DE3838396C2 - - Google Patents
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Description
Gegenstand der Erfindung ist eine Anord nung zur Lokalisierung von Gefäßen und Prognose von Blutungen gemäß dem Gattungsbe griff des Anspruchs 1.The invention relates to an arrangement for the localization of vessels and prognosis of bleeding according to the generic type handle of claim 1.
Ausgehend von einer Vielzahl von endoskopischen Untersuchungen im Gastroin testinaltrakt mußte bisher immer wieder festgestellt werden, daß trotz siche ren Nachweises von Läsionen in diesem Bereich keine sichere Aussage möglich ist, ob und in welchem Zeitraum eine Blutung aus derartigen Läsionen zu er warten ist. Auch der Nachweis von frischen Einblutungen in den Läsionen und auch der Nachweis von Gefäßstielen erlaubt diese Aussage nicht. Insbesonde re ist vor allem auch keine Prognose über die Schwere der evtl. zu erwarten den Blutung möglich, da auch keine gesicherte Erkenntnis über die Größe und Art des ggf. blutenden Gefäßes möglich ist. Es gibt also derzeit keine siche re Aussagemöglichkeit trotz makroskopisch-endoskopisch nachgewiesener Läsio nen über Zeit einer zu erwartenden Blutung und deren Umfang bzw. Volumen.Based on a variety of endoscopic examinations in gastroin testinal tract has so far always had to be determined that despite safe If evidence of lesions is found in this area, no reliable statement can be made is whether and in what period there is bleeding from such lesions wait is. Also the detection of fresh bleeding in the lesions and the detection of stalks does not allow this statement either. In particular Above all, no forecast of the severity of the eventuality is to be expected the bleeding possible because there is no reliable knowledge about the size and The type of blood vessel that may be bleeding is possible. So there are currently no safe ones Right statement despite macroscopically endoscopically proven lesion bleeding over time of an expected bleeding and its extent or volume.
Damit bleibt ein wesentlicher und entscheidender Teil der erwarteten Aussage einer derartigen Untersuchung unbeantwortet, nämlich die Antwort auf die Frage, ob und in welchem Zeitraum der Patient potentiell blutungsgefährdet ist und somit ggf. unter stationären Krankenhausbedingungen, evtl. sogar auf der Intensivstation überwachungsbedürftig ist, ob im Rahmen der Risiko abwägung eine alsbaldige Operation anzustreben ist, oder ob derartige Maßnahmen nicht erforderlich sind und eine konservative Betreuung unter ambulanten Bedingungen durch den Hausarzt ausreicht.This remains an essential and crucial part of the expected statement of such an investigation unanswered, namely the answer to the Question whether and in what period of time the patient is potentially at risk of bleeding and therefore possibly under inpatient hospital conditions, possibly even in the intensive care unit is in need of monitoring, whether within the scope of the risk considering an immediate operation, or whether such measures are not necessary and conservative care among outpatients Conditions by the family doctor are sufficient.
