DE19852467A1 - Katheterverfolgungssystem - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft Katheterverfolgungssysteme und insbe­ sondere ein System und ein Verfahren zum Lokalisieren und Verfolgen von Kathetern in einem menschlichen oder tierischen Körper.

Der Ausdruck Katheter, wie er hier verwendet wird, bezieht sich auf jegliches invasives chirurgisches Werkzeug, das zum Einsetzen in einen menschlichen oder tierischen Körper verwen­ det wird, um zum Ausführen einer Untersuchungsprozedur und/oder einer medizinischen Prozedur einen Fernzugang zu einem Abschnitt des Körpers zu erlangen.

Mit der zunehmenden Verwendung minimal invasiver chirurgischer Verfahren in der medizinischen Diagnose und Therapie besteht ein Bedarf an neuen Verfahren der Fernlokalisierung und -verfolgung von Kathetern oder anderen medizinischen Instru­ menten in einem menschlichen oder tierischen Körper. Gegenwär­ tig ist die Röntgenstrahl-Fluoroskopie das Standard-Katheter-Lokalisierung­ verfahren. Die Belastung durch eine unangemessen hohe Röntgenstrahlung kann jedoch sowohl für den Patienten als auch für den Kliniker schädlich sein. Somit sind alternative Katheter-Lokalisierungsverfahren wünschenswert.

Es wurden mehrere alternative Verfahren veröffentlicht ein­ schließlich einiger Verfahren, die Magnetfeldmessungen anwen­ den, und anderer Verfahren, die Ultraschallmessungen verwen­ den. Ein solches Ultraschall-Katheter-Lokalisierungsverfahren ist als Sonomikrometrie bekannt. Die Sonomikrometrie beruht auf dem Auffinden von Abständen zwischen Miniatur-Allrich­ tungs-Ultraschallwandlern durch Messen der Zeit, die die Ultraschallsignale zum Durchlaufen der Strecke zwischen den Ultraschallwandlern benötigen, wobei diese dann mit der Schallgeschwindigkeit multipliziert wird. Es wird vorausge­ setzt, daß die mittlere Schallgeschwindigkeit in dem Medium zwischen den Wandlern bekannt ist und daß sich der Schall geradlinig ausbreitet. Diese beiden Voraussetzungen führen zu Fehlern in den Abstandsberechnungen, die letztlich einen Grad von Unsicherheit bezüglich der Position des Katheters mit sich bringen.

Um die Spitze eines Katheters unter Verwendung der Sonomikro­ metrie zu lokalisieren, wird ein Ultraschallwandler in der Nähe der Katheterspitze angebracht. Die Position dieses Wand­ lers wird dann dadurch bestimmt, daß die Laufzeit der akusti­ schen Signale von dem Wandler an der Spitze zu wenigstens vier weiteren, zum Erfassen der akustischen Signale angeordneten und als Referenzwandler wirkenden Wandlern gemessen wird. Die Laufzeit der akustischen Signale zwischen dem Wandler an der Spitze und den Referenzwandlern repräsentiert den Abstand von der Spitze des Katheters zu den jeweiligen Referenzwandlern. Die Kombination dieser Abstände gibt die Position des Kathe­ ters in einem durch die Positionen der Referenzwandler defi­ nierten dreidimensionalen Referenzsystem an.

Ein bekanntes Katheterverfolgungssystem, das auf diesen Sono­ mikrometrie-Prinzipien beruht, ist in dem US-Patent Nr. 5.515.853 (Smith u. a.) beschrieben. Dieses System mißt unter Verwendung kurzer Schallimpulse und getakteter Digi­ talzähler die Ultraschall-Laufzeiten zwischen Paaren von Wandlern. Die Zähler werden durch den elektrischen Impuls, der den sendenden Wandler ansteuert, gestartet und durch die Erfassung eines Impulses in dem empfangenden Wandler angehal­ ten. Die Erfassung wird durch eine Schwellenwertanalyse des empfangenen Signals erreicht. Nachdem abgewartet wurde, bis der letzte gesendete Impuls bei allen empfangenden Wandlern eingetroffen ist und bis die von den verschiedenen Unstetig­ keiten im Körper herrührenden Streureflexionen abgeklungen sind, wird jeder sendende Wandler seinerseits aktiviert.

