DE10136529C1 - Kombinierter elektrischer Impedanz- und Ultraschall-Scanner - Google Patents
Kombinierter elektrischer Impedanz- und Ultraschall-ScannerInfo
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Abstract
Elektrischer Impedanz-Scanner mit einer Sonde, in deren Aufsetzfläche eine Elektrodenmatrix zur Erfassung der Oberflächen-Verteilung der Körperströme und/oder Körperpotentiale, ausgehend von einer an anderer Stelle des Körpers des Patienten angebrachten Gegenelektrode, angeordnet ist, wobei in die Aufsetzfläche (9) der Sonde (3) zusätzliche Ultraschallwandler (12) zum Aussenden und Empfangen von Ultraschallwellen eingebaut sind, die mit einem, einen Monitor umfassenden, Ultraschalluntersuchungsgerät verbunden sind.
Description
Die Erfindung bezieht sich auf einen elektrischen Impedanz-
Scanner mit einer Sonde in deren Aufsetzfläche eine Elektro
denmatrix zur Erfassung der Oberflächen-Verteilung der Kör
perströme und oder Körperpotentiale ausgehend von einer an
anderer Stelle des Körpers des Patienten angebrachten Gegen
elektrode angeordnet ist.
Ein Impedanz-Scanner der eingangs genannten Art ist aus der
DE 101 02 204 A1 bekannt. Derartige elektrische Impedanz-
Scanner beruhen auf der Erkenntnis, dass maligne Tumore ande
re Impedanzeigenschaften haben, als das gesunde Umgebungs
gewebe, sodass bei Anlegen einer schwachen Wechselstromspan
nung (≦ 5 V) an oder bei Einleitung eines schwachen Wechsel
stroms (≦ 4 mA) in den Körper mithilfe der Gegenelektrode das
elektrische Feld im Bereich eines Tumors verändert wird, so
dass sich entsprechend eine veränderte Stromdichte und Poten
tialverteilung an der Hautoberfläche unter der Sonde mit der
Elektrodenmatrix ergibt.
Beispielsweise mit einem Ultraschallgerät, wie es in der
US 5,787,889 beschrieben ist, wird zur näheren Ausdeutung des
Untersuchungsergebnisses derartiger elektrischer Impedanz
messungen vorher oder anschließend meist noch eine Ultra
schallaufnahme gemacht, die in erster Linie dazu dient, Zys
ten auszuschließen und Läsionen für die Biopsie zu lokalisie
ren. Für die Unterscheidung von gutartigen und bösartigen Lä
sionen ist die Ultraschalluntersuchung selbst wenig spezi
fisch.
Die Durchführung unterschiedlicher Untersuchungen nacheinan
der ist nicht nur zeitraubend, sondern hat auch noch den
Nachteil, dass die Zuordnung der jeweils gefundenen Ergeb
nisse, also die Vergleichbarkeit der jeweiligen Orte einer
aufgefundenen Störung, einen weiteren erheblichen Aufwand
erfordert.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, einen elek
trischen Impedanzscanner der eingangs genannten Art so auszu
gestalten, dass in einfacher Weise und mit einfacher Zuord
nung der Messergebnisse zueinander auch eine Ultraschallun
tersuchung stattfinden kann.
Diese Aufgabe wird mit dem Gegenstand des Anspruchs 1 gelöst.
Demgemäß ist vorgesehen,
dass in die Aufsetzfläche der Sonde zusätzliche Ultraschall
wandler zum Aussenden und Empfangen von Ultraschallwellen
eingebaut sind, die mit einem einen Monitor umfassenden Ult
raschalluntersuchungsgerät verbunden sind. Bevorzugt sollen
dabei die Ergebnisse beider Untersuchungssysteme, also der
elektrischen Impedanzmessung und der Ultraschalluntersuchung,
gleichzeitig auf einem Monitor darstellbar sein, weshalb
zweckmäßigerweise die Elektroniken für beide Untersuchungs
systeme in einem Gerät vereinigt sein sollten.
Die Unteransprüche geben Ausführungsarten der Erfindung an.
Die Ultraschallwandler können dabei seitlich neben der Elekt
rodenmatrix angeordnet sein, oder aber - was die Bildkorrela
tion beider Untersuchungssysteme noch weiter verbessert - in
Auslassungen der Elektrodenmatrix der Sonde, beispielsweise
durch Wahl eines gröberen Rasters der Elektrodenverteilung.