In Konsequenz dazu stellt sich die Frage nach dem derzeitigen Stand der Tech nik, d. h. gibt es Verfahren oder wenigstens konkrete Ansätze, die eine Lösung dieses Problems ermöglichen oder zumindest in absehbarer Zeit erwarten lassen. Dies muß mit einem klaren Nein beantwortet werden. Bislang gibt es nur indi rekte Hinweise, die je nach Erfahrung des Untersuchers diagnostische Vermu tungen erlauben. Sowohl die röntgenologischen wie auch die endoskopischen Untersuchungsverfahren ermöglichen zwar eine Aussage über Art, Größe und Lokalisation der Läsionen, damit sicherlich auch über die Topographie von Gefä ßen, die sich in mehr oder weniger direktem Bereich der Läsionen befinden, sie geben aber keinen ausreichend zuverlässigen Hinweis auf die Frage, ob eine Blutung bevor steht und ggf. welches Ausmaß diese Blutung haben kann. Die entscheidende Aussage, die z. B. im Rahmen einer notfallmäßigen endoskopischen Untersuchung getrof fen werden müßte, nämlich ob der Patient unmittelbar letal gefährdet ist, läßt sich damit nur indirekt oder in sehr eingeschränktem Ausmaß beantworten. Eine zusätzliche Eingrenzung ist zwar durch die Kombination der röntgenolo gischen oder endoskopischen Verfahren mit weiteren indirekten Methoden wie Bestimmung der vorhandenen Blutmenge und der aktuellen Kreislaufsituation möglich, die Lösung unserer Problemstellung erbringt jedoch auch die Kombi nation der verschiedenen bisher bekannten Verfahren nicht.As a consequence, the question of the current status of tech nik, d. H. are there procedures or at least concrete approaches that have a solution enable this problem or at least be expected in the foreseeable future. This must be answered with a clear no. So far there are only indi right indications that, depending on the experience of the examiner, diagnostic allow. Both the radiological and the endoscopic Examination procedures allow a statement about type, size and Localization of the lesions, thus certainly also via the topography of vessels eats that are in more or less direct area of the lesions but not a sufficiently reliable indication of whether bleeding is about to occur stands and if necessary what extent this bleeding can have. The crucial statement the z. B. in the context of an emergency endoscopic examination ought to be asked, namely whether the patient is immediately in mortal danger, can only be answered indirectly or to a very limited extent. An additional limitation is the combination of the roentgenolo genetic or endoscopic procedures with other indirect methods such as Determination of the amount of blood available and the current circulatory situation possible, but the combination also provides the solution to our problem nation of the various processes known to date.
Die derzeit gängigste Methode, Gefäßbeurteilungen durchzuführen, nämlich die Dopplersonographie, bringt die Lösung ebenfalls um keinen entscheidenden Schritt näher, da diese Methode nicht ausreichend empfindlich und genau ist und zumeist nur auf der Körperoberfläche und auch hier nur in beschränktem Umfang eingesetzt werden kann. Dies gilt in noch höherem Maße bei Untersuchungen routinemäßig vor Ort, d. h. zum Beispiel im Körperinneren direkt im unmittelbaren Bereich der Läsion und damit der zu erwartenden Blutung. Eine Lösung über dieses Verfahren ist, wenn überhaupt, in absehbarer Zeit jedenfalls nicht zu erwarten.The currently most common method of performing vascular assessments is the Doppler sonography, the solution also does not make a decisive difference Step closer since this method is not sufficiently sensitive and precise and mostly only on the surface of the body and also here only to a limited extent Scope can be used. This applies even more to examinations routinely on site, d. H. for example inside the body directly in the immediate Area of the lesion and thus the expected bleeding. A solution about this At any rate, proceedings are not to be expected in the foreseeable future, if at all.
Doppelsensoren, die mit Lasern, z. B. HeNe- oder Halbleiterlasern im Heterodynbetrieb und mit einer durch Glasfaser angekoppelten Sende-Empfangsoptik arbeiten und zur Geschwindigkeitsmessung und Schwingungsanalyse eingesetzt werden, sind an sich bekannt. Das von der Sende-Empfangsoptik auf das bewegte Objekt fokussierte und von diesem rückgestreute Laserlicht ist gemäß der DopplerformelDouble sensors with lasers, e.g. B. HeNe or semiconductor lasers in heterodyne mode and with an optical fiber optic coupling work and used for speed measurement and vibration analysis are known per se. That from the transmitting / receiving optics to the moving object focused and back-scattered laser light is according to the Doppler formula
f = fo ± (2 V/lambda) cos alpha
frequenzverschoben. Die Parameter bedeuten:
f = elektrische Signalfrequenz des Lasersensors
fo = Frequenzabstand zwischen Sende- und Lokaloszillator-Laserstrahl
lambda = Laserwellenlänge
v = Geschwindigkeit des Objekts
alpha = Winkel zwischen Meß- und Geschwindigkeitsrichtung
f-fo = Dopplerfrequenzf = fo ± (2 V / lambda) cos alpha
frequency shifted. The parameters mean:
f = electrical signal frequency of the laser sensor
fo = frequency distance between transmit and local oscillator laser beam
lambda = laser wavelength
v = speed of the object
alpha = angle between measuring and speed direction
f-fo = Doppler frequency
Beim Anmessen eines schwingenden Objekts ergibt sich damit ein mit der Schwingungsfrequenz frequenzmoduliertes Signal mit der Mittenfrequenz fo, dessen Frequenzspektrum nach Demodulation durch einen Spektrumanalysator mittels der sogenannten FFT-Methode (fast Fourier transform) dargestellt werden kann. When measuring a vibrating object, this results in a Vibration frequency, frequency-modulated signal with the center frequency fo, its frequency spectrum after demodulation by a spectrum analyzer represented by the so-called FFT method (fast Fourier transform) can be.
