DE102010062729A1 - Medical device for representing tissue of patient e.g. animal, during e.g. radio frequency ablation, has impedance tomography device producing impedance image, and representation device representing impedance image on display device - Google Patents

Medical device for representing tissue of patient e.g. animal, during e.g. radio frequency ablation, has impedance tomography device producing impedance image, and representation device representing impedance image on display device Download PDF

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Abstract

The device (10) has a medical imaging device (30) e.g. ultrasound device, producing an anatomical image data set (38) i.e. X-ray image data set, of an anatomical structure of a tissue (8). A display device (40) represents image data sets, and an impedance tomography device (20) produces an impedance image (28) for distribution of impedance of the tissue via electrical impedance tomography. A representation device is provided for representation of the anatomical image data set and the impedance image on the display device. An independent claim is also included for a computer implementing method for representing tissue.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein medizinisches Gerät sowie ein computerimplementiertes Verfahren zum Darstellen von Gewebe gemäß dem Oberbegriff der Ansprüche 1 bzw. 6.The present invention relates to a medical device and a computer-implemented method for presenting tissue according to the preamble of claims 1 and 6, respectively.

Nachstehend sollen einige Begriffe kurz erläutert bzw. definiert werden, die für das Verständnis der vorliegenden Erfindung von Bedeutung sind. ”Ablation” bedeutet die Abtragung bzw. Ablösung und damit die Entfernung von Körpergewebe bzw. Körperteilen. Hierzu zählt auch beispielsweise ein indirektes Entfernen durch Veröden. Von Ablation wird insbesondere auch in der Tumortherapie gesprochen, wenn Tumorgewebe beispielsweise durch Hitze oder Kälte zerstört wird. Ein Beispiel hierfür ist die Radiofrequenzablation, bei der eine Nadel in das entsprechende Gewebe gestochen wird, wonach durch Erhitzen der Nadelspitze das Gewebe zerstört wird. Außerdem ist hier die Elektroporation zu nennen, bei der eine große angelegte Spannung die Zellwände irreversibel öffnet und damit die Zellen abtötet. Unter ”Gewebe” ist in allgemeiner Form von einer Ansammlung gleichartig oder unterschiedlich differenzierter Zellen zu verstehen. Hierzu zählen beispielsweise Organe, Strukturen und sonstige Inhalte von Tieren und Pflanzen.Hereinafter, some terms will be briefly explained and defined, which are important for the understanding of the present invention. "Ablation" means the removal or detachment and thus the removal of body tissue or parts of the body. This includes, for example, an indirect removal by scoring. Ablation is also used in particular in tumor therapy when tumor tissue is destroyed, for example, by heat or cold. An example of this is radiofrequency ablation, in which a needle is pierced into the corresponding tissue, after which the tissue is destroyed by heating the needle tip. In addition, here is the electroporation to mention, in which a large applied voltage irreversibly opens the cell walls and thus kills the cells. "Tissue" is to be understood in a general form as an accumulation of similar or differently differentiated cells. These include, for example, organs, structures and other contents of animals and plants.

Bei der Behandlung von Tumoren, bei der ein vorgenanntes Gerät bzw. ein vorgenanntes Verfahren eingesetzt werden kann, gewinnen Ablationsmethoden zunehmend an Bedeutung. Dabei werden Tumore durch die Anwendung von Hitze, Kälte oder elektrischen Feldern abgetötet. Bei der Anwendung von Hitze oder Kälte beruht die Methode darauf, dass beim Überschreiten bzw. Unterschreiten einer gewissen Temperatur die Zellen des betreffenden Tumors zum Absterben gebracht werden. Bei der Anwendung von elektrischen Feldern werden durch kurze, starke Impulse eines elektrischen Feldes die Zellen permeabilisiert, d. h. geöffnet. Je nach Art des Impulses kann dies zu einer irreversiblen Permeabilisierung führen, die den Tod der Zellen zur Folge hat. Dies wird auch als irreversible Elektroporation bezeichnet.In the treatment of tumors, in which an aforementioned device or a method mentioned above can be used, ablation methods are becoming increasingly important. Tumors are killed by the application of heat, cold or electric fields. In the application of heat or cold, the method is based on the fact that when exceeding or falling below a certain temperature, the cells of the tumor in question are killed. In the application of electric fields, the cells are permeabilized by short, strong pulses of an electric field, i. H. open. Depending on the type of pulse, this can lead to an irreversible permeabilization, which results in the death of the cells. This is also called irreversible electroporation.

In vielen Fällen wird zur Ablation eine Sonde in den Körper des Patienten, genauer gesagt in den zu behandelnden Tumor, eingeführt. Die genaue Positionierung erfolgt in der Regel mit Hilfe von röntgenbasierter Durchleuchtung oder Ultraschall. Bei einer Ablation von Tumoren in einer Art, wie sie vorstehend beschrieben wurde, ergibt sich das Problem, dass der Erfolg der Ablation mit den genannten Bildgebungsverfahren nicht sichtbar gemacht werden kann. Das bedeutet in anderen Worten, dass die Bestimmung der zur vollständigen Abtötung des Tumors notwendigen Zeitdauer, über welche die Ablation durchgeführt werden muss, und die Einstellung der physikalischen Parameter aufgrund von Erfahrungswerten erfolgen müssen. Diese Erfahrungswerte wurden bisher in tierexperimentellen und klinischen Studien gewonnen.In many cases, a probe is inserted into the body of the patient for ablation, more specifically into the tumor to be treated. The exact positioning is usually done with the help of X-ray-based fluoroscopy or ultrasound. When ablation of tumors in a manner as described above, there is the problem that the success of the ablation can not be visualized with the said imaging methods. In other words, this means that the determination of the time required to completely kill the tumor, over which the ablation must be carried out, and the adjustment of the physical parameters must be based on empirical values. These empirical values have so far been obtained in animal experimental and clinical studies.