Ein Nachteil dieses bekannten Katheterverfolgungssystems besteht darin, daß sich die Ultraschallsignale nicht geradli­ nig bewegen. Außerdem hängt die Ausbreitungsgeschwindigkeit irgendeiner Ultraschallwelle von dem Material, in dem sie sich ausbreitet, ab. Ultraschallwellen unterliegen Absorptions-, Reflexions-, Beugungs- und Streuwirkungen infolge des Materials entlang ihres Wegs, was zu einer Dämpfung der Signalstärke führt. Eine Ultraschallwelle, die sich im menschlichen Körper ausbreitet, unterliegt allen obenerwähnten Wirkungen, was dazu führt, daß jede Laufzeitmessung mit einem Fehler behaftet ist, was wiederum eine Unsicherheit bei der Bestimmung der Kathe­ terposition mit sich bringt.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein System und ein Verfahren zum Lokalisieren und Verfolgen von Kathetern zu schaffen, die die Genauigkeit, mit der die Katheterspitze verfolgt wird, verbessern und die somit die obenerwähnten Nachteile herkömmlicher Katheterverfolgungssysteme und -verfahren vermeiden.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch ein System zum Lokalisieren und Verfolgen von Kathetern nach Anspruch 1 bzw. durch ein Verfahren zum Lokalisieren und Verfolgen von Kathe­ tern nach Anspruch 10. Weiterbildungen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.

Die Erfindung verwendet ein anderes Verfahren der Messung der Laufzeit der Ultraschallsignale durch Aufzeichen und Verarbei­ ten der gesendeten und der empfangenen Signalformen.

Als ein Verfahren für den Vergleich des gesendeten Signals mit dem für das gesendete Signal repräsentativen Signal kann die Kreuzkorrelation von Paaren gesendeter und empfangener Signale verwendet werden. Ausgehend von einem Spitzenpegel, der von der Kreuzkorrelation mit einer der Laufzeit entsprechenden zeitlichen Verschiebung erzeugt wird, bewirkt die Kreuzkorre­ lation der gesendeten und der empfangenen Signale eine Erhö­ hung der Genauigkeit der Laufzeit.

Vorteilhaft sind die von jedem der mehreren Wandler erzeugten vorgegebenen Signalformen voneinander verschieden, was eine gleichzeitige Erfassung der Signale erleichtert.

Wenn die gesendeten Signale bekannt sind und verschiedene Signalformen haben, ermöglicht die Erfindung eine Trennung und separate Verarbeitung der gleichzeitig von verschiedenen Sendern empfangenen Signale. Schmalbandige Signale bei ver­ schiedenen Frequenzen können z. B. durch Bandpaßfilter ge­ trennt werden. Dies bedeutet, daß alle sendenden Wandler gleichzeitig anstatt nacheinander aktiviert werden können, was somit einen schnelleren Abschluß aller Laufzeitmessungen ermöglicht. Dies hat schließlich zur Folge, daß die Katheter­ position mit einer höheren Rate aktualisiert werden kann.

Der Datenprozessor kann vorteilhaft in der Weise arbeiten, daß er eine Übertragungsfunktion zwischen den gesendeten und den empfangenen Schallsignalen als eine Funktion der Frequenz berechnet. Die Übertragungsfunktion hängt von den Eigenschaf­ ten des Mediums, durch das sich der Schall ausbreitet, und insbesondere von dem frequenzabhängigen Absorptionskoeffizien­ ten ab. Die Messungen der Übertragungsfunktion können verwen­ det werden, um auf die von dem Schall durchlaufene Gewebeart und auf die Höhe des Anteils verschiedener Gewebearten entlang seines Wegs zu schließen. Diese Informationen könnten dann verwendet werden, um die mittlere Schallgeschwindigkeit und damit den Abstand zwischen den sendenden und den empfangenden Wandlern genauer abzuschätzen. Dies führt zu einer besseren Abschätzung der Position des Katheters im Körper.

Die Erfindung schafft mehrere Vorteile gegenüber den Katheter­ verfolgungssystemen des Standes der Technik. Die Erhöhung der Genauigkeit, mit der die Laufzeitmessungen bestimmt werden, ermöglicht die Durchführung von Abstandsmessungen bei niedri­ geren Rauschabständen (SNR). Dies ermöglicht die Durchführung von Messungen über längere Ausbreitungsabstände und somit das Überwinden des Problems, das durch die geringe Signalstärke infolge der durch Absorption, Reflexion, Beugung und Streuung verursachten Dämpfung der Ultraschallwelle bei der Ausbreitung durch ein Medium entsteht.