Bisher sind keine Messungen von Gefäßpulsationen mittels Doppler-Lasersensor bekannt geworden, wohl aber Blutflußmessungen. So beschreibt z. B. der Artikel "An Instrument to Measure Cutanecus Blood Flow Using the Doppler Shift of Laser Light" von Watkins. Denis. Holloway. G. Allen in IEEE Transactions on Biomedical Engineering, Vol. BME-25, No. 1, Januar 1978, Seiten 28 bis 33, einen Doppler-Lasersensor zur Messung des Blutflusses in den Kapillargefäßen der Haut, bei dem über eine Lichtleitfaser die Sensoroptik auf der nicht bewegten Haut des menschlichen Armes aufliegt. Hierbei werden auch Messungen des Blutflusses in Gefäßen des Auges und - invasiv mittels Katheter - in Venen erwähnt. In der Schrift DE 31 025 A1 wird die gleichzeitige Messung der beiden Komponenten des Geschwindigkeitsvektors von Streupartikeln in einem Strömungsfeld beschrieben. Hinweise auf die Messung von Blutgefäßvibrationen und die darauf beruhende Möglichkeit zur Lokalisierung und Prognose von Gefäßblutungen sind in diesen beiden Schriften nicht enthalten.So far, no measurements of vascular pulsations have been made Doppler laser sensor has become known, but blood flow measurements. For example, For example, the article "An Instrument to Measure Cutanecus Blood Flow Using the Doppler Shift of Laser Light "by Watkins. Denis. Holloway. G. Allen in IEEE Transactions on Biomedical Engineering, Vol. BME-25, No. January 1, 1978, pages 28 to 33, a Doppler laser sensor for measuring blood flow in the capillaries of the skin, which has an optical fiber the sensor optics on the non-moving skin of the human Poor. Blood flow measurements are also taken into account Vessels of the eye and - invasively using a catheter - in veins mentioned. In the document DE 31 025 A1, the simultaneous Measurement of the two components of the speed vector of Scattering particles described in a flow field. Notes on the measurement of blood vessel vibrations and the one based thereon Possibility to localize and predict vascular bleeding are not included in these two writings.
Die Frequenzspektren solcher Blutflußmessungen entsprechen im Prinzip weitgehend den aus der Doppler-Sonographie bekannten Spektren. Üblich ist hier eine Darstellung der Dopplerspektren mit der Zeit als Abszisse, der Dopplerfrequenz als Ordinate und deren Intensität als Grauwert. Zumeist treten die höchsten Dopplerfrequenzen auch mit hoher Intensität auf, so daß sich charakteristische Hüllkurven ergeben. Für die Momentanverteilung des Dopplerspektrums ist eine einfachere Darstellung möglich, z. B. mit der Frequenz als Abszisse und deren Intensität als Ordinate.The frequency spectra of such blood flow measurements correspond to Principle largely that known from Doppler sonography Spectra. A representation of the Doppler spectra is usual here with time as the abscissa, the Doppler frequency as the ordinate and their intensity as a gray value. Most often the highest Doppler frequencies also with high intensity, so that result in characteristic envelopes. For the momentary distribution a simpler representation of the Doppler spectrum is possible, e.g. B. with the frequency as the abscissa and its intensity as Ordinate.
