen Hintergrundbereich und einen interessierenden Bereich abzubilden.
Ein bildgebendes Verfahren zum Ermitteln eines Zustands von Gewebe ist aus der Druckschrift EP 1 090 582 B1 bekannt. Hierbei wird ein bildgebendes Verfahren unter Verwendung von Ultraschall mit einer optischen Kohärenz-Tomographie zu einem akustisch-optischen Bildgebungsverfahren kombiniert. Ein ähnliches Vorgehen ist auch aus der Druckschrift JP H11-56 752A bekannt.
Der Erfindung liegt daher das Problem zugrunde, ein medizinisches Untersuchungs- und/oder Behandlungssystem zu schaffen, das eine optimale diagnostische Bildqualität besitzt.
Zur Lösung dieses Problems sind erfindungsgemäß ein medizinisches Untersuchungs- und/oder Behandlungssystem gemäß Anspruch 1 und ein Kathetersystem gemäß Anspruch 13 vorgesehen.
Der Erfindung liegt die Erkenntnis zugrunde, dass eine optimale diagnostische Bildqualität mit einem System erreicht werden kann, das die Vorzüge der intravaskulären Ultraschalluntersuchung (IVUS) mit den Vorzügen der optischen Kohärenztomographie (OCT) kombiniert. Das erfindungsgemäße medizinische Untersuchungs- und Behandlungssystem ist für Gefäßuntersuchungen optimiert und beseitigt die oben angeführten Nachteile der beiden bekannten Verfahren.
Das erfindungsgemäße medizinische Untersuchungs- und Behandlungssystem, bei dem die beiden Verfahren zu einem System kombiniert sind, führt zu einer guten Auflösung in tieferliegenden und gleichzeitig zu einer sehr hohen Auflösung im Nahbereich der Gefäße. Dies ist insbesondere bei der Untersuchung von arteriosklerotischer Plaque von Vorteil.
Die verbesserte Bildqualität erleichtert die Diagnose von Koronargefäßen, neben arteriosklerotischer Plaque können auch implantierte Stents besser kontrolliert werden, so dass gegebenenfalls erforderliche medizinische Maßnahmen rechtzeitig eingeleitet werden können.
Das erfindungsgemäße medizinische Untersuchungs- und/oder Behandlungssystem ermöglicht auch bei anderen Gefäßerkrankungen eine bessere Diagnose.
Erfindungsgemäß umfasst das Kathetersystem einen Katheter mit einem ersten Sensor für die optische Kohärenztomographie und einen zweiten Sensor eines intravaskulären Ultraschallbildaufnahmesystems. Da die beiden Sensoren in einem Katheter vereinigt sind, sind dessen Abmessungen kleiner im Vergleich zu zwei separaten Kathetern. Somit kann der Katheter besonders klein gebaut werden, was hinsichtlich der durchzuführenden Untersuchungen vorteilhaft ist. Der erste und der zweite Sensor sind jeweils an eine Bildverarbeitungseinheit angeschlossen, die aus dem reflektierten Licht im Falle der optischen Kohärenztomographie oder aus dem elektrischen Signal, das aus dem Ultraschallsignal gewonnen wird ein Bild erzeugt. Diese Bilder können auf der Displayeinheit dargestellt werden.
Um das erfindungsgemäße medizinische Untersuchungs- und/oder Behandlungssystem weiter zu verbessern kann es vorgesehen sein, dass die Bilder der ersten und der zweiten Bildverarbeitungseinheit auf der Displayeinheit gemeinsam darstellbar sind. Der Untersucher sieht somit gleichzeitig das durch OCT und das durch IVUS erzeugte Bild. Das OCT-Bild des ersten Bildaufnahmesystems ermöglicht insbesondere die genaue Erkennung von Gewebestrukturen im Bereich der Gefäßoberfläche. Anhand des intravaskulären Ultraschallbilds lässt sich auch tieferliegendes Gewebe untersuchen. Dementsprechend können mit dem erfindungsgemäßen System die Vorteile beider bekannter Verfahren zweckmäßig genutzt werden.
