DE19541987A1 - Medical echo-graphic data recording e.g for cardiac examination - Google Patents

Medical echo-graphic data recording e.g for cardiac examination

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DE19541987A1
DE19541987A1 DE1995141987 DE19541987A DE19541987A1 DE 19541987 A1 DE19541987 A1 DE 19541987A1 DE 1995141987 DE1995141987 DE 1995141987 DE 19541987 A DE19541987 A DE 19541987A DE 19541987 A1 DE19541987 A1 DE 19541987A1
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Abstract

An echo-graphic method of obtaining a three-dimensional (bi-dimensional) echography involves continuously receiving bi-dimensional images of a complete cardiac cycle in sequential planes fixed by an automated machine (2).The machine (2) controls the position and movement of an echo-graphic probe (10) in the basis of control by the ECG of the patient, with subsequent reconstruction of three-dimensional images of the heart by using the images of the various planes which were selected at the same time (t) of the cardiac cycle.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein neues echographi sches Verfahren und eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens, insbesondere zur Darstellung des Herzens in drei Dimensionen. The present invention relates to a novel echographi's method and an apparatus for performing the method, in particular for representation of the heart in three dimensions.

Durch die Echographie gewinnt man gewöhnlich ein zweidi mensionales Bild eines Organs. By ultrasonography is usually wins a zweidi-dimensional image of an organ.

Die Schwierigkeit, mit zweidimensionalen Bildern ein Herz dreidimensional darzustellen, besteht darin, die Bilder im Raum (Einatmen) mit zusammengezogener und beweglicher Struktur quer zu einer begrenzten Anzahl von akustischen "Fenstern" zusammenzusetzen, welche zwischen den Seiten vorliegen. The difficulty to represent two-dimensional images with a heart three-dimensional, is to assemble the images in space (inhalation) with contracted and the movable structure transversely to a limited number of acoustic "windows" which are present between the sides.

Etliche Versuche der Echographie in drei Dimensionen wur den bereits ausgeführt, ohne daß einer davon zufrieden stellende Ergebnisse brachte. Several attempts by the echography in three dimensions WUR already carried out without a brought them satisfactory results that.

WA ZOGHBI hat kürzlich ein System vorgestellt, welches ein Kippen der echographischen Sonde (Schwenkvorrichtung) erlaubt. Zoghbi WA has recently introduced a system which allows a tilting of the echographic probe (pivoting means). Bei diesem Verfahren verbleibt der Spitzenbe reich der Herzkammer unzugänglich. In this method, the Spitzenbe remaining area of ​​the heart chamber inaccessible.

Mac CANN und GREENLEAF (mayo Klinik) benutzten 1986 eine Sonde auf einer drehbaren Achse. 1986 Mac CANN and GREENLEAF (mayo clinic) used a probe on a rotating axis. Die Gewinnung von Bil dern dauerte 5 Minuten und die Auswahl der Bilder erfolg te später durch den Mediziner. The extraction of Bil countries took 5 minutes and the selection of pictures te success later by the physician. Die Schwierigkeit der Dar stellung war durch das Auswählen der Bilder in Abhängig keit von der Zeit für das Einatmen und dem Herzrhythmus. The difficulty of Dar position was by selecting the images to Dependent speed of the time for the inhalation and the heart rhythm.

Die Sonde "phased array" kann auch abgewandelt werden, um einen pyramidenförmigen und nicht mehr planaren (DUKE) Ultraschallstrahl zuerhalten. The probe "phased array" can also be modified to obtain a pyramidal and not planar (DUKE) ultrasonic beam. Die Sonde ist groß und ihr Strahl ist quer zu den Seiten zu schmal. The probe is large and its beam is too narrow transversely to the sides. Weiterhin ist die Bildauflösung schwach (in der Größenordnung von 4 mm in einem Abstand von 7 cm). Further, the image resolution is low (in the order of 4 mm at a distance of 7 cm).

Das einzige Verfahren, welches klinische pathologische Studien ermöglicht hat, ist die Technik von MORIZZ, wel che durch das Team von Dr. The only method that has enabled clinical pathological studies, the technique of Morizz, wel che by the team of Dr. WEYMAN in BOSTON entwickelt wurde. Weyman was developed in BOSTON. Die Sonde wird während der Atempause frei auf dem Brustkorb bewegt und ihre räumliche Lage wird auf dem Bild (Echtzeit) durch ein akustisches Ortungssystem er faßt. The probe is moved freely on the chest during breathing space and their spatial position, on the image (real time) by an acoustic location system he seizes. Der Operateur wählt dann die Bilder aus, verfolgt von Hand die Konturen und ein Oberflächenalgorhythmus re konstruiert die Formen. The operator then selects the images that traced by hand the contours and a Oberflächenalgorhythmus re designed the molds. Diese Technik ist durch die zu fälligen Bewegungen der Sonde und durch die nicht syste matische und nicht automatisierte Gewinnung zweidimensio naler Bilder (zwei Dimensionen) beschränkt und erfordert einen besonders eingearbeiteten Operateur und eine lange Dauer der Aufzeichnung, während der Patient nicht einat men darf. This technique is limited by the to due movements of the probe and through the non-syste matic and non-automated extraction zweidimensio tional images (two dimensions) and requires a particularly incorporated surgeon and a long duration of recording while the patient must not breathe in men.