Außerdem sind Ultraschallwandler allgemein sehr ineffizient und müssen zum Erzeugen einer ausreichenden Schalleistung häufig mit hohen Spannungen angesteuert werden. Ein erfin­ dungsgemäß durchgeführter Vergleich der ges endeten und empfan­ genen Signale verringert wesentlich die in den Drähten in den Kathetern übertragenen Ansteuerspannungen, was effektiv sowohl die elektrische Gefährdung für den Patenten als auch den Pegel potentieller elektromagnetischer Störungen reduziert. Außerdem sind die Ausgangsleistungen kleiner Ultraschallwandler auch dadurch beschränkt, daß eine Beschädigung des Nachbargewebes vermieden werden muß.

Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung werden deutlich beim Lesen der folgenden Beschreibung zweckmäßiger Ausführun­ gen, die auf die beigefügte Zeichnung Bezug nimmt; es zeigen:

Fig. 1 einen Stromlaufplan eines in einen menschlichen Körper eingesetzten Katheters;

Fig. 2 einen typischen durch eine Arterie in ein Herz einge­ setzten Katheter mit um das Herz herum angeordneten Referenzwandlern und insbesondere mit einem Wandler, der am Kopf des in das Herz eingesetzten Katheters an­ geordnet ist;

Fig. 3 einen Stromlaufplan der Signalverarbeitungseinheit in Verbindung mit mehreren im und am Körper angeordneten Referenzwandlern sowie einen in einen Abschnitt des Körpers eingesetzten Katheter mit einem einzelnen am Katheterkopf angeordneten Wandler;

Fig. 4 eine ausführliche Darstellung des Mehrkanal-Sender/­ Empfängers und der Signalverarbeitungseinheit, die für dieses Katheterverfolgungssystem benötigt werden; und

Fig. 5 ein typisches Szenarium von Abstandsmessungen zwischen vier Referenzwandlern und einem einzelnen am Katheter­ kopf angeordneten Wandler.

Fig. 1 zeigt eine schematische Darstellung eines durch eine Arterie 14 in das Herz 5 eines menschlichen Körpers 1 einge­ setzten Katheters 10, wobei es sich um eine Anwendung für das durch die Erfindung beschriebene Katheterverfolgungssystem handelt. Der in Fig. 1 gezeigte Katheter 10 verfügt allgemein über einen Kopf 16, an dem ein Wandler 18 angebracht ist. Um das Herz 5 herum sind in dem Körper 1 oder außerhalb dessen mehrere Referenzwandler 19 räumlich beabstandet angeordnet. Der Katheter 10 ist in dem Zustand gezeigt, in dem er durch eine Arterie 14 in das Herz 5 eines menschlichen Körpers 1 eingesetzt ist, um eine medizinische Prozedur, z. B. eine Endokardiographie, durchzuführen.

Fig. 2 zeigt eine Nahansicht des in Fig. 1 gezeigten Kathe­ ters, wobei die Teile, die in Fig. 1 ebenfalls gezeigt sind, die gleichen Bezugszeichen tragen. Gezeigt ist ein in der Arterie 14 angeordneter und auf diese Weise in das Herz 5 geführter Katheter 10. Am Kopf des Katheters 16 ist ein Wand­ ler 18 angeordnet. Um das Herz 5 herum und in der Nähe des Katheters 10 sind mehrere Referenzwandler 19 angeordnet.

Fig. 3 zeigt im wesentlichen die gleichen Objekte wie Fig. 1, allerdings ausführlicher, wobei die Teile, die in Fig. 1 ebenfalls vorkommen, die gleichen Bezugszeichen tragen. Ein Katheter 10 ist durch eine Arterie 14 in einen Körper 1 einge­ setzt. Ein Mehrkanal-Sender/Empfänger 24 dient als eine Schnittstelle zwischen einer Signalverarbeitungseinheit 22 und mehreren Wandlern 18, 19 und schaltet die Wandler zwischen einem Sendemodus, in dem die Wandler 18, 19 akustische Signale erzeugen, und einem Empfangsmodus, in dem die Wandler 18, 19 akustische Signale erfassen, um. Außerdem ist die Signalverar­ beitungseinheit 22 mit einer rechnergestützten Anwender­ schnittstelle 26 verbunden, die die Position des Kopfes 16 des Katheters in dem Körper 20 und weitere durch einen Signalpro­ zessor 22 berechnete Ergebnisse angibt. Die rechnergestützte Anwenderschnittstelle 26 nimmt die Anweisungen des Anwenders zum Einstellen verschiedener Systemparameter wie etwa eines Zeitintervalls der Erzeugung der akustischen Signale zum Sicherstellen einer entsprechenden Aktualisierungsrate der Position des Katheterkopfs an.