Gemäß einer Weiterbildung des erfindungsgemäßen medizinischen Untersuchungs- und/oder Behandlungssystems kann es vorgesehen sein, dass im mittleren Bereich des auf der Displayeinheit dargestellten Bilds ein Ausschnitt des mittels optischer Kohärenztomographie erzeugten Bildes und im äußeren Bereich ein Ausschnitt des mittels intravaskulärem Ultraschall erzeugten Bilds darstellbar ist.
Aus den beiden Bildern der ersten und der zweiten Bildverarbeitungseinheit wird erfindungsgemäß ein einziges Bild erzeugt, das aus Ausschnitten beider Bilder besteht. Für den mittleren Bereich des neuen, kombinierten Bilds wird ein Ausschnitt des mittels OCT erzeugten Bilds benutzt, da OCT in diesem Untersuchungsbereich die besten Ergebnisse liefert. Für den äußeren Bereich des kombinierten Bilds wird ein Ausschnitt des mittels intravaskulärem Ultraschall erzeugten Bilds benutzt, das Bilder der Gefäßwände in hoher Qualität liefert.
Es kann vorgesehen sein, dass der mittlere Bereich des auf der Displayeinheit dargestellten kombinierten Bilds ein im Wesentlichen kreisförmiger Ausschnitt des mittels optischer Kohärenztomographie erzeugten Bilds ist. Das kombinierte Bild setzt sich aus einem kreisförmigen inneren Bildabschnitt und einem den kreisförmigen Abschnitt umgebenden äußeren Ausschnitt zusammen.
Zum Erzeugen des kombinierten, gemeinsamen Bilds aus den Bildern der ersten und der zweiten Bildverarbeitungseinheit kann eine Bildfusionseinheit vorgesehen sein. Neben der Kombination eines äußeren und eines inneren Bildabschnitts ist es auch möglich, das gemeinsame kombinierte Bild durch Überlagerung der Bilder der ersten und der zweiten Bildverarbeitungseinheit zu erzeugen.
Um ein detailgetreues Abbild des Gefäßes zu erzeugen, ist es zweckmäßig, dass die das gemeinsame Bild ergebenden Bilder der ersten und der zweiten Bildverarbeitungseinheit miteinander registriert sind. Der Fachbegriff ”Registrierung” bezeichnet Bilder, die dieselbe Phasenlage aufweisen. Dadurch wird sichergestellt, dass der mittlere Bildabschnitt und der diesen umgebende äußere Bildabschnitt phasengleich dargestellt werden, so dass die Bilder an den gemeinsamen Kanten übereinstimmen.
Der Vorteil der erfindungsgemäßen Lösung liegt auch in der einfachen Registrierung, da sich die beiden Sensoren in einem einzigen Katheter befinden.
Um ein möglichst realistisches Abbild der zu untersuchenden Gefäße zu erhalten kann es vorgesehen sein, dass der Sensor des intravaskulären Ultraschallbildaufnahmesystems im vorderen Bereich der Katheterspitze angeordnet und zur Seite oder schräg nach vorne gerichtet ist.
Der Sensor der optischen Kohärenztomographie kann zweckmäßig zur Seite gerichtet sein. Ferner kann er von der Katheterspitze aus gesehen hinter dem Sensor des intravaskulären Ultraschallbildaufnahmesystems angeordnet sein. In diesem Fall deckt der IVUS-Sensor den vor oder seitlich des Katheters liegenden Gefäßbereich ab, der OCT-Sensor deckt den seitlichen Bereich ab.