Da jedoch je nach individueller Anatomie, Art des Gewebes und dessen Vaskularisierung die Ablationsparameter unterschiedlichen Anforderungen genügen müssen, ist diese Methode nicht zufriedenstellend.However, since depending on the individual anatomy, type of tissue and its vascularization, the ablation parameters must meet different requirements, this method is not satisfactory.

Somit liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein medizinisches Gerät sowie ein computerimplementiertes Verfahren zum Darstellen von Gewebe vorzuschlagen, bei denen die vorgenannten Nachteile beseitigt sind, die einfach anzuwenden sind und insbesondere so eingesetzt werden können, dass bei jeder Verwendung eine möglichst gute Ablation, bei der zwar alle gewünschten Zellen abgetötet werden, jedoch so wenig wie möglich ”gesundes” Gewebe beeinträchtigt wird, durchgeführt werden kann.Thus, the present invention has for its object to propose a medical device and a computer-implemented method for presenting tissue, in which the aforementioned disadvantages are eliminated, which are easy to use and in particular can be used so that with each use the best possible ablation, in which, although all desired cells are killed, but as little as possible "healthy" tissue is affected, can be performed.

Diese Aufgabe wird mit einem erfindungsgemäßen medizinischen Gerät gemäß Anspruch 1 bzw. einem erfindungsgemäßen computerimplementierten Verfahren gemäß Anspruch 6 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.This object is achieved with a medical device according to the invention according to claim 1 and a computer-implemented method according to the invention according to claim 6. Advantageous developments of the invention are the subject of the dependent claims.

Erfindungsgemäß umfasst ein medizinisches Gerät zur Darstellung von Gewebe eine medizinische Bildgebungsvorrichtung zum Erzeugen eines anatomischen Bilddatensatzes der anatomischen Struktur des Gewebes und eine Anzeigevorrichtung zum Darstellen von Bilddatensätzen. Eine derartige medizinische Bildgebungsvorrichtung kann beispielsweise ein Ultraschallgerät, ein Angiographie-Röntgengerät, ein Computertomographie-Gerät oder ein Magnetresonanztomographie-Gerät sein. Die hiermit zu gewinnenden Bilddatensätze sind – je nach Art des Geräts und den Anforderungen des Benutzers – zwei- und/oder dreidimensional. Erfindungsgemäß zeichnet sich das medizinische Gerät durch eine Impedanztomographie-Vorrichtung zum Erzeugen eines Impedanzbilds der Impedanzverteilung des Gewebes mittels elektrischer Impedanztomographie sowie eine Einrichtung zur gemeinsamen Darstellung des anatomischen Bilddatensatzes und des Impedanzbilds auf der Anzeigevorrichtung aus.According to the invention, a medical device for displaying tissue comprises a medical imaging device for generating an anatomical image data set of the anatomical structure of the tissue and a display device for displaying image data sets. Such a medical imaging device may, for example, be an ultrasound device, an angiography x-ray device, a computed tomography device or a magnetic resonance tomography device. The image data records to be obtained herewith are - depending on the type of device and the requirements of the user - two- and / or three-dimensional. According to the invention, the medical device is characterized by an impedance tomography device for generating an impedance image of the impedance distribution of the tissue by means of electrical impedance tomography and a device for the common representation of the anatomical image data set and the impedance image on the display device.

Eine Impedanztomographie-Vorrichtung nutzt die Tatsache aus, dass sich die elektrische Impedanz von menschlichem und tierischem Gewebe durch die Einwirkung von Wärme, Kälte sowie von Elektroporation verändert. Die elektrische Impedanztomographie (kurz EIT) ist somit allgemein gesagt ein Verfahren, welches eine Bestimmung der Leitfähigkeitsverteilung im Körper erlaubt. Hierzu werden entweder Elektroden an der Oberfläche des Körpers oder Nadelelektroden im Körper selbst positioniert. An einem oder mehreren Elektrodenpaaren wird ein Messstrom angelegt, und an den anderen Elektroden kann die aus dem Messstrom resultierende Potenzialverteilung gemessen werden. Diese Messung kann dann als ”Karte” der Verteilung der Impedanz des betreffenden Gewebes dargestellt werden. In anderen Worten lässt die Impedanzverteilung einen Rückschluss auf die biologische Funktion bzw. Funktionalität des Gewebes zu. Auf diese Weise kann relativ leicht visuell dargestellt werden, in welchem Umfang die Zellen beispielsweise eine Tumors noch leben oder schon abgetötet sind. Auf diese Weise kann der Erfolg der Ablation direkt gemessen bzw. dargestellt werden.An impedance tomography device exploits the fact that the electrical impedance of human and animal tissue changes due to the effects of heat, cold and electroporation. The electrical impedance tomography (EIT for short) is thus generally speaking a method which allows a determination of the conductivity distribution in the body. For this purpose, either electrodes are positioned on the surface of the body or needle electrodes in the body itself. A measuring current is applied to one or more electrode pairs, and the potential distribution resulting from the measuring current can be measured at the other electrodes. This measurement can then be represented as a "map" of the distribution of the impedance of the tissue in question. In other words, the impedance distribution allows a conclusion on the biological function or functionality of the tissue. In this way, it can be displayed relatively easily visually to what extent the cells, for example a tumor, are still alive or have already been killed. In this way, the success of ablation can be measured directly.