Auch Video-Endoskope sind an sich bekannte Geräte. Es sind katheterförmige, biegsame Instrumente zum teilweisen Einführen in Hohlräume des Körperinneren, die an diesem zumeist steuerbar beweglichen Ende zum Beispiel eine Beleuchtung und ein Aufnahmeobjektiv haben, dessen Bild entweder vor Ort oder nach Transport durch ein abbildendes Glasfaserbündel zum anderen Ende des Endoskops auf ein Bildaufnahmeelement, z. B. CCD-Element abgebildet und auf einem Video-Monitor beobachtet wird. Oft enthalten diese Endoskope noch weitere, von außen angesteuerte Elemente wie chirurgische Instrumente, laserlichtführende Glasfasern zum Koagulieren etc., Umlenkspiegel, Kanäle für Spülmedien etc. Video endoscopes are also known devices. They are catheter-shaped, flexible instruments for partial insertion into internal cavities, the most controllable movable end for example have lighting and a taking lens, the image of which is either on site or after transport through an imaging glass fiber bundle to the other end of the endoscope on an image recording element, for. B. CCD element is imaged and observed on a video monitor. Often included these endoscopes also other externally controlled elements such as surgical Instruments, laser light-guiding glass fibers for coagulation etc., deflecting mirrors, Channels for flushing media etc.
Ein entscheidender Faktor für die bisherige Lücke in der Diagnostik ist die Tatsache, daß die Blutgefäße in unterschiedlicher Tiefe im Gewebe verlaufen. Dieses umgebende Gewebe stellt unter normalen Bedingungen einen gewissen Schutz vor allen Dingen gegen peptische Andauungen dar, der jedoch z. B. durch ein Geschwür allmählich zerstört wird, da sich das Geschwür in die Tiefe des Gewebes und damit in Richtung auf das Gefäß entwickeln kann, es in einem definierten Zeitpunkt auch erreichen kann und durch seine peptischen Einflüs se dann eröffnet, was gleichbedeutend ist mit einer akuten Blutung bis hin zur unmittelbar lebensbedrohlichen Blutung. Dann wäre die entscheidende Forde rung, nämlich eine konkrete Aussage über eine bevorstehende Blutung nur möglich, wenn eine genaue Lokalisierung des Gefäßes und Bestimmung der mechanischen Festigkeit und der Dichte des Gewebes zwischen Oberfläche (einschließlich Oberfläche der Läsion oder Ulkusgrund) und Gefäßoberfläche möglich wäre. Eine weitere Präzisierung der Aussage wäre dann möglich, wenn auch das Kaliber des Gefäßes bzw. das Blutvolumen im Gefäß einschließlich der Differenzierung, ob ein arterielles oder venöses Gefäß vorliegt, bestimmt werden könnte. Diese Aussagen können aber die bis her bekanntgewordenen Untersuchungsverfahren nicht leisten.A decisive factor for the previous gap in the Diagnostics is the fact that the blood vessels run at different depths in the tissue. This surrounding tissue provides some protection under normal conditions especially against peptic persistence, which, however, z. B. by a Ulcer is gradually destroyed as the ulcer extends to the depth of the Tissue and thus can develop towards the vessel, it in one can also reach a defined point in time and through its peptic influences This then opens up, which is synonymous with acute bleeding for immediately life-threatening bleeding. Then the crucial requirement would be tion, namely a concrete statement about impending bleeding is only possible if an exact localization of the vessel and determination of the mechanical strength and the density of the tissue between the surface (including the surface of the lesion or ulcer base) and vessel surface would be possible. A further clarification of the statement would be possible if also the caliber of the vessel or the blood volume in the vessel including the differentiation whether an arterial or venous Vessel is present, could be determined. However, these statements can be made up to not become known examination procedures.
Die Aufgabe der Erfindung lautet dementsprechend, diese Eigenschaften mit einer Anordnung physikalisch zu erfas sen und damit eine zuverlässige Diagnose zu ermöglichen. Dies muß anders als bei den derzeit üblichen und nur an der Körperoberfläche durchführbaren dopplersonographischen Methoden auch über kleinste, möglichst punktförmige, flexibel ableitbare, nicht von der direkten Auflage auf der Oberfläche abhän gige Meßmethoden möglich sein, dies muß vor allem aber auch unabhängig sein von einem auf der Oberfläche aufgelagerten Medium (z. B. Flüssigkeit oder Luft), wobei besonders die Luftaufblähung von Hohlorganen, ohne die eine endosko pische Untersuchung nicht möglich ist, eine sonographische Untersuchung meist unmöglich macht.The task of Accordingly, the invention is to physically record these properties with an arrangement sen and thus enable a reliable diagnosis. This has to be different than with the currently usual and only feasible on the body surface Doppler sonographic methods, even using the smallest possible, punctiform flexibly derivable, do not depend on the direct support on the surface current measuring methods must be possible, but above all this must also be independent from a medium stored on the surface (e.g. liquid or air), in particular the air inflation of hollow organs, without which an endosko is not possible, a sonographic examination mostly makes impossible.