Wie in Fig. 4 gezeigt ist, verfügt ein Signalprozessor 22 über einen Signalgenerator 31, der der Erzeugung von Signalen, mit denen die Wandler erregt werden, dient. Der Signalgenerator 31 ist über einen Digital-Analog-Umsetzer (DAC) 32 an einen Mehrkanal-Sender/Empfänger 24 gekoppelt, der der Erzeugung eines für das durch den Signalgenerator 31 erzeugte Signal repräsentativen Analogsignals dient. Das erzeugte Signal 33 wird an den Mehrkanal-Sender/Empfänger 24 gesendet, wo es durch eine Verstärkerstufe 34 verstärkt und dann durch einen Sende/Empfangs-Schalter 45 geleitet wird, der für diese Phase des Verfahrens im Sendemodus arbeitet, bevor es an wenigstens einen der mehreren Wandler 34 (die in den Fig. 1-3 mit 18 und 19 bezeichnet sind) geschickt wird, die in dieser Phase des Verfahrens im Sendemodus arbeiten. Der Wandler 34 erzeugt eine für das erzeugte Signal 33 repräsentative Schallwelle 35. Wenigstens einer der mehreren Wandler 36 wird dann durch den Mehrkanal-Sender/Empfänger 24 in den Empfangsmodus geschaltet, wobei die sich ausbreitende Schallwelle 35 dann von dem Wand­ ler 36 empfangen wird. Ein empfangenes Signal 37, das für die erfaßte Schallwelle 35 repräsentativ ist, wird dann an den Mehrkanal-Sender/Empfänger 24 zurückgegeben, wo es durch einen weiteren Sende/Empfangs-Schalter 46 geleitet wird, der im Empfangsmodus arbeitet. Das empfangene Signal 37 wird durch eine Verstärkerstufe 38 verstärkt und dann, bevor es an den Systemkennungsprozessor 40 gesendet wird, durch einen Analog- Digital-Umsetzer (ADC) 39 zurück in das digitale Format um­ setzt. Außerdem wird ein Teil des ursprünglich erzeugten Signals 33 an den Systemkennungsprozessor 40 gesendet.

Wie dem Fachmann auf dem Gebiet klar ist, könnte eine alterna­ tive Ausführung der Erfindung analoge Signale verwenden, die durch einen Signalgenerator 31 erzeugt und in die Wandler 18, 19 eingespeist werden. In diesem Fall kann der Systemken­ nungsprozessor 40 diese analogen Signale in die digitale Form umsetzen.

Sobald sich ein Signal von einem Wandler 34 zu einem weiteren Wandler 36 ausgebreitet hat, berechnet der Systemkennungspro­ zessor 40 aus den digitalisierten Signal formen des gesendeten Signals 33 und des empfangenen Signals 37 die direkte Ausbrei­ tungszeit zwischen diesen Wandlern. Der geradlinige Abstand 41 zwischen dem sendenden Wandler 34 und dem empfangenden Wandler 36 wird dann abgeschätzt, indem diese Zeit mit einer Abschät­ zung der mittleren Schallgeschwindigkeit entlang des Ausbrei­ tungspfads multipliziert wird. Der geradlinige Abstand 41 wird dann als Ausgangsgröße 42 von dem Systemkennungsprozessor 40 gesendet. Bei genauer Kenntnis der Anatomie zwischen den Wandlern können die Abschätzungen der Schallgeschwindigkeit verbessert werden und/oder kann ein Korrekturfaktor für die nicht-geradlinige Ausbreitung angebracht werden. Falls es sich bei den erzeugten Signalen um Ultraschallsignale handelt, kann eine solche Kenntnis mittels des Systemkennungsprozessor 40 aus dem frequenzabhängigen Ultraschall-Absorptionskoeffizien­ ten des Gewebes gewonnen werden, wobei auf die Eigenschaften des Gewebes entlang des Ausbreitungspfads geschlossen wird.