Mit der EIT alleine wäre jedoch der Fortschritt der Ablation nicht zu überwachen, da diese keine ausreichenden Informationen über die Anatomie, Position und Größe des zu behandelnden Tumors, d. h. von dessen Zellen, liefern kann. Durch die Kombination der EIT mit bildgebenden Techniken zum Erzeugen eines anatomischen Bilddatensatzes, welche diese anatomischen Informationen liefern, selbst jedoch den Fortschritt der Ablation nicht direkt darstellen können, kann der Erfolg der Ablation präzise und übersichtlich dargestellt und somit nachvollzogen und überprüft werden.However, with the EIT alone, the progress of the ablation would not be monitored as it would not provide sufficient information about the anatomy, position and size of the tumor to be treated, i. H. from its cells, can deliver. By combining the EIT with imaging techniques to produce an anatomical image dataset that can provide this anatomical information but can not directly represent the progress of the ablation itself, the success of the ablation can be accurately and clearly presented and thus tracked and verified.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform enthält das medizinische Gerät eine Einrichtung zum Registrieren des anatomischen Bilddatensatzes mit dem Impedanzbild, um die beiden ”Bilder” einander überlagert darstellen zu können. Eine derartige Registrierung von verschiedenen Bildern ist in der Technik hinsichtlich der Vorgehensweise und der erforderlichen Gerätschaften hinreichend bekannt und braucht daher nicht gesondert erläutert zu werden. Wenn ein Benutzer das dem anatomischen Bilddatensatz überlagerte Impedanzbild betrachtet, kann er auf einen Blick feststellen, wie weit die Ablation schon fortgeschritten ist. Selbstverständlich kann das Impedanzbild auch neben dem anatomischen Bilddatensatz dargestellt werden, und auch in diesem Fall kann ein Benutzer durch Vergleich der beiden Bilder eine entsprechende Einschätzung des Fortschritts des Ablationsvorgangs vornehmen.According to a preferred embodiment, the medical device contains a device for registering the anatomical image data set with the impedance image in order to be able to display the two "images" superimposed on one another. Such registration of various images is well known in the art in terms of the procedure and equipment required and therefore need not be discussed separately. When a user views the impedance image superimposed on the anatomical image data set, he can see at a glance how far the ablation has progressed. Of course, the impedance image can also be displayed next to the anatomical image data set, and also in this case, a user can make a corresponding assessment of the progress of the ablation process by comparing the two images.

Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist eine Steuerungsvorrichtung wie beispielsweise ein Computer oder ein spezialisierter Chip zum wiederholten Vornehmen der Erzeugung des anatomischen Bilddatensatzes und/oder des Impedanzbilds sowie der Darstellung auf der Anzeigevorrichtung vorgesehen. Dadurch kann eine dynamische Darstellung der betreffenden Bilddaten bzw. Bilder erfolgen, was eine Online-Überwachung beispielsweise einer Ablation ermöglicht. In anderen Worten kann ein Benutzer jederzeit in Echtzeit mitverfolgen, wie die Ablation räumlich fortschreitet bzw. fortgeschritten ist. Bei Erreichen einer vollständigen Ablation des Tumors kann dann die Ablation rechtzeitig beendet werden, um eine unerwünschte Schädigung des umliegenden, gesunden Gewebes zu vermeiden.According to an advantageous embodiment of the invention, a control device such as a computer or a specialized chip for repeatedly making the creation of the anatomical image data set and / or the impedance image and the representation on the display device is provided. This allows a dynamic representation of the relevant image data or images, which allows online monitoring, for example, an ablation. In other words, a user can at any time follow in real time as the ablation progresses spatially. When a complete ablation of the tumor is achieved, the ablation can then be stopped in time to avoid unwanted damage to the surrounding, healthy tissue.

Es kann Fälle geben, wie dies beispielsweise bei einer Radiofrequenzablation auftreten kann, dass die Bilderzeugung bei der EIT durch die Ablationsvorrichtung gestört und damit beeinträchtigt werden kann. In diesem Fall ist es vorteilhaft, wenn eine Unterbrechungseinrichtung zum automatischen Unterbrechen des Betriebs der Ablationsvorrichtung zumindest während der Dauer des Betriebs der Impedanztomographie-Vorrichtung vorgesehen ist. Dies bietet den Vorteil, dass sich ein Benutzer nicht der Aufgabe unterziehen muss, die Ablationsvorrichtung regelmäßig oder zu gewünschten Zeitpunkten abzuschalten, um ein störungsfreies EIT-Bild zu erzeugen, sondern dass diese Unterbrechung von dem erfindungsgemäßen medizinischen Gerät automatisch vorgenommen wird, um einerseits korrekte und laufend aktualisierte EIT-Bilder herstellen zu können und andererseits die Dauer der Ablation nicht unnötig lange unterbrechen zu müssen.There may be cases, such as may occur in radio frequency ablation, for example, that EIT imaging may be disturbed and compromised by the ablation device. In this case, it is advantageous if an interruption device for automatically interrupting the operation of the ablation device is provided at least during the duration of the operation of the impedance tomography device. This offers the advantage that a user does not have to undertake the task of switching off the ablation device regularly or at desired times in order to generate a trouble-free EIT image, but that this interruption is automatically performed by the medical device according to the invention, on the one hand correct and to be able to produce continuously updated EIT images and, on the other hand, not having to interrupt the duration of the ablation unnecessarily long.