Die Echographie entlang der Speiseröhre durch die Technik der Linearverschiebung innerhalb der Speiseröhre führt zu schwankenden Ergebnissen. Echography along the esophagus through the technique of linear displacement within the esophagus leading to variable results.

Deshalb ist es ein erstes Ziel der Erfindung, die Nach teile des Standes der Technik zu beheben. Therefore, it is a first object of the invention, after part of the prior art to fix. Ein weiteres Ziel der Erfindung liegt darin, durch Echographie dreidi mensionale Bilder (drei Dimensionen) zu erlangen, welche eine Darstellung und eine Belebung der Untersuchungsziele und der klinischen Forschung erlaubt. Another object of the invention is to obtain (three dimensions) by ultrasonography dreidi dimensional images which can perform a display and a revival of the aims of the investigation and clinical research.

Diese Ziele werden durch ein erfindungsgemäßes Verfahren erreicht, welches dadurch gekennzeichnet ist, daß man ein Aufnehmen von zweidimensionalen Bildern eines ganzen Herzzyklus in aufeinanderfolgenden Ebenen verwirklicht, welche durch einen Automat festgelegt sind, welcher die Lage und die Bewegung einer echographischen Sonde auf grund des Elektrokardiogramms (EKG) des Patienten steuert und daß anschließend das dreidimensionale Bild des Her zens durch Verwendung der Bilder der unterschiedlichen Ebenen rekonstruiert wird, wobei die Bilder in der glei chen Zeit (t) wie der Herzzyklus ausgewählt werden. These objects are achieved by an inventive method, which is characterized in that one realizes a recording of two-dimensional images of an entire cardiac cycle in successive planes which are defined by a machine, wherein the position and movement of an echographic probe (on the basis of the electrocardiogram ECG) of the patient controls and that subsequently the three-dimensional image of the Her zen is reconstructed by using the images of the different planes, the images in the moving surfaces time (t) are selected as the cardiac cycle.

Gemäß einer bevorzugten, das Verfahren jedoch nicht be schränkenden Abwandlung wird die Bewegung der Sonde bei der Vorrichtung (Drehung um ein Inkrement mit dem Wert (x), schrittweises Neigen, schrittweises Verlagern) aus gewählt, um mit der Vorrichtung das Herzvolumen während eines kurzen Einatmens abzutasten. According to a preferred method, however, not be restrictive modification, the movement of the probe is chosen in the apparatus (rotation by an increment value (x), gradually tilting, gradual displacement) in order with the device, the heart volume during a short inhalation scan.

Gemäß einer anderen nicht einschränkenden Variante wird die dreidimensionale Rekonstruktion mit Hilfe eines zu sätzlichen Parameters realisiert, bei dem es sich um das Einatmen des Patienten handelt. According to another non-limiting variant, the three-dimensional reconstruction is realized by means of a parameter to sätzlichen in which it is the inhalation of the patient.

Ein erfindungsgemäßes Verfahren weist weiterhin zumindest eine der nachfolgenden Besonderheiten auf: An inventive method further includes at least one of the following features:

  • - Verwendung eines einzigen akustischen Fensters, - using a single acoustic window,
  • - Verwendung eines vom Patienten abhängenden Be zugssystems, - use of a dependent ligand from the patient Be reference system,
  • - Erlangung und Abspeichern zur Echtzeit der bidi mensionalen Bilder, welche mit einer Anzahl von Parame tern verknüpft werden, nämlich zumindest: Folge der zwei dimensionalen Bilder, Lage der Sonde bei jeder Bildauf nahme, Elektrokardiogramm des Patienten. - obtaining and storing real-time the bidi-dimensional images which are associated with a number of parame tern, namely, at least: a result of the two-dimensional images, position of the probe at each image on acquisition, electrocardiogram of the patient.

Alternativ kann man bin Produkt des Bildes (zum Beispiel einen Bereich des Bildes oder eine Kontur, oder ein kom primiertes Bild oder einen interessierenden Bereich) ab speichern, welches das Ergebnis einer temporären Behand lung mit dem Ziel einer ökonomischen Abspeicherung dar stellt. Alternatively, one can store bin (for example, an area of ​​the image or a contour or a kom primiertes image or a region of interest) from which represents the result of a temporary treatmen development with the aim of economic saving is the product of the image.

  • - Behandlung der Daten (Bild oder Produkt des Bildes) in Matrizenform. - Treatment of data (image or product of the image) in matrix.