Nachfolgend wird ein Ausfüh
rungsbeispiel der Erfindung anhand der Zeichnung näher erläutert. Dabei zeigen:
Fig. 1 Eine schematische Darstellung einer Brustun
tersuchung mithilfe eines
kombinierten Impedanz-US-Scanners,
Fig. 2 eine Ansicht der Sonde mit seitlich neben der
Elektrodenmatrix angeordneten Ultraschallwand
lern,
Fig. 3 eine Draufsicht auf die Aufsetzfläche der Son
de nach Fig. 2,
Fig. 4 bis 8 Aufsichten auf die Aufsetzfläche einer kombi
nierten EI-US-Sonde mit jeweils abgewandelter
Verteilung der Elektroden und der Ultraschall
wandler,
Fig. 9 die Darstellung eines feinen und eines groben
Elektrodenrasters und
Fig. 10 und 11 Darstellungen der dreidimensionalen Stromver
teilung bei der EI-Messung eines Tumors mit
feiner Elektrodenverteilung (Fig. 10) und
grobgerasterter Elektrodenverteilung (Fig.
11).
Die Fig. 1 zeigt schematisch die Untersuchung der Brust 1 ei
ner Patientin 2 durch Aufsetzen und Verschieben einer Sonde
3, die über ein Kabel 4 mit der Elektronik 5 eines elektri
schen Impedanz-Scanners verbunden ist, der ein Monitor 6 zu
geordnet ist. Von der Elektronik führt ein zweites Kabel 7 zu
einer Gegenelektrode 8, die die Patientin 2 beispielsweise in
der Hand hält. Im oberen Teil der Fig. 1 ist vergrößert sche
matisch dargestellt, wie die von der Gegenelektrode 8 durch
den Körper zur Sonde 3, die eine Elektrodenmatrix 3 besitzt,
verlaufenden Ströme durch einen Tumor 10, mit gegenüber dem
gesunden Umgebungsgewebe veränderter Leitfähigkeit, verändert
und teilweise konzentriert werden, sodass aus der Verteilung
des Oberflächenstroms/Oberflächenpotentials, die sich direkt
bzw. indirekt durch Umrechnung vermöge eines Ersatzschaltbil
des auf eine Verteilung von Leit- und Kapazitätswerten über
die Elektrodenmatrix der Sonde 3 auf dem Bildschirm 6 dar
stellen lässt, eine maligne Veränderung im Gewebe aufspüren
lässt.
In die Aufsetzfläche 9 der Sonde 3 sind nicht
nur die Elektroden einer Elektrodenmatrix 11 eingebaut, son
dern zusätzlich auch noch Ultraschallwandler, wobei diese
Ultraschallwandler, von denen wenigstens einer zum Aussenden
von Ultraschallwellen und einer zum Empfang von Ultraschall
wellen dient, in unterschiedlicher Weise angeordnet sein kön
nen. In den Fig. 3 bis 8 erkennt man dunkel schraffiert
die Felder für die Elektroden zur elektrischen Impedanzmes
sung und dazwischen Räume, in denen die Ultraschallwandler
für die Ultraschalluntersuchung angeordnet sein können. Für
die kombinierte Untersuchungsmethode ist es dabei günstig,
dass die Einkopplung der Ultraschallwellen ins Gewebe und die
Sicherstellung einer guten Leitfähigkeit von Gewebe zu Elekt
roden mit dem gleichen Mechanismus, das heißt mit einem Gel,
geleistet werden kann.
Die Fig. 9 bis 11 zeigen das Ergebnis vom Simulationsrech
nungen, aus denen man erkennen kann, dass die zweckmäßige
Ausdünnung der Elektroden zur Schaffung von Raum für die Un
terbringung der Ultraschallwandler nur zu einer geringen Be
einträchtigung der Ortsauflösung führt. In Fig. 10 ist dabei
die simulierte Leitwertverteilung gezeigt, wie sie mit einem
existierenden elektrischen Impedanzsystem mit einer feinen
Elektrodenmatrix an allen Kreuzungspunkten gemäß Fig. 9 ge
messen werden kann. Die Fig. 11 zeigt die analoge Verteilung
der Leitfähigkeit allerdings nur mit 25% der Elektroden, so
dass zwischen ihnen Platz für Ultraschallwandler geschaffen
ist. Das Signal der simulierten Gewebeinhomogenität in Fig.