Eine weitere vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung besteht darin, dass das medizinische Gerät ferner umfasst: eine Identifizierungseinrichtung zum Identifizieren eines interessierenden Bereichs des anatomischen Bilddatensatzes, eine Ermittlungseinrichtung zum Vergleichen des interessierenden Bereichs mit dem Impedanzbild und zum Ermitteln, ob eine vorgegebene oder einstellbare Korrelation vorhanden ist, und eine Signalisierungseinrichtung zum Ausgeben eines Signals, falls eine derartige Korrelation vorhanden ist. Bei einer derartigen Konfiguration kann die Identifizierungseinrichtung dafür herangezogen werden, einen Tumor als einen interessierenden Bereich (bzw. region of interest) zu identifizieren, was üblicherweise durch eine automatische Segmentierung des entsprechenden Gewebeabschnitts erfolgt. Die Ermittlungseinrichtung kann dann den Tumor mit dem Impedanzbild vergleichen und auf eine entsprechende Korrelation prüfen. Eine derartige Korrelation kann beispielsweise darin bestehen, dass der anatomische Bilddatensatz und das Impedanzbild deckungsgleich sind. Selbstverständlich ist hierbei zu berücksichtigen, dass ”deckungsgleich” auch das Überschreiten eines bestimmten Grades an Übereinstimmung, wie beispielsweise eine Übereinstimmung von mehr als 99% der Fläche, bedeuten kann. Fachleuten ist hierbei klar, dass auch andere Kriterien für das Festlegen einer derartigen vorgegebenen oder einstellbaren Korrelation herangezogen werden können. Das Signal, welches die Signalisierungseinrichtung bei Vorhandensein einer derartigen Korrelation aussendet, kann beispielsweise darin bestehen, dass die Ablationsvorrichtung automatisch gestoppt wird. Alternativ kann die Anordnung auch so getroffen werden, dass das erforderliche Maß an Übereinstimmung geringer angesetzt wird und der Benutzer nur mittels eines beispielsweise optischen oder akustischen Signals darauf aufmerksam gemacht wird, den aktuellen Stand der Ablation zu überprüfen, um gegebenenfalls ein Abbrechen oder eine Korrektur des Ablationsvorgangs einleiten zu können.A further advantageous development of the invention is that the medical device further comprises: an identification device for identifying a region of interest of the anatomical image data set, a determination device for comparing the region of interest with the impedance image and for determining whether a predetermined or adjustable correlation is present, and signaling means for outputting a signal if such correlation exists. In such a configuration, the identifying means may be used to identify a tumor as a region of interest, which is usually done by automatic segmentation of the corresponding tissue section. The determination device can then compare the tumor with the impedance image and check for a corresponding correlation. Such a correlation may be, for example, that the anatomical image data set and the impedance image are congruent. Of course, it should be noted that "congruent" can also mean exceeding a certain degree of agreement, such as a match of more than 99% of the area. It is clear to those skilled in the art that other criteria for determining such a predetermined or adjustable correlation can also be used. The signal which the signaling device emits in the presence of such a correlation may be, for example, that the ablation device is automatically stopped. Alternatively, the arrangement can also be made such that the required Level of agreement is set lower and the user is made aware only by means of, for example, an optical or acoustic signal to check the current status of the ablation, if necessary to initiate a cancellation or a correction of the ablation process can.

Die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe wird ferner gelöst durch ein computerimplementiertes Verfahren zum Darstellen von Gewebe, welches folgende Schritte umfasst: Erzeugen eines anatomischen Bilddatensatzes der anatomischen Struktur des Gewebes und Darstellen des Bilddatensatzes auf einer Anzeigevorrichtung. Das erfindungsgemäße Verfahren zeichnet sich dadurch aus, dass ein Impedanzbild der Impedanzverteilung des Gewebes mittels elektrischer Impedanztomographie erzeugt und gleichzeitig mit dem anatomischen Bilddatensatz auf der Anzeigevorrichtung dargestellt wird. Somit kann ein Benutzer durch Zusammenschau der beiden Darstellungen auf der Anzeigevorrichtung den aktuellen Zustand des Gewebes – beispielsweise den Fortschritt einer Ablation – in einfacher Weise erfassen. Für das erfindungsgemäße Verfahren sowie dessen vorteilhafte Weiterbildungen gelten die gleichen Vorteile in analoger Weise, wie sie unter Bezug auf das erfindungsgemäße medizinische Gerät mit dessen vorteilhaften Ausgestaltungen beschrieben wurden. Daher werden diese Vorteile zur Vermeidung von unnötigen Wiederholungen nicht erneut beschrieben.The object underlying the invention is further achieved by a computer-implemented method for representing tissue, comprising the following steps: generating an anatomical image data set of the anatomical structure of the tissue and displaying the image data set on a display device. The inventive method is characterized in that an impedance image of the impedance distribution of the tissue is generated by means of electrical impedance tomography and displayed simultaneously with the anatomical image data set on the display device. Thus, by reviewing the two representations on the display device, a user can easily capture the current state of the tissue, such as the progress of an ablation. For the inventive method and its advantageous developments apply the same advantages in an analogous manner as have been described with reference to the medical device according to the invention with its advantageous embodiments. Therefore, these benefits are not described again to avoid unnecessary repetition.