Diese Aufgabe wird durch die in den Ansprüchen niedergelegten Maßnahmen in zuverlässiger und wirksamer Weise gelöst, wobei in den Unteransprüchen Weiterbildungen und Ausgestaltungen aufgezeigt sind.This task is accomplished by the measures set out in the claims solved in a reliable and effective manner, being in the subclaims Developments and refinements are shown.
Die Erfindung ist in mehreren Ausführungsbeispielen in der nachfolgenden Beschreibung und in den Figuren der Zeichnung erklärt. Es zeigtThe invention is in several embodiments in the following description and in the Figures of the drawing explained. It shows
Fig. 1 ein Blockschaltbild eines Ausführungsbeispiels mit Video-Endo skop, Doppler-Lasersensor und Rechner mit Bildverarbeitungsanlage, Daten bank und Ein- und Ausgabeeinheiten, Fig. 1 is a block diagram of an embodiment microscope with video Endo, Doppler laser sensor and computer with a picture-processing system, database and input and output units,
Fig. 2a die Darstellung eines Gesamtbildes des Untersuchungsbereiches auf dem Ergebnismonitor mit Blutgefäß, Läsion und momentanem Gesichtsfeld des Video- Endoskops mit eingeblendetem Cursor, Fig. 2a shows the view of an overall image of the examination zone on the result of monitor blood vessel lesion and instantaneous visual field of the endoscope video display with the cursor,
Fig. 2b die Darstellung des momentanen Gesichtsfeldes des Video-Endoskops mit eingeblendeter Meßartanzeige, FIG. 2b shows the plot of the instantaneous field of view of the video-endoscope with inserted Meßartanzeige,
Fig. 3a, b zwei Ausführungsbeispiele des patientenseitigen Endes des
Video-Endoskops, jedoch nur mit Darstellung derjenigen Bauteile und Strahlen
gänge, welche den Doppler-Lasersensor betreffen, und zwar
Fig. 3a mit einem klappbaren und drehbaren Umlenkspiegel zur alternati
ven Messung der Pulsation von Gefäßoberfläche und Blutfluß,
Fig. 3b mit einem drehbaren Strahlteiler mit zugehörigem Umlenkspiegel
zur gleichzeitigen Messung beider Pulsationsarten sowie einer Ablenkeinheit
zur Abtastung quer zum Blutgefäß, Fig. 3a, b two embodiments of the patient end of the video endoscope, but only with representation of those components and beams that affect the Doppler laser sensor, namely
Fig. 3a with a foldable and rotatable deflection mirror for alternatively ven measuring the pulsation of the vessel surface and blood flow,
FIG. 3b having a rotatable beam splitter with associated folding mirror for the simultaneous measurement of both of pulsations as well as a deflection unit for scanning transversely of the blood vessel,
Fig. 4 ein Ausführungsbeispiel des rechnerseitigen Endes eines Video- Endoskops mit Bildübertragung zum Bildaufnahmeelement durch Faserbündel, wiederum nur mit Darstellung der für die Erfindung wesentlichen Bauteile und Strahlengänge bzw. derjenigen, um welche ein übliches Video-Endoskop für den Erfindungsgegenstand erweitert wird, Fig. 4 shows an embodiment of the computer-side end of a video endoscope with the image transfer by which a conventional video endoscope is extended to the subject invention to the image pickup element through the fiber bundle, again only showing the essential to the invention components and optical paths and of those,
Fig. 5a ein zeitabhängiges Dopplerspektrum mit der Dopplerfrequenz als Ordinate und deren Intensität als Grauwert, FIG. 5a is a time-dependent Doppler spectrum with the Doppler frequency as the ordinate and its intensity as a gray value,
Fig. 5b ein momentanes Dopplerspektrum, d. h. Intensität als Funktion der Fre quenz. Fig. 5b shows a current Doppler spectrum, that is, intensity as a function of frequency.