11 ist im Wesentlichen das gleiche wie in Fig. 10.
Die Ultraschallwandler 12 sind über das gleiche Kabel 4 wie
die Elektroden für die elektrische Impedanzmessung mit der
Elektronik 5 verbunden, in der die Elektroniken beider Unter
suchungssysteme vereinigt sind. Die Ergebnisse beider Unter
suchungen lassen sich auf dem gleichen Monitor 6 darstellen,
wodurch das Problem der Registrierung beider Datensätze bei
der Bildfusion wesentlich erleichtert wird. Dies wiederum
vereinfacht die Lokalisierung der Läsion für eine eventuelle
Biopsie, wodurch sowohl die Sensitivität als auch die Spezi
fität erhöht werden.
In einer Untersuchung, sowohl Ultraschall für den Befund als
auch elektrische Impedanzmessung zur Unterscheidung von gut-
und bösartig, ergibt sich eine erhebliche Verbesserung des
Workflows. Gleichzeitig ist das kombinierte Gerät auch billi
ger als die Summe aus einem Ultraschall- und einem EI-Gerät
bei einfacherer und besserer Verwendbarkeit. Selbstverständ
lich kann auch jeweils nur eine Modalität alleine betrieben
und die andere auf Knopfdruck zugeschaltet werden. Als weite
rer wesentlicher Einsatzbereich des beanspruchten kom
binierten EI-US-Scanners sind Untersuchungen der Schilddrüse,
der Lymphknoten, der Gefäße, der Prostata etc.
Claims (7)
1. Elektrischer Impedanz-Scanner mit einer Sonde in deren
Aufsetzfläche eine Elektrodenmatrix zur Erfassung der Ober
flächen-Verteilung der Körperströme und/oder Körperpotentia
le ausgehend von einer an anderer Stelle des Körpers des Pa
tienten angebrachten Gegenelektrode angeordnet ist, da
durch gekennzeichnet, dass in die
Aufsetzfläche (9) der Sonde (3) zusätzliche Ultraschallwand
ler (12) zum Aussenden und Empfangen von Ultraschallwellen
eingebaut sind, die mit einem, einen Monitor umfassenden,
Ultraschalluntersuchungsgerät verbunden sind.
2. Elektrischer Impedanz-Scanner nach Anspruch 1, da
durch gekennzeichnet, dass die US-
Wandler (12) seitlich neben der Elektronenmatrix (11) ange
ordnet sind.
3. Elektrischer Impedanz-Scanner nach Anspruch 1, da
durch gekennzeichnet, dass die E
lektrodenmatrix (11) Auslassungen aufweist, in denen die US-
Wandler (12) eingebaut sind.
4. Elektrischer Impedanz-Scanner nach einem der Ansprüche 1
bis 3, dadurch gekennzeichnet,
dass die beiden Funktionen (EI und US) wahlweise einzeln und
kombiniert betreibbar sind.
5. Elektrischer Impedanz-Scanner nach einem der Ansprüche 1
bis 4, gekennzeichnet durch eine
Picture-in-Picture Darstellung bei gleichzeitiger Durchfüh
rung beider Funktionen.
6. Elektrischer Impedanz-Scanner nach einem der Ansprüche 1
bis 4, dadurch gekennzeichnet,
dass die Ergebnisse beider Untersuchungssysteme durch eine
Bildfusion gleichzeitig auf einem Monitor (6) darstellbar
sind.
7. Elektrischer Impedanz-Scanner nach einem der Ansprüche 1
bis 6, dadurch gekennzeichnet,
dass die Elektroniken für beide Untersuchungssysteme in einem
Gerät (5) vereinigt sind.
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
8100 | Publication of patent without earlier publication of application | ||
D1 | Grant (no unexamined application published) patent law 81 | ||
8364 | No opposition during term of opposition | ||
R119 | Application deemed withdrawn, or ip right lapsed, due to non-payment of renewal fee |
Effective date: 20130201 |