Fig. 5 zeigt ein Beispiel mehrerer geradliniger Abstandsab­ schätzungen D1, D2, D3, D4, D5, D6 zwischen mehreren Paaren von Referenzwandlern 19. Außerdem zeigt Fig. 5 mehrere gerad­ linige Abstandsmessungen C1, C2, C3, C4 zwischen den Referenz­ wandlern 19 und einem an dem Katheterkopf 18 angeordneten Wandler. Durch Ausführen einer auf dem Gebiet wohlbekannten Triangulationsrechnung kann eine Abschätzung der relativen Position aller an diesem Satz von Messungen beteiligten Wand­ ler erhalten werden. Falls wenigstens vier Referenzwandler 19 verwendet werden, kann relativ zu diesen Referenzwandlern 19 ein dreidimensionales Referenzsystem definiert werden. Der an dem Katheter angebrachte Wandler 18 kann dann relativ zu diesem Referenzsystem lokalisiert werden. Unter der Vorausset­ zung, daß sich die Referenzwandler 19 in bezug auf die Kör­ peranatomie an bekannten, festen Positionen befinden, kann der Katheter dann relativ zu dieser Anatomie positioniert werden.

Die Ausführung der Erfindung schafft wesentliche Vorteile gegenüber den bekannten Systemen des Standes der Technik. Dadurch, daß das durch den Signalgenerator 31 erzeugte Signal in den Systemkennungsprozessor 40 eingespeist wird, ist die Signalform der durch den Wandler 34 erzeugten Schallwelle a priori bekannt. Der Systemkennungsprozessor kann eine we­ sentliche Verbesserung der Laufzeitmessung der Schallwelle 35 zwischen dem Wandler 34 und dem Wandler 36 an sich schaffen, indem er das gesendete Signal 33 mit dem empfangenen Signal 37 kreuzkorreliert. Durch zeitliches Verschieben des empfangenen Signals und durch Bestimmen des durch einen Kreuzkorrelator in dem Systemkennungsprozessor 40 erzeugten maximalen Spitzen­ werts der Energie wird aus der Zeitverschiebung, die einer mit der maximalen Kreuzkorrelationsenergie verknüpften zeitlichen Position entspricht, die Laufzeit bestimmt.

Das erzeugte Signal 33 wird in der Weise ausgewählt, daß eine Autokorrelationsfunktion des Signals einen Spitzenwert er­ zeugt, der im Vergleich zu den von dem Wandler 36 erzeugten und in dem empfangenen Signal 37 übergebenen Rauschsignalen leicht erfaßt werden kann. Ein Beispiel für Signale, die geeignete Autokorrelationsfunktionen erzeugen, ist ein "Chirp", in dem die Frequenz des gesendeten Signals zeitlich in einer vorgegebenen Weise verschoben ist. Die Kreuzkorrela­ tion mit dem empfangenen Signal 37 führt effektiv eine Chirp-Rücktransformation des gesendeten Signals aus, wobei sie eine wesentliche Verbesserung der Meßgenauigkeit der Laufzeit des Signals schafft. Ein weiteres Beispiel einer zum Erzeugen einer geeigneten Autokorrelationsfunktion gewählten Signalform ist eine M-Folge, d. h. eine digitale Datenfolge, die in der Weise ausgewählt und angeordnet wird, daß sie bei der Kreuzkorrelation mit einer Version von sich selbst ohne zeit­ liche Verschiebung einen deutlichen Spitzenwert der Energie erzeugt.

Es ist klar, daß die Position des Katheterkopfs im Körper aktualisiert werden sollte, um ein Überwachen des Fortschrei­ tens der Position des Katheters im Körper zu ermöglichen. Das gleichzeitige Übertragen verschiedener Signale von mehreren Wandlern bewirkt ein Multiplexieren der Signale. Diese Signale werden dann ungefähr gleichzeitig durch einen oder durch mehrere Wandler empfangen, so daß sie sich in den Ausgangs­ signalen des Wandlers überschneiden. Durch eine geeignete Verarbeitung dieser Ausgangssignale können die verschiedenen gesendeten Signale (effektiv) getrennt werden. Das Multiple­ xieren der durch die Wandler erzeugten und erfaßten Signale schafft ein Mittel zur im wesentlichen gleichzeitigen Messung der Laufzeiten der Signale zwischen den jeweiligen Wandlern, wobei auf diese Weise eine wesentliche Verbesserung der Rate, mit der eine Position des Katheters aktualisiert wird, er­ reicht wird. Dementsprechend erlaubt dies ein genaueres Ver­ folgen der Bewegung des Katheterkopfs.