Um einen möglichst einfachen Aufbau zu erzielen ist es vorgesehen, dass der Sensor der optischen Kohärenztomographie und der Sensor des intravaskulären Ultraschallbildaufnahmesystems über eine gemeinsame Antriebswelle antreibbar sind. Bei einem derart aufgebauten Katheter erübrigt sich eine separate Antriebswelle oder ein andersartiger Antrieb für den zweiten Sensor. Es ist besonders zweckmäßig, wenn die optische Faser die Antriebswelle ist. In diesem Fall dient die optische Faser einerseits zum Führen eines Lichtstrahls, der in dem Untersuchungsbereich abgestrahlt wird, gleichzeitig wird das Reflektionslicht über die optische Faser zurückgeführt und die optische Faser dient als Antriebswelle für den OCT-Sensor, gegebenenfalls für beide Sensoren.
Um die Bildverarbeitung des medizinischen Untersuchungs- und/oder Behandlungssystems zu vereinfachen kann es vorgesehen sein, dass der Sensor der optischen Kohärenztomographie und der Sensor des intravaskulären Ultraschallbildaufnahmesystems mit derselben Umdrehungsgeschwindigkeit betreibbar sind. Die beiden Sensoren können dann so gesteuert werden, dass die von ihnen gelieferten Bilder automatisch phasengleich sind, so dass sich eine aufwendige rechnerische Registrierung erübrigt. Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass der OCT-Sensor und der IVUS-Sensor über ein zwischengeschaltetes Mikrogetriebe mit unterschiedlichen Umdrehungsgeschwindigkeiten betreibbar sind.
Alternativ zu dem beschriebenen Antrieb über die Glasfaserantriebswelle kann zur Erzeugung der Drehbewegung des IVUS-Sensors ein elektrischer oder ein durch ein externes Magnetfeld angetriebener Mikromotor vorgesehen sein. Dieser Aufbau kann für bestimmte Einsatzzwecke sinnvoll sein, wenn unterschiedliche Umdrehungsgeschwindigkeiten gewünscht sind.
Weitere Vorteile und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus den im folgenden beschriebenen Ausführungsbeispielen sowie anhand der Zeichnungen. Dabei zeigt:
1 einen Katheter eines Untersuchungs- und Behandlungssystems;
2 einen weiteren Katheter eines Untersuchungs- und/oder Behandlungssystems;
3 ein Ausführungsbeispiel eines Katheters eines erfindungsgemäßen Untersuchungs- und/oder Behandlungssystems;
4 den prinzipiellen Aufbau des erfindungsgemäßen Untersuchungs- und/oder Behandlungssystems;
5a ein OCT-Bild mit sehr hoher Auflösung im Nahbereich;
5b ein IVUS-Bild mit guter Auflösung in tieferliegenden Gewebeschichten;
5c ein aus dem OCT-Bild und dem IVUS-Bild zusammengesetztes Bild; und
5d ein zweites zusammengesetztes Bild.
1 zeigt einen Katheter 1, im Wesentlichen bestehend aus einer Katheterhülle 2, einem im Bereich der Katheterspitze angeordneten IVUS-Sensor 3, der Teil eines intravaskulären Ultraschallbildaufnahmesystems ist und einem OCT-Sensor 4, der Teil eines Bildaufnahmesystems zur optischen Kohärenztomographie ist. Die die Sensoren 3, 4 aufnehmende Katheterhülle ist transparent für Ultraschall.
Der IVUS-Sensor 3 ist so ausgebildet, dass der Ultraschall etwa in seitlicher Richtung abgestrahlt und empfangen wird. Da der IVUS-Sensor 3 sich mit einer hohen Umdrehungsgeschwindigkeit dreht, die beispielsweise 1.800 U/min betragen kann, liefert er ein 360° umfassendes Querschnittsbild des zu untersuchenden Gefäßes. Die reflektierten, empfangenen Schallwellen werden von dem IVUS-Sensor 3 in elektrische Signale umgewandelt, die über eine Signalleitung 5 an ein Signalinterface und weiter an eine Preprocessing-Einheit und eine Bildverarbeitungseinheit weitergeleitet werden.