Weiterhin wird der Parameter, welcher die Bewegung der Sonde und die Verzögerung (D) zwischen der Kontraktion des Herzens und der Veränderung der Lage der Sonde be stimmt, vom Arzt ausgewählt. Furthermore, the parameter, which the movement of the probe and the delay (D) is true between the contraction of the heart and the change in the position of the probe be selected by the physician.

Die Erfindung bezieht sich auf alle Vorrichtungen zur Ausführung des Verfahrens und insbesondere auf eine be vorzugte, jedoch nicht ausschließliche Ausführungsform, welche in einer Vorrichtung zum Aufnehmen durch bidimen sionale Echographie eine dreidimensionale Darstellung des Herzens eines Patienten hat, welche in Kombination eine Elektrokardiographie und eine Echographie mit einer bidi mensionalen, echographischen Sonde aufweist und die da durch gekennzeichnet ist, daß sie einen Automaten ent hält, welcher die Bewegungen und außerdem die Stillstände der Sonde in Abhängigkeit vom Signal (EKG) der Elektro kardiographie lenkt und automatisch das Aufnehmen der dreidimensionalen Bilder durch die genannte Sonde während jedes seiner Stillstände steuert. The invention relates to all of the devices for performing the method and in particular to be ferred, but not exclusive embodiment, which in an apparatus for receiving has bidimen dimensional echography a three dimensional representation of a patient's heart, which in combination, an electrocardiography and a echography having a bidi dimensional, echographic probe and that is there characterized by that it holds a machine ent, which directs the movements and also the downtime of the probe in response to the signal (ECG) of the electric cardiography, and automatically receiving the three-dimensional images by said probe controls during each of its downtime.

Weiterhin enthält diese Vorrichtung folgendes: Furthermore, this device comprising:

  • - Eine Verknüpfungsstation, welche zumindest die nachfol genden Daten empfängt (bidimensionales Bild, Position der Sonde, EKG-Signal), - A link station, which at least the nachfol constricting receives data (bi-dimensional image, position of the probe, ECG signal),
  • - eine Speicherstation zum Abspeichern der von der Ver knüpfungsstation zugeführten Daten zur Realzeit, - a storage station for storing the supplied from the Ver knüpfungsstation data for real time,
  • - eine Digitalisierungsstation in Form einer Matrize, - digitizing station in the form of a matrix,
  • - eine Arbeitsstation zum Rekonstruieren des Herzens in drei Dimensionen während einer Zeit t₀ des Herzzyklus, - a station for reconstructing the heart in three dimensions during a time t₀ of the cardiac cycle,
  • - eine Anregungsstation zum Anregen des Herzens. - an excitation station to excite the heart.

Die Erfindung wird mit Hilfe der Beschreibung anhand der einzigen, anhängenden Figur besser zu verstehen sein. The invention will be better understood using the description referring to the single appended figure. Diese stellt eine Prinzipskizze einer erfindungsgemäßen Anordnung dar. This is a schematic diagram of an inventive arrangement.

Gemäß einer bevorzugten, aber nicht einschränkenden in der einzigen Figur gezeigten Ausführungsform enthält eine erfindungsgemäße Vorrichtung im wesentlichen folgendes: According to a preferred, but not limitative, shown in the single Figure, a device according to the invention essentially comprises:

  • - eine mechanische oder elektronische echographische Son de ( 1 ), welche sich in Abhängigkeit von den Befehlen ei nes Automaten ( 2 ) um ihre Achse dreht. - a mechanical or electronic echographic Son de (1) which in dependence on the instructions ei nes machine (2) rotates about its axis. Vorzugsweise wählt man eine mechanische Sonde aus, um ein besseres Einführen zwischen den Seiten zu ermöglichen. Is preferably selected from a mechanical probe, to allow a better insertion between the sides. Eine nicht gegenläu fige Rotation verbreitert also das akustische Fenster, So a non-stage any opposite rotation widens the acoustic window,
  • - einen Automat ( 2 ), bei dem es sich um ein Roboterteil handeln kann, welches eine doppelte Hülse aufweist: - a machine (2), which may be a robot part having a double sleeve:
    • - eine äußere Hülse, die als Referenzsystem dazu dient extern mit dem Patienten verbunden zu werden, - an outer sleeve, which serves as a reference system to be connected externally to the patient,
    • - eine interne Hülse, welche die Sonde haltert. - an internal sleeve which supports the probe.

Ein Motor, zum Beispiel ein Schrittmotor, zwingt der in neren Hülse eine Rotation in Bezug auf die äußere Hülse um einen Winkel (x) auf, A motor, for example a stepping motor, on the forces in relation to the outer sleeve in sleeve Neren a rotation by an angle (x),

  • - ein elektronisches Steuersystem ( 3 ) steuert den Motor Schritt für Schritt in Abhängigkeit von zwei Variablen: - an electronic control system (3) controls the motor step by step as a function of two variables:
    • * Die Dauer (D) zwischen einem Referenzpunkt auf dem EKG, zum Beispiel der Spitze der Schwingung (R) und dem Anlaufen des Motors, * The duration (D) between a reference point on the ECG, for example, the peak of the ring (R) and the starting of the motor,
    • * Den Winkel der Rotation (x) jedes Inkrementes. * The angle of rotation (x) of each increment.