Für den Fachmann auf dem Gebiet ist klar, daß verschiedene andere Möglichkeiten des Multiplexierens und Demultiplexierens der Signale wie etwa der Codemultiplex-Vielfachzugriff verwen­ det werden können.

Ebenso ist für den Fachmann auf dem Gebiet klar, daß an der hier beschriebenen Ausführung verschiedene Abwandlungen vorge­ nommen werden können, ohne vom Umfang der Erfindung abzuwei­ chen.

Claims (13)

1. Katheterverfolgungssystem zum Lokalisieren und Verfol­ gen eines Kopfes (16) eines Katheters (10) in bezug auf einen Abschnitt eines menschlichen oder tierischen Körpers (1), mit
mehreren voneinander beabstandeten Wandlern (18, 19), wovon wenigstens einer (18) an einem Katheter (10) angebracht ist und wenigstens zwei weitere (19) an vorgegebenen Referenz­ punkten angeordnet sind, und
einer Signalverarbeitungseinheit (22), die an die mehreren räumlich beabstandeten Wandler (18, 19) gekoppelt und so beschaffen ist, daß sie ausgewählte einzelne der mehreren räumlich beabstandeten Wandler (18, 19) zum Betrieb entweder als Sender (34) oder als Empfänger (36) freigibt und wenig­ stens einen der Sender (34) in der Weise erregt, daß wenig­ stens einer der Sender (34) wenigstens ein gesendetes Signal (33) erzeugt, das von wenigstens einem der Empfänger (34) empfangen wird, wobei die Laufzeit des wenigstens einen von dem wenigstens einen Sender (34) erzeugten und von dem wenig­ stens einen Empfänger (36) empfangenen gesendeten Signals (37) den Abstand zwischen dem wenigstens einen Sender (34) und dem wenigstens einen Empfänger (36) angibt, wobei die Laufzeit zwischen dem wenigstens einen an dem Katheter (10) angeordne­ ten Wandler (18) und den wenigstens zwei weiteren an den vorgegebenen Referenzpunkten angeordneten Wandlern (19) eine Angabe der Position des Katheters (10) in bezug auf die Refe­ renzwandler (19) liefert,
dadurch gekennzeichnet, daß
das wenigstens eine gesendete Signal (33) eine vorge­ gebene Signalform hat und
die Signalverarbeitungseinheit (22) in der Weise ar­ beitet, daß sie das von dem wenigstens einen Wandler (18, 19) erzeugte wenigstens eine gesendete Signal (33) mit einem Signal, das für das gesendete Signal (37), das von dem wenig­ stens einen Empfänger (18, 19) empfangen wird, repräsentativ ist, vergleicht und anhand dieses Vergleichs die Laufzeit des wenigstens einen gesendeten Signals (33) mit einer wesentlich höheren Genauigkeit bestimmt.

2. Katheterverfolgungssystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens eines der erzeugten Signale (33) ein aku­ stisches Signal ist.

3. Katheterverfolgungssystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das akustische Signal (33) ein Ultraschallsignal ist.

4. Katheterverfolgungssystem nach irgendeinem vorangehen­ den Anspruch, dadurch gekennzeichnet, daß
die von jedem der mehreren Wandler (18, 19) erzeugten vorgegebenen Signal formen voneinander verschieden sind und
der Unterschied die gleichzeitige Erfassung der Signa­ le (33, 37) erleichtert, wobei auf diese Weise die Bestimmung der Position des Katheterkopfs (16) mit einer höheren Ge­ schwindigkeit erleichtert wird.

5. Katheterverfolgungssystem nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß jede der vorgegebenen, von jedem der mehreren Wandler (18, 19) erzeugten Signalformen in bezug auf eine zeitliche Frequenzänderung verschieden ist.

6. Katheterverfolgungssystem nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß jede der vorgegebenen Signalformen, die von jedem der mehreren Wandler (18, 19) erzeugt werden, eine andere Signal­ form eines Satzes im wesentlichen orthogonaler digitaler Folgen ist.