Weitere Vorteile, Merkmale und Besonderheiten der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden exemplarischen, nicht beschränkenden Beschreibung einer vorteilhaften Ausführungsform des erfindungsgemäßen medizinischen Geräts in Verbindung mit einer vorteilhaften Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens.Further advantages, features and special features of the present invention will become apparent from the following exemplary, non-limiting description of an advantageous embodiment of the medical device according to the invention in conjunction with an advantageous implementation of the method according to the invention.

1 zeigt schematisch im Schnitt eine vorteilhafte Ausführungsform des erfindungsgemäßen medizinischen Geräts, auf dem das erfindungsgemäße computerimplementierte Verfahren ausgeführt werden kann. 1 shows schematically in section an advantageous embodiment of the medical device according to the invention, on which the computer-implemented method according to the invention can be carried out.

In 1 ist mit 9 ein liegender Patient im Querschnitt dargestellt, von dem ein Gewebeabschnitt 8 untersucht bzw. behandelt werden soll. An der Oberseite des Körpers des Patienten 9 sind zwei Elektroden 22 einer Impedanztomographie-Vorrichtung 20 angebracht, zwischen denen ein elektrischer Strom zum Fließen gebracht werden kann. Rund um den Körper des Patienten 9 sind mehrere Messelektroden 24 der Impedanztomographie-Vorrichtung 20 angebracht, mit denen eine aus dem Messstrom resultierende elektrische Potenzialverteilung gemessen werden kann. Aus der gemessenen Potenzialverteilung kann die Impedanztomographie-Vorrichtung 20 die Impedanzverteilung des Gewebes 8 ermitteln. Bei diesem Ausführungsbeispiel wird ohne Beschränkung der Allgemeinheit angenommen, dass es die Impedanztomographie-Vorrichtung 20 selbst ist, die das Impedanzbild erzeugt. Alternativ könnte das Bild auch von einem Computer wie beispielsweise einem Zentralrechner aus von der Impedanztomographie-Vorrichtung 20 gelieferten Daten erzeugt und gegebenenfalls auch auf einer Anzeigevorrichtung zur Anzeige gebracht werden.In 1 is with 9 a lying patient shown in cross section, of which a tissue section 8th should be investigated or treated. At the top of the patient's body 9 are two electrodes 22 an impedance tomography device 20 attached, between which an electric current can be made to flow. Around the patient's body 9 are several measuring electrodes 24 the impedance tomography device 20 attached, with which an electric potential distribution resulting from the measuring current can be measured. From the measured potential distribution, the impedance tomography device 20 the impedance distribution of the tissue 8th determine. In this embodiment, it is assumed without limitation that it is the impedance tomography device 20 itself is that produces the impedance image. Alternatively, the image could also be from a computer such as a central computer from the impedance tomography device 20 generated data and optionally also displayed on a display device.

Die Impedanztomographie-Vorrichtung 20 übermittelt das von ihr erstellte Impedanzbild 28 an einen Computer 50, der es auf einer Anzeigevorrichtung 40 darstellt. Der Computer 50 wird mittels hier symbolisch dargestellter Software 57 gesteuert, die über einen Datenträger, wofür hier als Beispiel eine CD 58 dargestellt ist, in den Computer 50 eingegeben wird. Das medizinische Gerät 10 weist des Weiteren eine medizinische Bildgebungseinrichtung 30 auf, wofür hier beispielhaft eine Röntgenstrahlungsquelle 32 und ein Röntgenempfänger 34 stehen sollen. Mit dieser Bildgebungsvorrichtung 30 wird ein anatomischer Bilddatensatz 38 in Form eines Röntgenbilds des Gewebes 8 aufgenommen und an den Computer 50 geleitet, der ihn auf der Anzeigevorrichtung 40 darstellt. Wie in 1 zu erkennen ist, ist das Impedanzbild 28 dem Bilddatensatz 38 überlagert und gemeinsam mit ihm dargestellt. Vorausgesetzt, dass zuvor eine entsprechende Registrierung und Größenanpassung der beiden ”Bilder” 28 und 38 vorgenommen wurde, ermöglicht dies dem Betrachter eine sehr schnelle und intuitive Erfassung, wie gut die beiden Bilder – insbesondere hinsichtlich ihrer Flächenausdehnung – übereinstimmen. Im Beispiel der Anwendung der vorliegenden Erfindung bei einem laufenden Ablationsverfahren bedeutet dies, dass der Benutzer durch Betrachten des Impedanzbilds 28 zugleich mit dem Bilddatensatz 38 sofort sehen kann, wie weit die Ablation bereits fortgeschritten ist. Dies setzt natürlich voraus, dass der das gesamte medizinische Gerät 10 steuernde Computer eine wiederholte Erzeugung des anatomischen Bilddatensatzes 38 und des Impedanzbilds 28 sowie deren Darstellung auf der Anzeigevorrichtung 40 veranlasst, um dem Benutzer ständig eine aktuelle Darstellung der anatomischen Situation zu ermöglichen.The Impedance Tomography Device 20 transmits the impedance image created by it 28 to a computer 50 It's on a display device 40 represents. The computer 50 is by means of symbolically represented software 57 controlled by a disk, here for example a CD 58 is shown in the computer 50 is entered. The medical device 10 further comprises a medical imaging device 30 on, for example, an X-ray source here 32 and an X-ray receiver 34 should stand. With this imaging device 30 becomes an anatomical image data set 38 in the form of an X-ray image of the tissue 8th taken and to the computer 50 directed him on the display device 40 represents. As in 1 can be seen, is the impedance image 28 the image data set 38 superimposed and presented together with him. Provided that before a corresponding registration and resizing of the two "pictures" 28 and 38 This allows the viewer a very quick and intuitive detection of how well the two images - especially in terms of their surface area - match. In the example of the application of the present invention in a current ablation procedure, this means that the user, by viewing the impedance image 28 at the same time as the image data set 38 Immediately see how far the ablation has already progressed. Of course, this presupposes that of the entire medical device 10 controlling computers a repeated generation of the anatomical image data set 38 and the impedance image 28 as well as their representation on the display device 40 to constantly provide the user with an up-to-date view of the anatomical situation.