Der Mediziner wählt den Winkel (x), und das Steuersystem ( 3 ) läßt den Motor anlaufen, durch den die Sonde ( 1 ) sehr schnell um einen inkrementiellen Wert (x) innerhalb des Herzzyklus dreht, der mit einer Dauer (D) in Bezug auf eine Referenz auf dem EKG, zum Beispiel der Schwingung (R) übereinstimmt. The physician selects the angle (x), and the control system (3) can start the motor by which the probe (1) rapidly to a inkrementiellen value (x) rotates within the cardiac cycle of a duration (D) in terms corresponds to a reference on the ECG, for example, the vibration (R). Die Dauer (D) wird vom Arzt festge legt. The duration (D) is Festge by the doctor sets. Die gleiche schnelle Rotation findet beim nächsten Herzzyklus und ebenso in der weiteren Folge statt, bis daß das Herzvolumen vollständig abgetastet ist. The same rapid rotation will take place when the cardiac cycle and also in the other sequence until that the heart volume is fully scanned.

Die Gesamtheit des Aufbaus wird auf diese Weise während eines kurzen Atemstillstandes abgetastet, nämlich nach einer 180°-Drehung der Sonde. The entirety of the structure is scanned in this manner during a short apnea, namely after a 180 ° rotation of the probe.

Die räumliche Zuordnung der Sonde wird um den Faktor der Winkeldrehung reduziert, wobei die Achse der Rotation konstant gehalten wird. The spatial relationship of the probe is reduced by a factor of angular rotation, wherein the axis of rotation is kept constant.

  • - Ein Echograph ( 4 ) erlaubt es, kontinuierlich bidimen sionale Bilder herzustellen und sichtbar zu machen. - An echo graph (4) makes it possible to continuously produce bidimen dimensional images and make them visible. Die Bilder am Ausgang können mittels Videosignal oder durch direkten Eingriff in die interne Informationsverarbeitung des Echographen abgegriffen werden. The pictures at the output can be picked up by direct engagement in the information processing of the echo video signal or by means of graphs. Das Elektrokardio gramm (EKG) und das Steuersystem können im Echographen enthalten sein. The electrocardiogram (ECG) and the control system may be included in the echo graphs.
  • - eine Verknüpfungsstation ( 5 ), welche gleichzeitig die folgenden Daten erhält und miteinander kombiniert: vom Echograph kommendes bidimensionales Bild, Winkel der Son de (x), welcher vom Automaten ( 2 ) kommt, Signal (EKG), - a linking station (5) which simultaneously receives the following data and combined with each other: coming from the bi-dimensional echographic image, of angle Son de (x), which from the machine (2) comes signal (ECG),
  • - eine Speicherstation ( 6 ) mit einem Schnellspeicher ho her Kapazität, welcher zu den realen Zeiten die von der Station ( 5 ) übermittelten Daten aufzeichnet. - a storage station (6) with a quick memory ho her capacity which records from the station data (5) transmitted to the real time. Der Speicher großer Kapazität zeichnet fortlaufend während der Erfas sung das Videobild auf (kurzer Atemstillstand von 10 bis 30 Sekunden). The large-capacity memory records continuously during Erfas solution on the video image (short breathing level of 10 to 30 seconds). Festzustellen ist, daß die Stationen ( 5 und 6 ) in den Echographen ( 4 ) integriert sein können, indem man ihre zusätzlichen Eingänge nutzt, wodurch eine direk te Integration der Daten in das Bild des Echographen mög lich wird, also auf synchrone Weise. It is noted that the stations (5 and 6) in the echograph (4) can be integrated, by making use of its additional inputs, whereby a more te integration of the data in the image of the echograph is possible, please include, that is in a synchronous manner.
  • - eine Digitalisierungsstation, welche die Bilder den Pa rametern zuordnet, welche herangezogen werden, um die Bilder in Abhängigkeit von den gewünschten Parametern zu verbessern und darstellbar zu machen. - a digitization station, which are used to enhance the images in dependence on the desired parameters and make images displayed that maps the rametern Pa. Beispielsweise in Form einer Matrize werden die Bilder in Abhängigkeit von der Zeit (t) des Herzzyklus und der Position (x) der Son de für den Zustand der Bildgewinnung während des Atem stillstandes, wo der Parameter des Einatmens konstant ist, geordnet. For example, in the form of a template, the images in dependence of the cardiac cycle and the position (x) of the Son de outage for the state of the image acquisition during the breath, where the parameters of the inhalation is constant, ordered by time (t). Diese Digitalisierung und diese Zuordnung können zur Echtzeit erfolgen, zur gleichen Zeit wie die Verknüpfung vor dem Abspeichern. This digitalization and this assignment can be made for real-time, at the same time as the link before saving.
  • - eine Arbeitsstation ( 8 ), welche speziell für die Verar beitung eines Bildes und die Rekonstruktion des Herzens in drei Dimensionen zur Zeit (t) des Herzzyklus program miert ist. - a work station (8), which processing specific to the proces of an image and the reconstruction of the heart in three dimensions at the time (t) of the cardiac cycle is program mized. Die Rekonstruktion kann mit Hilfe einer Basis erfolgen (bekannt unter dem Namen VOXEL-Basis), welche die im Raum mit oder ohne Interpolation der da zwischen liegenden Bilder zusammengestellten echographischen Bil der aufweist oder aber durch Darstellung einer Oberfläche einer vorherbestimmten Struktur erfolgen. The reconstruction may be performed using a base take place (known as VOXEL basis), which has in the space, with or without interpolation of the as assembled intermediate images echographic Bil or by showing a surface of a predetermined structure.
  • - eine Belebungsstation ( 9 ) zur bewegten Darstellung des Herzens in drei Dimensionen aufgrund der Daten der Bilder in Form einer Matrize. - a recovery station (9) for moving representation of the heart in three dimensions based on the data of the images in the form of a template.