Der OCT-Sensor 4 ist ebenfalls zur Seite ausgerichtet, so dass er ein kontinuierliches Bild des zu untersuchenden Gefäßes erzeugt. Der OCT-Sensor 4 weist an seiner Seite in einem Abschnitt ein Sichtfenster 11 für das vom Sensor ausgestrahlte Infrarotlicht auf. Das reflektierte Licht wird über eine als Glasfaserleitung ausgebildete Signalleitung 6 an das Signalinterface und weiter an eine Preprocessing-Einheit und eine Bildverarbeitungseinheit geleitet.
Bei dem in 1 dargestellten Katheter 1 sind die Sensoren 3, 4 derart mechanisch miteinander gekoppelt, dass sie sich mit derselben Umdrehungsgeschwindigkeit drehen.
2 zeigt einen Katheter 7, der sich von dem in 1 gezeigten Katheter 1 dadurch unterscheidet, dass der Ultraschallsensor 8 schräg nach vorne abstrahlt. Die übrigen Komponenten des Katheters 7 entsprechen dem Katheter 1 von 1. Der Katheter 7 liefert ein etwas anders aussehendes Bild, das auch die vor dem Katheter 7 liegenden Gefäßbereiche berücksichtigt, wohingegen der Katheter 1 exakt senkrecht zu seiner Längsachse und zum Gefäß abstrahlt.
3 zeigt ein Ausführungsbeispiel eines Katheters 9, der Teil des medizinischen Untersuchungs- und/oder Behandlungssystems ist. Anders als bei den vorangehenden Ausführungsbeispielen sind der IVUS-Sensor 10 und der OCT-Sensor 4 nicht direkt, sondern über eine zwischengeschaltete Antriebswelle 12 miteinander verbunden. Zusätzlich kann an einem Ende der Antriebswelle 12 ein nicht dargestelltes Mikrogetriebe vorgesehen sein, so dass der IVUS-Sensor 10 und der OCT-Sensor 4 mit unterschiedlichen Geschwindigkeiten gedreht werden können. Der Katheter 9 weist analog zu den in den 1 und 2 dargestellten Kathetern ein seitliches Sichtfenster 11 für den OCT-Sensor 4 auf.
An dem der Katheterspitze gegenüberliegenden Ende des Katheters 9 ist eine Antriebseinheit 13 angeordnet, um den Katheter zu bewegen. Mit der Antriebseinheit 13 kann der Katheter 9 beispielsweise mit konstanter Geschwindigkeit zurückgezogen werden.
Hinter der Antriebseinheit 13 ist der Katheter 9 über ein mechanisches Verbindungssystem 14 an einen schematisch dargestellten Rotationsantrieb 15 angeschlossen. Die Signalleitungen 16, 17 des IVUS-Sensors 10 und des OCT-Sensors 4 sind an ein Signalinterface 18 angeschlossen.
4 zeigt den prinzipiellen Aufbau des medizinischen Untersuchungs- und/oder Behandlungssystems. Einer der in den 1–3 dargestellten Katheter 1, 7 oder 9 wird an das Signalinterface 18 angeschlossen. Aus hygienischen Gründen und zum Schutz vor Ansteckungen sind die Katheter als Einmalartikel konzipiert, die bei jeder Untersuchung oder Behandlung gewechselt werden. Die über die Signalleitungen des Katheters übertragenen OCT- und IVUS-Signale werden über das Signalinterface 18 an die Preprocessing-Einheit 19 für die optische Kohärenztomographie bzw. die Preprocessing-Einheit für intravaskulären Ultraschall 20 zu einem Datenbus 21 geleitet. Über den Datenbus 21 werden die erfassten Bildsignale einer Bildverarbeitungseinheit 22 für OCT bzw. einer Bildverarbeitungseinheit 23 für IVUS zugeführt. In den Bildverarbeitungseinheiten 22, 23 werden die von den Sensoren erfassten Signale so umgesetzt, dass sie als Bilder darstellbar sind.