Eine Automatisierung des Ablationsvorgangs lässt sich dadurch erreichen, dass eine Identifizierungseinrichtung 52 in dem medizinischen Gerät 10 vorgesehen ist, welche einen interessierenden Bereich (oft auch als ”region of interest” bezeichnet) ROI im anatomischen Bilddatensatz 38 identifiziert. Im Fall einer Ablation kann der interessierende Bereich ROI im anatomischen Bilddatensatz 38 einem Tumor 7 in dem Gewebe 8 entsprechen. Es ist außerdem eine Ermittlungseinrichtung 54 vorgesehen, die den interessierenden Bereich ROI mit dem Impedanzbild 28 vergleicht. Bei einer Ablation entspricht das Impedanzbild 28 dem durch die Ablation bereits zerstörten Gewebebereich des Patienten 9. Die Ermittlungseinrichtung 54 ermittelt, ob eine vorgegebene oder einstellbare Korrelation zwischen dem interessierenden Bereich ROI und dem Impedanzbild 28 vorhanden ist. Eine derartige Korrelation kann beispielsweise eine Flächenidentität oder eine Flächenübereinstimmung mit einem vorgegebenen oder einstellbaren Maß sein. Die Korrelation kann aber beispielsweise auch so definiert sein, dass sie als gegeben anzunehmen ist, wenn das Impedanzbild 28 erstmals den interessierenden Bereich ROI an einer Stelle berührt oder wenn diese Berührung an einer vorbestimmten Anzahl an Stellen erfolgt. Ferner ist eine Signalisierungseinrichtung 56 vorgesehen, die dann, wenn die Korrelation vorhanden ist bzw. eintritt, ein bestimmtes Signal abgibt. Im Falle der Ablation ist dieses Signal beispielsweise ein Befehl an die mit dem Computer 50 verbundene Ablationsvorrichtung 60, ihren Betrieb einzustellen. Dadurch kann der Benutzer sicherstellen, dass die Ablation unter automatischer Überwachung des medizinischen Geräts 10 in einem bestimmten Verfahrensstadium seinen Betrieb beendet. Dadurch kann gewährleistet werden, dass keinesfalls gesundes Gewebe durch die Ablation zerstört wird. Je nach Definition der Korrelation kann der Benutzer dann zum Beispiel daran gehen, bestimmte Bereiche des interessierenden Bereichs 38, die noch nicht zerstört worden sind, einer Ablation zu unterziehen, um beispielsweise einen Tumor vollständig zu zerstören. Auch diese weiteren Verfahrensschritte können dann unter Einsatz des erfindungsgemäßen medizinischen Geräts 10 erfolgen. Die Identifizierungseinrichtung 52, die Ermittlungseinrichtung 54 und die Signalisierungseinrichtung 56 können jeweils als eigene Geräte oder Chips – also als Hardware – oder beispielsweise als Software implementiert sein, welche vom Computer ausgeführt wird.Automation of the ablation process can be achieved by using an identification device 52 in the medical device 10 is provided, which is a region of interest (often referred to as "region of interest") ROI in the anatomical image data set 38 identified. In the case of ablation, the region of interest may have ROI in the anatomical image data set 38 a tumor 7 in the tissue 8th correspond. It is also a detection device 54 provided the area of interest ROI with the impedance image 28 compares. In an ablation, the impedance image corresponds 28 the tissue area of the patient already destroyed by the ablation 9 , The determination device 54 determines whether a given or adjustable correlation between the ROI of interest and the impedance image 28 is available. Such a correlation may be, for example, a surface identity or area coincidence with a predetermined or adjustable measure. The correlation can, however, also be defined, for example, as being given if the impedance image 28 first touches the region of interest ROI at a location or when that contact occurs at a predetermined number of locations. Furthermore, a signaling device 56 provided, which then, when the correlation is present or enters, outputs a specific signal. In the case of ablation, for example, this signal is a command to the computer 50 connected ablation device 60 to cease their operation. This allows the user to ensure that the ablation is under automatic monitoring of the medical device 10 terminate its operation at a certain stage of the procedure. This can ensure that no healthy tissue is destroyed by the ablation. For example, depending on the definition of the correlation, the user may then go to certain areas of the area of interest 38 which have not yet been destroyed, to undergo an ablation, for example, to completely destroy a tumor. These further method steps can then be carried out using the medical device according to the invention 10 respectively. The identification device 52 , the Investigation Facility 54 and the signaling device 56 can each be implemented as separate devices or chips - that is, as hardware - or, for example, as software that is executed by the computer.