Desweiteren erlaubt die Verfügbarkeit der Bilder in zwei Dimensionen in Form einer Matrize eine Extrapolation von möglicherweise mangelhaften Bildern durch solche, die in der Zeit und im Raum benachbart sind. Furthermore, the availability of the images in two dimensions in the form of a matrix extrapolation of possibly defective images by those that are adjacent in time and in space. Diese Belebungssta tion erlaubt mit einmal eine dreidimensionale Visualisie rung und eine quantitative Analyse der Volumina und der Auslenkungen der Struktur. This Belebungssta tion permitted once a three-dimensional visualization tion and a quantitative analysis of the volumes and the deflections of the structure.

Die zuvor beschriebene Vorrichtung arbeitet gemäß dem Verfahren nach der Erfindung zur Erlangung echographi scher Daten, welches die folgenden Verfahrensstufen auf weist: The apparatus described above operates according to the method of the invention for obtaining echographi shear data, which comprises the following process stages:

  • - Aufnahme eines bidimensionalen Bildes oder eines Pro duktes des Bildes während eines kurzen Stillstandes unter Vermeidung einer Bewegung des Herzens in der Thorax wäh rend der Aufnahme der Bilder. - receiving a bi-dimensional image or a Pro domestic product of the image during a brief standstill while avoiding a movement of the heart in the thorax currency end of the recording of the images. Gemäß einer Abwandlung kann man die Aufnahmezeit mit Hilfe einer multiplanen Sonde oder multiplen Sonden vermindern, durch die das gleich zeitige Aufnehmen mehrerer Bilder in mehreren voneinander unterschiedlichen Ebenen möglich wird. In a variant, one can reduce the recording time by means of a multi plan probe or multiple probes through which the equal-time receiving a plurality of images is made possible in a plurality of mutually different levels.
  • - Verwendung eines einzigen, akustischen Fensters: Dieser Weg wird ausgewählt, um die besten echologischen Werte bei jedem Patienten zu haben und vermeidet den Zeitver lust, der für das Aussuchen mehrerer Fenster notwendig wäre. - using a single, acoustic window: This path is chosen to have the best echo logic values ​​in each patient and avoids the Zeitver lust, which would be necessary for seeking out multiple windows.
  • - Verwendung eines auf den Patienten bezogenen Referenz systems: Hierdurch wird ein Rekonstruktionssystem für den Fall der Bewegung des Patienten unnötig. - using a signal related to the patient reference system: In this way a reconstruction system is unnecessary for the case of the movement of the patient.
  • - In Abhängigkeit von der Funktion des EKG gesteuerte Um drehung der Sonde. - Depending on the function of the ECG in order controlled rotation of the probe. Die Sonde wird um einen Winkel (x) sehr schnell angetrieben, um sich für jeden Beginn eines Herzzyklus erneut einzustellen. The probe is at an angle (x) very quickly driven to readjust for each beginning of a cardiac cycle. Sie führt auch zu einer vollständigen Drehung um 180° durch aufeinanderfolgende Schritte (in einem Winkel x) und tastet deshalb die Ge samtheit des Herzvolumens während eines kurzen Atemstill standes ab. It also leads to a complete rotation through 180 ° by successive steps at an angle (x), and therefore scans the Ge totality of the heart volume during a short apnea from. Die räumliche Ortung der Sonde vermindert sich um einen Faktor der Winkelrotation; The spatial location of the probe is reduced by a factor of angular rotation; die Achse wird festgehalten. the axis is retained. Das Ziel dieser Steuerung liegt darin, echographische Bilder mit einer unbeweglichen Sonde wäh rend des überwiegenden Abschnittes des Herzzyklus zu ver wirklichen und das gesamte Herzvolumen durch Rotation zu erhalten. The aim of this control is to obtain echographic images with a stationary probe currency rend the predominant portion of the cardiac cycle ver real and the entire heart volume by rotation.
  • - Eine Aufnahme und Abspeicherung der bidimensionalen Bilder zu Realzeiten, gekoppelt an der Position der Sonde oder des Signals der EKG. - A recording and storage of the bi-dimensional images to real time, coupled to the position of the probe or the signal of the ECG.
  • - Eine Behandlung der Daten mittels Matrize. - Treatment of the data by means of a template. Jedes Bild wird gemäß zweier Variablen glasiert: Die Lage des Bildes im Raum und in der Zeit des Herzzyklus. Each image is glazed according to two variables: the location of the image in space and in time of the cardiac cycle. Die Aufstellung von bidimensionellen Bildern mit Hilfe einer Matrize er laubt es erforderlichenfalls, mangelhafte Bilder mit Hil fe in der Zeit oder im Raum angrenzenden Bildern zu ex trapolieren. The preparation of bidimensionellen images using a template, he laubt it necessary defective pictures with Hil fe in time or in space adjacent images to ex trapolieren.
  • - Eine Rekonstruktion in drei Dimensionen im Raum vom Herzen während eines Augenblickes des Herzzyklus (EKG ga ting) mit Konturen und Messungen des Volumens, Wiedergabe der Masse der Taten mit Hilfe einer VOXEL-Basis oder syn thetische Darstellung der Konturen und Oberflächen. - A reconstruction in three dimensions in space from the heart during a moment in the cardiac cycle (ECG ting ga) with outlines and measurement of the volume, playback of the mass of the acts by means of a base or VOXEL syn thetic representation of the contours and surfaces.
  • - Eine bewegliche Darstellung des Herzens in drei Dimen sionen. - versions A moving representation of the heart in three dimen. Eine Rekonstruktion in drei Dimensionen wird für alle Zeiten des Herzzyklus verwirklicht. A reconstruction in three dimensions is realized for all times of the cardiac cycle.