Zur Darstellung der OCT- und IVUS-Bilder dient eine Displayeinheit 24, die im einfachsten Fall als Monitor ausgebildet sein kann. Die Displayeinheit 24 kann auch so ausgebildet sein, dass sie aus mehreren einzelnen Monitoren besteht, um die OCT- und IVUS-Bilder separat betrachten zu können. Die Bilddaten erhält die Displayeinheit 24 über den Datenbus 21 von den Bildverarbeitungseinheiten 22, 23. Eine I/O-Einheit 25 ist an die Displayeinheit 24 angeschlossen, über die der Benutzer Eingaben vornehmen kann. Insbesondere kann er die Darstellung des oder der auf der Displayeinheit 24 dargestellten Bilder beeinflussen. Die I/O-Einheit 25 kann als Tastatur oder Bedienkonsole ausgebildet sein und ist ebenfalls an den Datenbus 21 angeschlossen.
Eine Bildfusionseinheit 26 dient dazu, aus den separaten Bildern, die anhand der Signale des OCT-Sensors bzw. des IVUS-Sensors erzeugt wurden, ein gemeinsames Bild herzustellen. Im einfachsten Fall ist die ”Bildfusion” lediglich eine Überlagerung der Einzelbilder aus OCT und IVUS. Vorzugsweise wird jedoch ein gemeinsames, kombiniertes Untersuchungsbild erzeugt, indem ein bestimmter Bildausschnitt des IVUS-Bilds und ein zweiter Bildausschnitt des OCT-Bilds zu einem gemeinsamen Bild kombiniert werden. Zweckmäßig sind die beiden Bildausschnitte zueinander gegengleich ausgebildet, so dass der OCT-Ausschnitt genau in den Freiraum des IVUS-Bilds passt. Auf diese Weise wird von beiden Bildern der optimale Bereich für die Erzeugung des kombinierten Bilds herangezogen. Das IVUS-Bild weist eine sehr gute Auflösung in tieferliegenden Gewebeschichten auf. Das OCT-Bild besitzt eine sehr hohe Auflösung im Nahbereich, wobei sogar mikroskopische Aufnahmen möglich sind.
Der OCT-Bildausschnitt und der IVUS-Bildausschnitt können mittels entsprechender Bildverarbeitungsprogramme so miteinander verschmolzen werden, dass keine Trennlinie oder Kontur erkennbar ist. Diese Aufgaben werden ebenfalls von der Bildfusionseinheit 26 übernommen.
An den Datenbus 21 ist ein Bilddatenspeicher 27 angeschlossen, der die Einzelbilder sequenziell speichert. In bestimmten Fällen kann es erforderlich sein, zusätzlich zu den Bildinformationen weitere Parameter wie die Phasenlage oder die Umdrehungsgeschwindigkeit des Sensors zu erfassen. Ebenso kann die vom Katheter zurückgelegte Wegstrecke erfasst werden, was insbesondere dann leicht möglich ist, wenn das Zurückziehen des Katheters mittels der Antriebseinheit 13 erfolgt.
Wie in 4 zu erkennen ist, ist an den Datenbus 21 auch ein Interface 28 angeschlossen, das den Austausch von Patientendaten und Bilddaten mit anderen Rechnern, Untersuchungsgeräten oder Datenbanken ermöglicht.
Die Komponenten des in 4 dargestellten Untersuchungs- und Behandlungssystems sind über nicht gezeigte Leitungen mit einer Spannungsversorgungseinheit 29 verbunden.
5a zeigt ein OCT-Bild, das sich durch eine sehr hohe Auflösung im Nahbereich auszeichnet. Strukturen nahe der Gefäßoberfläche können detailliert aufgelöst werden, es sind sogar mikroskopische Gewebedarstellungen möglich.