Da die Ablationsvorrichtung 60 mit ihren Ablationssonden nicht Bestandteil der vorliegenden Erfindung ist und deren Ausgestaltung bereits bekannt ist, ist sie vorstehend nur schematisch dargestellt und nur relativ allgemein beschrieben.As the ablation device 60 with its ablation probes is not part of the present invention and its design is already known, it is shown above only schematically and only relatively generally described.

Es ist bevorzugt, dass das medizinische Gerät 10 auch eine Unterbrechungseinrichtung 26 enthält, die den Betrieb der Ablationsvorrichtung 60 automatisch unterbricht, während die Impedanztomographie-Vorrichtung 20 arbeitet. Dies ist insbesondere dann von Bedeutung, wenn die Ablationsvorrichtung 60 mit Wechselfrequenzen im Radio- oder Mikrowellen-Frequenzbereich arbeitet und somit die Bilderzeugung durch die Impedanztomographie-Vorrichtung mittels der Elektroden 24 stören würde. Die Unterbrechungseinrichtung 26 ist dabei so ausgestaltet, dass sie die Ablationsvorrichtung 60 genau so lange ausschaltet, bis die Impedanztomographie-Vorrichtung 20 ein Impedanzbild 28 erzeugt hat, und dann die Ablationsvorrichtung 60 wieder einschaltet.It is preferred that the medical device 10 also an interruption device 26 contains the operation of the ablation device 60 automatically interrupts while the impedance tomography device 20 is working. This is particularly important when the ablation device 60 operates with alternating frequencies in the radio or microwave frequency range and thus the image formation by the impedance tomography device by means of the electrodes 24 would disturb. The interruption device 26 is designed to be the ablation device 60 just as long turns off until the impedance tomography device 20 an impedance image 28 and then the ablation device 60 turns back on.

Nachfolgend wird ein Beispiel des bevorzugten Einsatzes des erfindungsgemäßen medizinischen Geräts 10 anhand des Arbeitsablaufs einer Tumorablationsprozedur beschrieben. Zunächst wird der Patient 9 auf einem Angiographietisch platziert und fixiert. Danach wird mittels einer Rotationsangiographie ein dreidimensionaler Bilddatensatz generiert. Unter Zuhilfenahme des Bilddatensatzes wird das Einbringen von Ablationssonden geplant. Die Ablationssonden werden dann unter Durchleuchtung zum Tumor geführt und fixiert. Je nach Ausprägung der Impedanztomographie-Vorrichtung 20 werden deren Elektroden angebracht: Falls Nadelelektroden verwendet werden, werden diese unter Durchleuchtung im Körper platziert, und falls flächige Elektroden eingesetzt werden, werden diese auf der Haut des Patienten angebracht. Die Tumorablation wird unter Verwendung der Ablationssonden begonnen, und es werden wiederholt Impedanzbilder sowie – bei Bedarf – röntgenbasierte dreidimensionale Bilddatensätze als anatomische Bilddatensätze aufgenommen und einander überlagert auf der Anzeigevorrichtung 40 dargestellt, um den Fortschritt der Ablation mitverfolgen zu können. Bei ausreichender Ablation des Tumors wird die Ablation schließlich beendet. Somit kann die Tumorablation unter Überwachung des medizinischen Geräts online mitverfolgt und dadurch eine optimale Durchführung der Ablation erzielt werden.The following is an example of the preferred use of the medical device according to the invention 10 described with reference to the workflow of a tumor ablation procedure. First, the patient 9 Placed and fixed on an angiography table. Thereafter, a three-dimensional image data set is generated by means of rotational angiography. With the aid of the image data set, the introduction of ablation probes is planned. The ablation probes are then guided under fluoroscopy to the tumor and fixed. Depending on the characteristics of the impedance tomography device 20 If their electrodes are attached: If needle electrodes are used, they are placed under fluoroscopy in the body, and if flat electrodes are used, they are applied to the skin of the patient. Tumor ablation is started using the ablation probes, and impedance images and, if necessary, X-ray based three-dimensional image data sets are repeatedly taken as anatomical image data sets and superimposed on the display device 40 shown in order to follow the progress of the ablation. With sufficient ablation of the tumor, the ablation is finally stopped. Thus, tumor ablation can be monitored online by monitoring the medical device, thereby achieving optimal ablation performance.

Claims (10)