Abwandlungen in der Anwendung und der Ausführungsform sind möglich, insbesondere: Variations in the application and the embodiment are possible, in particular:

  • - Die Sonde kann elektronisch sein. - The probe can be electronic.
  • - Das transthorakal durchgeführte Verfahren kann mittels einer Speiseröhrensonde durchgeführt werden, indem man eine Magensonde benutzt, bei der der Transdukter um seine Achse drehen kann. - The transthoracic performed method may be carried out by means of an esophageal probe, by using a stomach tube, in which the Transdukter can rotate about its axis.
  • - Die Methode der von dem Elektrokardiogramm gesteuerten Rotation kann für alle anderen Bewegungen der Sonde be nutzt werden: Neigung oder Verschiebung. - The method of controlled by the electrocardiogram rotation can be utilized for all other movements of the probe be: tilt or shift. In diesem Fall wird der Eingang (x) der Station ( 5 ) der Zeichnung durch einen anderen Parameter ersetzt. In this case, the input (x) of the station (5) is replaced by another parameter of the drawing.
  • - Falls ein Atemstillstand nicht erreicht wird, wird eine vierte Variable (das Einatmen) dem Datenblock hinzugefügt (Bild + EKG + Position). - If an apnea is not reached, a fourth variable (inhalation) added to the data block (image + + EKG position). Die Station ( 5 ) enthält daher vier variable Eingänge. Therefore, the station (5) includes four variable inputs. Die Bilder werden alle zur glei chen Zeit des Einatmens selektiert um die Rekonstruktion zu ermöglichen. The images are all selected surfaces for moving the time of inhalation to allow the reconstruction.
  • - Bei Arythmie kann man eine fünfte Variable vorsehen, nämlich die Zeiten zwischen zwei Kontraktionen (Raum zwi schen zwei Wellen R). - If arrhythmia is possible to provide a fifth variable, namely the time between two contractions (room interim rule two waves R).
  • - Transthorakale, mechanische Sonde, bei der der Trans dukter um die Achse der Sonde drehen kann, ohne daß dabei die Sonde dreht. - Transthoracic, mechanical probe, wherein the Trans dukter can rotate about the axis of the probe, without thereby rotates the probe.
  • - Multiplane Speiseröhrensonde, bei der die Rotation dem Elektrokardiogramm untergeordnet ist. - multiplane esophageal probe in which the rotation is subordinate to the electrocardiogram.
  • - Die Gewinnung der Bilder und die Verschiebung der Sonde kann zusätzlich von einem Atemaufnehmer gesteuert werden. - The recovery of the images and the displacement of the probe can be additionally controlled by a Atemaufnehmer. Die Aufnahme von Bildern und die Rotation sollen nur in Abhängigkeit von einem oder mehreren Stadien des Einat mens ausgelöst werden. The recording of images and the rotation to be triggered only in response to one or more stages of Einat mens.
  • - Die Stationen ( 8 ) und ( 9 ) können in eine einzige Ma schine integriert sein. - The stations (8) and (9) can be integrated into a single ma chine.