5b zeigt ein IVUS-Bild mit geringerer Auflösung im Nahbereich, aber deutlich besserer Auflösung in den tieferliegenden Gewebeschichten. Anhand dieses Bilds kann z. B. die Dicke der arteriosklerotischen Ablagerungen bestimmt werden.
5c zeigt ein aus dem IVUS-Bild von 5b und dem OCT-Bild von 5a zusammengesetztes Bild. Dieser Bildbearbeitungsvorgang wurde von der Bildfusionseinheit 26 vorgenommen, wobei der innere, zentrale Ausschnitt des OCT-Bilds mit dem gegengleichen, äußeren Bereich des IVUS-Bilds kombiniert wurde.
5d zeigt ein zweites zusammengesetztes Bild, das ähnlich wie das in 5c gezeigte Bild aus Bildabschnitten des OCT-Bilds und des IVUS-Bilds erzeugt wurde. Nach der Bildfusion wurde eine weitere Bildbearbeitung durchgeführt, um die gemeinsamen Kanten zu verwischen. Die beiden fusionierten Bilder 5c und 5d ergeben eine optimale Darstellung im Nahbereich und in den tieferliegenden Gewebeschichten.
In der Praxis kann das medizinische Untersuchungs- und/oder Behandlungssystem auch so benutzt werden, dass der interessierende Bereich zunächst mit dem IVUS-Bild gesucht wird, anschließend kann auf das kombinierte Bild umgeschaltet werden.

Claims

Medizinisches Untersuchungs- und/oder Behandlungssystem, umfassend: – ein Kathetersystem, umfassend einen Katheter (1, 7, 9), mit – einem ersten Sensor (4) eines Bildaufnahmesystems zur optischen Kohärenztomographie mit einer optischen Faser, über die Licht geführt und im Bereich der in einen Untersuchungsbereich eingeführten Katheterspitze abgestrahlt wird, über welche Faser Reflexionslicht aus dem beleuchteten Untersuchungsbereich zu einer ersten Bildverarbeitungseinheit (22) geführt wird, – einem zweiten Sensor (3, 8, 10) eines intravaskulären Ultraschallbildaufnahmesystems zum Aussenden und Empfangen von Schallimpulsen, die als elektrisches Signal einer zweiten Bildverarbeitungseinheit (23) zugeführt werden, und – wenigstens einer Displayeinheit (24) zur Darstellung der Bilder der ersten und der zweiten Bildverarbeitungseinheit (22, 23), wobei der Sensor (4) der optischen Kohärenztomographie und der Sensor (10) des intravaskulären Ultraschallbildaufnahmesystems über eine gemeinsame Antriebswelle drehbar antreibbar sind, dadurch gekennzeichnet, dass der Sensor (4) der optischen Kohärenztomographie und der Sensor (10) des intravaskulären Ultraschallbildaufnahmesystems über ein zwischengeschaltetes Mikrogetriebe mit unterschiedlichen Umdrehungsgeschwindigkeiten betreibbar sind.
Medizinisches Untersuchungs- und/oder Behandlungssystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der mittlere Bereich des auf der Displayeinheit (24) dargestellten Bilds ein im Wesentlichen kreisförmiger Ausschnitt des mittels optischer Kohärenztomographie erzeugten Bilds ist.
Medizinisches Untersuchungs- und/oder Behandlungssystem nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass es eine Bildfusionseinheit (26) zum Erzeugen des gemeinsamen Bildes aus den Bildern der ersten und der zweiten Bildverarbeitungseinheit (22, 23) aufweist.
Medizinisches Untersuchungs- und/oder Behandlungssystem nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Bilder der ersten und der zweiten Bildverarbeitungseinheit (22, 23) auf der Displayeinheit (24) überlagert darstellbar sind.
Medizinisches Untersuchungs- und/oder Behandlungssystem nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Sensor (3, 8, 10) des intravaskulären Ultraschallbildaufnahmesystems im vorderen Bereich der Katheterspitze angeordnet und zur Seite oder schräg nach vorne gerichtet ist.