7. Katheterverfolgungssystem nach irgendeinem vorangehen­ den Anspruch, dadurch gekennzeichnet, daß
der Vergleich des wenigstens einen gesendeten Signals (33), das von dem wenigstens einen Wandler (18, 19) erzeugt wird, mit dem Signal, das das gesendete Signal (37) repräsen­ tiert, das von wenigstens einem Empfänger empfangen wird, unter Verwendung einer Kreuzkorrelation von Paaren gesendeter Signale (33) und empfangener Signale (37) ausgeführt wird und
auf diese Weise die Bestimmung der Laufzeit des wenig­ stens einen gesendeten Signals (33) mit einem wesentlich geringeren Rauschabstand (SNR) erleichtert wird.

8. Katheterverfolgungssystem nach irgendeinem vorangehen­ den Anspruch, dadurch gekennzeichnet, daß die Signalverarbeitungseinheit (22) eine frequenzab­ hängige Übertragungsfunktion zwischen dem sendenden Wandler (34) und dem empfangenden Wandler (36) bestimmt, wodurch sie Informationen über die Medien, durch die sich das Signal ausgebreitet hat, erzeugt.

9. Katheterverfolgungssystem nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Signalverarbeitungseinheit (22) Absorptionskoeffi­ zientendaten bestimmt, die für das Medium, durch das sich das Signal ausgebreitet hat, repräsentativ sind, und die Signalverarbeitungseinheit (22) die Entfernungs­ messungen anhand der Laufzeit des Signals in Kombination mit den Absorptionskoeffizientendaten einstellt.

10. Verfahren zum Lokalisieren und Verfolgen eines Kathe­ terkopfs (10) in bezug auf einen Abschnitt eines menschlichen oder tierischen Körpers (1), mit den folgenden Schritten:
Anordnen wenigstens zweier von mehreren räumlich beabstandeten Referenzwandlern (19) an vorgegebenen Positionen in dem menschlichen oder tierischen Körper (1),
Einsetzen eines Katheters (10) mit wenigstens einem in der Nähe des Katheterkopfs (16) angeordneten Wandler (18) in den menschlichen oder tierischen Körper (1),
Erzeugen wenigstens eines Signals (33) von den mehre­ ren Referenzwandlern (19) und/oder von dem wenigstens einen an dem Katheter (10) angeordneten Wandler (18), und
Erfassen des wenigstens einen Signals (37) mit den wenigstens zwei Referenzwandlern (19) und/oder mit dem wenig­ stens einen an dem Katheter (10) angeordneten Wandler (18), wobei die Laufzeit zwischen dem wenigstens einen an dem Kathe­ ter (10) angeordneten ersten Wandler (18) und den wenigstens zwei der mehreren räumlich bei vorgegebenen Positionen beab­ standeten Referenzwandler (19) eine Angabe der Position des Katheters (10) in bezug auf die Referenzwandler (19) liefert, gekennzeichnet durch die folgenden Schritte:
Einrichten des wenigstens einen gesendeten Signal (33) in der Weise, daß es eine vorgegebene Signalform besitzt, und Vergleichen des wenigstens einen gesendeten Signals (33), das von dem wenigstens einen Sender (34) erzeugt wird, mit dem Signal, das das gesendete, von wenigstens einem Emp­ fänger empfangene Signal (37) repräsentiert, wodurch die Genauigkeit verbessert wird, mit der die Laufzeit der Signale bestimmt wird.

11. Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß der Schritt des Vergleichens der erzeugten Signale (33) mit den empfangenen Signalen (37) durch die Kreuzkorrela­ tion von Paaren der gesendeten Signale (33) und der empfange­ nen Signale (37) erfolgt.

12. Verfahren nach Anspruch 11, gekennzeichnet durch den folgenden Schritt:
Erzeugen der vorgegebenen, voneinander verschiedenen Signalformen, wobei deren Unterschied die gleichzeitige Erfas­ sung der Signale (33, 37) erleichtert, wodurch auf diese Weise die Bestimmung der Position des Katheterkopfs (16) mit einer höheren Geschwindigkeit erleichtert wird.

13. Katheterverfolgungssystem wie oben mit Bezug auf die beigefügte Zeichnung beschrieben.