Medizinisches Gerät (10) zur Darstellung von Gewebe (8), umfassend – eine medizinische Bildgebungsvorrichtung (30) zum Erzeugen eines anatomischen Bilddatensatzes (38) der anatomischen Struktur des Gewebes (8) und – eine Anzeigevorrichtung (40) zum Darstellen von Bilddatensätzen, gekennzeichnet durch – eine Impedanztomographie-Vorrichtung (20) zum Erzeugen eines Impedanzbilds (28) der Impedanzverteilung des Gewebes (8) mittels elektrischer Impedanztomographie und – eine Einrichtung zur gemeinsamen Darstellung des anatomischen Bilddatensatzes (38) und des Impedanzbilds (28) auf der Anzeigevorrichtung (40).Medical device ( 10 ) for displaying tissue ( 8th ), comprising - a medical imaging device ( 30 ) for generating an anatomical image data set ( 38 ) of the anatomical structure of the tissue ( 8th ) and - a display device ( 40 ) for displaying image data sets, characterized by - an impedance tomography device ( 20 ) for generating an impedance image ( 28 ) of the impedance distribution of the tissue ( 8th ) by means of electrical impedance tomography and - a device for the common representation of the anatomical image data set ( 38 ) and the impedance image ( 28 ) on the display device ( 40 ). Gerät (10) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass eine Einrichtung (50) zum Registrieren des anatomischen Bilddatensatzes (38) mit dem Impedanzbild (28) für deren überlagerte Darstellung auf der Anzeigevorrichtung (40) vorgesehen ist.Device ( 10 ) according to claim 1, characterized in that a device ( 50 ) for registering the anatomical image data set ( 38 ) with the impedance image ( 28 ) for their superimposed representation on the display device ( 40 ) is provided. Gerät (10) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass eine Steuerungsvorrichtung (50) zum wiederholten Vornehmen der Erzeugung des anatomischen Bilddatensatzes (38) und/oder des Impedanzbilds (28) sowie der Darstellung auf der Anzeigevorrichtung (40) vorgesehen ist.Device ( 10 ) according to claim 1 or 2, characterized in that a control device ( 50 ) for repeatedly making the creation of the anatomical image data set ( 38 ) and / or the impedance image ( 28 ) as well as the representation on the display device ( 40 ) is provided. Gerät (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Unterbrechungseinrichtung (26) zum automatischen Unterbrechen des Betriebs einer auf das Gewebe (8) einwirkenden Ablationsvorrichtung (60) zumindest während der Dauer des Betriebs der Impedanztomographie-Vorrichtung (20) vorgesehen ist. Device ( 10 ) according to one of the preceding claims, characterized in that an interruption device ( 26 ) for automatically interrupting the operation of one on the tissue ( 8th ) acting ablation device ( 60 ) at least during the duration of operation of the impedance tomography device ( 20 ) is provided. Gerät (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch – eine Identifizierungseinrichtung (52) zum Identifizieren eines interessierenden Bereichs (ROI) des anatomischen Bilddatensatzes (38), – eine Ermittlungseinrichtung (54) zum Vergleichen des interessierenden Bereichs (ROI) mit dem Impedanzbild (28) und zum Ermitteln, ob eine vorgegebene oder einstellbare Korrelation vorhanden ist, und – eine Signalisierungseinrichtung (56) zum Ausgeben eines Signals, falls die Korrelation vorhanden ist.Device ( 10 ) according to one of the preceding claims, characterized by - an identification device ( 52 ) for identifying a region of interest (ROI) of the anatomical image data set ( 38 ), - a determination device ( 54 ) for comparing the region of interest (ROI) with the impedance image ( 28 ) and for determining whether a predetermined or adjustable correlation is present, and - a signaling device ( 56 ) for outputting a signal if the correlation is present. Computerimplementiertes Verfahren zum Darstellen von Gewebe (8), umfassend folgende Schritte: – Erzeugen eines anatomischen Bilddatensatzes (38) der anatomischen Struktur des Gewebes (8) und – Darstellen des Bilddatensatzes (38) auf einer Anzeigevorrichtung (40), dadurch gekennzeichnet, dass ein Impedanzbild (28) der Impedanzverteilung des Gewebes (8) mittels elektrischer Impedanztomographie erzeugt und gleichzeitig mit dem anatomischen Bilddatensatz (38) auf der Anzeigevorrichtung (40) dargestellt wird.Computer-implemented method for representing tissue ( 8th ), comprising the following steps: - generating an anatomical image data set ( 38 ) of the anatomical structure of the tissue ( 8th ) and - displaying the image data set ( 38 ) on a display device ( 40 ), characterized in that an impedance image ( 28 ) of the impedance distribution of the tissue ( 8th ) are generated by means of electrical impedance tomography and simultaneously with the anatomical image data set ( 38 ) on the display device ( 40 ) is pictured. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet dass der anatomische Bilddatensatz (38) und das Impedanzbild (28) registriert und einander überlagert dargestellt werden.Method according to claim 6, characterized in that the anatomical image data set ( 38 ) and the impedance image ( 28 ) and superimposed on each other. Verfahren nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Erzeugung des anatomischen Bilddatensatzes (38) und/oder des Impedanzbilds (28) sowie die Darstellung auf der Anzeigevorrichtung (40) wiederholt ausgeführt werden.A method according to claim 6 or 7, characterized in that the generation of the anatomical image data set ( 38 ) and / or the impedance image ( 28 ) as well as the representation on the display device ( 40 ) are repeatedly executed. Verfahren nach einem der Ansprüche 6 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Betrieb einer auf das Gewebe (8) einwirkenden Ablationsvorrichtung (60) zumindest während der Dauer des Betriebs der Impedanztomographie-Vorrichtung (20) automatisch unterbrochen wird.Method according to one of claims 6 to 8, characterized in that the operation of a on the tissue ( 8th ) acting ablation device ( 60 ) at least during the duration of operation of the impedance tomography device ( 20 ) is interrupted automatically. Verfahren nach einem der Ansprüche 6 bis 9, gekennzeichnet durch folgende Schritte: – Identifizieren eines interessierenden Bereichs (ROI) des anatomischen Bilddatensatzes (38), – Vergleichen des interessierenden Bereichs (ROI) mit dem Impedanzbild (28) und Ermitteln, ob eine vorgegebene oder einstellbare Korrelation vorhanden ist, und – Ausgeben eines Signals, falls die Korrelation vorhanden ist.Method according to one of Claims 6 to 9, characterized by the following steps: identification of a region of interest (ROI) of the anatomical image data set ( 38 ), - comparing the region of interest (ROI) with the impedance image ( 28 ) and determining whether a predetermined or adjustable correlation exists, and - outputting a signal if the correlation is present.
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