Medizinisches Untersuchungs- und/oder Behandlungssystem nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Sensor (4) der optischen Kohärenztomographie zur Seite gerichtet ist.
Medizinisches Untersuchungs- und/oder Behandlungssystem nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Sensor (4) der optischen Kohärenztomographie von der Katheterspitze aus gesehen hinter dem Sensor (3, 8, 10) des intravaskulären Ultraschallbildaufnahmesystems angeordnet ist.
Medizinisches Untersuchungs- und/oder Behandlungssystem nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die optische Faser die Antriebswelle ist.
Medizinisches Untersuchungs- und/oder Behandlungssystem nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Bilder der ersten und der zweiten Bildverarbeitungseinheit (22, 23) auf der Displayeinheit (24) gemeinsam darstellbar sind, indem im mittleren Bereich des auf der Displayeinheit (24) dargestellten Bilds das mittels optischer Kohärenztomographie erzeugte Bild und im äußeren Bereich das mittels intravaskulärem Ultraschall erzeugte Bild darstellbar ist.
Medizinisches Untersuchungs- und/oder Behandlungssystem nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass es eine Antriebseinheit (13) zum Bewegen des Katheters (9) umfasst.
Medizinisches Untersuchungs- und/oder Behandlungssystem nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die das gemeinsame Bild ergebenden Bilder der ersten und der zweiten Bildverarbeitungseinheit (22, 23) miteinander registriert sind.
Medizinisches Untersuchungs- und/oder Behandlungssystem nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass die für die Registrierung verwendeten Bilder der ersten und der zweiten Bildverarbeitungseinheit (22, 23) dieselbe Phasenlage aufweisen.
Kathetersystem, umfassend einen Katheter (1, 7, 9), mit einem ersten Sensor (4) eines Bildaufnahmesystems zur optischen Kohärenztomographie mit einer optischen Faser, über die Licht geführt und im Bereich der in einen Untersuchungsbereich eingeführten Katheterspitze abgestrahlt wird, über welche Faser Reflexionslicht aus dem beleuchteten Untersuchungsbereich zu einer ersten Bildverarbeitungseinheit (22) führbar ist und einem zweiten Sensor (3, 8, 10) eines intravaskulären Ultraschallbildaufnahmesystems zum Aussenden und Empfangen von Schallimpulsen, die als elektrisches Signal einer zweiten Bildverarbeitungseinheit (23) zuführbar sind, wobei der Sensor (4) der optischen Kohärenztomographie und der Sensor (10) des intravaskulären Ultraschallbildaufnahmesystems über eine gemeinsame Antriebswelle drehbar antreibbar sind, dadurch gekennzeichnet, dass der Sensor (4) der optischen Kohärenztomographie und der Sensor (10) des intravaskulären Ultraschallbildaufnahmesystems über ein zwischengeschaltetes Mikrogetriebe mit unterschiedlichen Umdrehungsgeschwindigkeiten betreibbar sind.
Kathetersystem nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass der Sensor (3, 8, 10) des intravaskulären Ultraschallbildaufnahmesystems im vorderen Bereich der Katheterspitze angeordnet und zur Seite oder schräg nach vorne gerichtet ist.
Kathetersystem nach Anspruch 13 oder 14, dadurch gekennzeichnet, dass der Sensor (4) der optischen Kohärenztomographie zur Seite gerichtet ist.
Kathetersystem nach einem der Ansprüche 13 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass der Sensor (4) der optischen Kohärenztomographie von der Katheterspitze aus gesehen hinter dem Sensor (3, 8, 10) des intravaskulären Ultraschallbildaufnahmesystems angeordnet ist.
Kathetersystem nach einem der Ansprüche 13 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass die optische Faser die Antriebswelle ist.
Kathetersystem nach einem der Ansprüche 13 bis 17, dadurch gekennzeichnet, dass es eine Antriebseinheit (13) zum Bewegen des Katheters (9) umfasst.