Die Vorteile der Erfindung sind insbesondere die folgen den: The advantages of the invention are in particular the follow:

  • - Die Datengewinnung wird durch Automatisierung und da durch optimiert, daß sie dem Herzzyklus durch das Zwi schenschalten des Elektrokardiogramms untergeordnet wird. - Data collection is the electrocardiogram is subordinated by automating and there by optimized to rule off the cardiac cycle by Zvi.
  • - Kurze Datengewinnungszeiten, - Quick data acquisition times,
  • - Komfortabel für den Kranken, - Comfortable for the patient,
  • - Zuverlässigkeit, - Reliability,
  • - Verwendung für die dreidimensionale Echographie anderer Organe möglich: Leber usw., - use possible for three-dimensional ultrasonography other organs: liver, etc.
  • - Das Referenzsystem gestattet eine Bewegung des Patien ten während der Aufnahme, ohne die räumlichen Koordinaten der Sonde zu verändern, und vermeidet den Verlust von Zeit für die Ermittlung mehrerer Fenster während der Auf nahme, - The reference system allows a movement of the patien th during recording, without changing the spatial coordinates of the probe, and avoids the loss of time for the determination of multiple windows during the on acquisition,
  • - Der Arzt legt den Beginn einer Datengewinnung während einer Atempause und die Variablen für die Steuerung fest: die Zeitdauer zwischen einer Markierung (EKG) und dem Ru henlassen der Sonde und den Winkelbetrag der Inkrementie rung. - The doctor determines the beginning of a data acquisition during a breathing space and the variables for the control of: the time interval between a mark (ECG) and the Ru henlassen the probe and the angular amount of Inkrementie tion.
  • - Die Drehung der Sonde während einer Phase kann sich mit der Kontraktion des Herzen verändern, zum Beispiel am Schluß einer Disastole. - The rotation of the probe during a phase may vary with the contraction of the heart, for example, at the end of a Disastole.
  • - Diese Steuereinrichtung der Sonde und die Informations verarbeitung der Daten kann sehr leicht in ein Echograph integriert werden. - This control device of the probe and the information processing of the data can be easily integrated into an echograph.
  • - Diese Einrichtung erlaubt Untersuchungen großer Wich tigkeit, beispielsweise die Quantifizierung der linken Herzkammer im Herzraum. - This feature allows for studies of large weighting ACTION, such as the quantification of the left ventricle in the heart area.
  • - Geringe Apparatekosten im Vergleich zu anderen Untersu chungen mit Scannern oder in der Nuklearmedizin. - Low equipment costs compared to other investi deviations with scanners or nuclear medicine.

Claims (12)

1. Verfahren zur Gewinnung einer dreidimensionalen Dar stellung des Herzens ( 10 ) eines Patienten durch bidimen sionale Echographie, dadurch gekennzeichnet, daß man kon tinuierlich, bidimensionelle Bilder eines vollständigen Herzzyklus in aufeinanderfolgenden, von einem Automaten festgelegten Ebenen aufnimmt, wobei der Automat die Lage und die Bewegung einer echographischen Sonde aufgrund ei ner Steuerung durch das Elektrokardiogramm (EKG) des Pa tienten steuert und man anschließend dreidimensionale Bilder des Herzens rekonstruiert, indem man die Bilder der verschiedenen Ebenen verwendet, welche zur gleichen Zeit (t) des Herzzyklus ausgewählt wurden. 1. A process for obtaining a three-dimensional Dar position of the heart (10) of a patient by bidimen dimensional echography, characterized in that kon continuously, bidimensionelle images of a complete cardiac cycle in successive set of a vending machine planes receives, wherein the machine location and the movement of an echographic probe due ei ner control by the electrocardiogram (ECG) of the Pa tienten controls and is then three-dimensional images of the heart is reconstructed by using the images of the different planes, which at the same time (t) of the cardiac cycle are selected.
2. Verfahren nach dem vorangehenden Anspruch, dadurch ge kennzeichnet, daß die Bewegung der Sonde in der Anordnung (Drehung durch Inkremente mit dem Wert (x), schrittweise Neigung, schrittweise Verschiebung) nach dem Abtasten des Herzvolumens während eines kurzen Atemstillstandes ausge wählt wird. 2. Method according to the preceding claim, characterized in that the movement of the probe in the array (rotation by increments by the value (x), gradually slope gradually shift) after the scanning of the heart volume during a short apnea being selected is.
3. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 2, dadurch gekenn zeichnet, daß die Rekonstruktion der dreidimensionalen Bilder mit Hilfe eines zusätzlichen Parameters erfolgt, bei dem es sich um das Einatmen durch den Patienten han delt. 3. Process according to claims 1 to 2, characterized in that the reconstruction of three-dimensional images takes place by means of an additional parameter, which is punched han to inhalation by the patient.
4. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekenn zeichnet, daß es weiterhin den Gebrauch nur eines akusti schen Fensters enthält. 4. Process according to claims 1 to 3, characterized in that it further includes the use of only one rule akusti window.
5. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekenn zeichnet, daß es weiterhin einen Gebrauch eines sich auf den Patienten beziehenden Referenzsystems enthält. 5. The method according to claims 1 to 4, characterized in that it further includes a use of a relating to the patient reference system.
6. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 5, dadurch gekenn zeichnet, daß es weiterhin eine Gewinnung und Abspeiche rung von bidimensionalen Daten zu Realzeiten aufweist, wobei die Daten mit der Gesamtheit der Parameter ver knüpft werden, nämlich zumindest: Folge der bidimensiona len Bilder, Position der Sonde zu jeder Bildaufnahme, Elektrokardiogramm des Patienten. 6. The method according to claims 1 to 5, characterized in that it further comprises an extraction and Abspeiche tion of bidimensional data to real time, the data being linked ver with the totality of the parameters, namely, at least: a result of the bidimensiona len images, position of the probe to each image capture, electrocardiogram of the patient.
7. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 6, dadurch gekenn zeichnet, daß es weiterhin eine Matrizenverarbeitung der Daten aufweist. 7. Process according to claims 1 to 6, characterized in that it further comprises a Matrizenverarbeitung the data.
8. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 7, dadurch gekenn zeichnet, daß der Parameter, welcher die Bewegung der Sonde und die Zeitdauer (D) zwischen der Markierung des EKG und der Änderung der Position der Sonde bestimmt, durch den Arzt gewählt wird. 8. The method according to claims 1 to 7, characterized in that the parameter, which the movement of the probe and the time period (D) between the label of the ECG and the change of the determined position of the probe, is selected by the physician.
9. Vorrichtung zur Gewinnung einer dreidimensionalen Dar stellung des Herzens eines Patienten durch bidimensionale Echographie, welche in Kombination eine Elektrokardiogra phie und eine Echographie mit einer bidimensionalen echo graphischen Sonde enthält, dadurch gekennzeichnet, daß sie einen Automaten enthält, welcher die Bewegungen und danach die Stillstände der Sonde in Abhängigkeit des Si gnals der Elektrokardiographie (EKG) steuert und der au tomatisch das Aufnehmen der bidimensionalen Bilder durch die genannte Sonde jeweils während ihres Stillstandes steuert. 9. An apparatus for obtaining a three-dimensional position and results of a patient's heart by bidimensional echography which chromatography in combination a Elektrokardiogra and includes an echography with a bi-dimensional echographic probe, characterized in that it contains a state machine which the movements and then the downtime the probe as a function of the Si gnals of electrocardiography (ECG) and controls the au tomatically controls the receiving of the bi-dimensional images by said probe, respectively, during their arrest.
10. Vorrichtung nach dem vorangehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, daß sie weiterhin folgendes enthält: 10. Device according to the preceding claim, characterized in that it further comprises:
  • - Eine Verknüpfungsstation ( 5 ), welche zumindest die fol genden Daten erhält: bidimensionale Bilder, Position der Sonde, EKG-Signal. - A link station (5), which receives at least the fol lowing data: bidimensional images, position of the probe, the ECG signal.
  • - Eine Speicherstation ( 6 ) welche zu Realzeiten die von der Verknüpfungsstation ( 5 ) übermittelten Daten aufzeich net. - a storage station (6) to which the real time data transmitted from the link station (5) aufzeich net.
  • - eine Belebungsstation ( 9 ) für die Belebung des Herzens. - a recovery station (9) for the recovery of the heart.
11. Vorrichtung nach den Ansprüchen 9 bis 10, dadurch ge kennzeichnet, daß die Sonde eine mechanische Sonde mit kreisförmigem Ende ist. 11. The device according to claims 9 to 10, characterized in that the probe is a mechanical probe with a circular end.
12. Vorrichtung nach den Ansprüchen 9 bis 11, dadurch ge kennzeichnet, daß der Automat ( 2 ) ein Roboterteil mit zwei Hülsen ist, wobei eine äußere Hülse als Referenzsy stem dient, welches außen am Patienten befestigt wird und eine interne Hülse die Sonde trägt und dadurch gekenn zeichnet, daß ein Schrittmotor die interne Hülse in Bezug auf die äußere Hülse um einen Winkel (x) antreibt und da durch gekennzeichnet, daß ein elektronisches Steuersystem ( 3 ) den Schrittmotor schrittweise in Abhängigkeit von zwei Variablen steuert, nämlich die Dauer nach einer Mar kierung des Signals (EKG) und der Drehwinkel (x) jedes Inkrementes. 12. Device according to claims 9 to 11, characterized in that the machine (2) is a robot part with two sleeves, wherein an outer sleeve serving as Referenzsy stem which is attached externally to the patient and an internal sleeve carrying the probe and labeled in terized in that a stepping motor drives the internal sleeve in relation to the outer sleeve by an angle (x) and as characterized by that an electronic control system (3) step by step the stepper motor in dependence of two variables controls, namely the period after a Mar kierung of the signal (ECG) and the rotation angle (x) of each increment.
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