Ausgangspunkt der nachfolgenden Beschreibung ist folgende typische Situation:
Der Untersucher beobachtet mit einem Video-Endoskop 40 des Magengeschwür eines
Patienten (Fig. 2a, b) und möchte die Blutungsgefahr eines vom Geschwür betrof
fenen Blutgefäßes 10 beurteilen.The following typical situation is the starting point for the following description:
The examiner observes the gastric ulcer of a patient with a video endoscope 40 ( FIG. 2a, b) and would like to assess the risk of bleeding in a blood vessel 10 affected by the ulcer.
Aus der Vielzahl möglicher Beurteilungskriterien werden die Pulsation des Blutflusses, die dadurch verursachten Pulsationen des Blutgefäßes 10 und der Oberfläche 11a der dieses überdeckenden Gewebeschicht 11 sowie die hieraus abgeleitete mechanische Festigkeit von Gewebe 11 und Gefäß 10 ausge wählt, da eine Läsion 12b diese Meßwerte in charakteristischer Weise beein flussen wird. Weiterhin wird vorgeschlagen, die Lage und Stärke des beschädig ten Gefäßstückes 10b durch Vergleich der Meßwerte mit den an einem be nachbarten intakten Teilstück 10a des Blutgefäßes 10 sowie bei verschiedenen Blutdrücken zu beurteilen. From the multitude of possible assessment criteria, the pulsation of the blood flow, the pulsations of the blood vessel 10 and the surface 11 a caused by this covering the tissue layer 11 and the mechanical strength of the tissue 11 and the vessel 10 derived therefrom are selected, since a lesion 12 b these measured values will influence in a characteristic way. Furthermore, it is proposed to assess the position and strength of the damaged vessel section 10 b by comparing the measured values with those on an adjacent intact section 10 a of the blood vessel 10 and at different blood pressures.
Zur Messung wird die Verwendung eines Doppler-Lasersensors 60 im Heterodyn betrieb vorgeschlagen, der an ein modifiziertes Video-Endoskop 40 (Fig. 3a, 3b, 4) angeschlossen und durch Spektrumanalysator 62, Rechner 70 und Bildverarbeitungsanlage 80 unterstützt wird (Fig. 1).For the measurement, the use of a Doppler laser sensor 60 in heterodyne operation is proposed, which is connected to a modified video endoscope 40 (FIGS . 3a, 3b, 4) and is supported by spectrum analyzer 62 , computer 70 and image processing system 80 ( FIG. 1) .
Im vorliegenden Anwendungsfall wird das Lasergerät 60 über eine einmodige Glas faser 61, die durch das Video-Endoskop 40 hindurch verläuft, an seine Sensor optik 66 am patientenseitigen Ende 40a angekoppelt (Fig. 3a). Die Meßeinrichtung 21, 22 ist wahlweise entweder in Endoskoprichtung, d. h. nahezu senkrecht 21 auf die zu unter suchende Gewebeoberfläche 11a, oder schräg bis nahezu quer 22 zur Endoskoprichtung mittels eines vom anderen Ende des Endoskops 40 her (Fig. 4) einklappbaren und verstell baren Umlenkspiegels 50. Durch Drehen des Umlenkspiegels 50 wird die Meßrichtung 22 auf die Richtung des Blutflusses, d. h. Blutgefäßes 10, justiert. Der Doppler-Lasersensor 60 mißt damit einmal die Pulsation der Oberfläche 10c des Blutgefäßes 10 und einmal die Pulsation der Geschwindigkeit des Blutflusses im Blutgefäß 10, da - durch Mehr fachstreuung unterstützt - ein Teil des Laserlichtes in das Blutgefäß 10 ein dringt und, von den bewegten Blutkörperchen zurückgestreut, schließlich wieder zur Sensoroptik 66 zurückgelangt.In the present application, the laser device 60 is coupled via a single-mode glass fiber 61 that runs through the video endoscope 40 to its sensor optics 66 at the patient end 40 a ( FIG. 3a). The measuring device 21, 22 is either in the endoscope direction, ie almost perpendicular 21 to the tissue surface 11 a to be examined, or obliquely to almost transverse 22 to the endoscope direction by means of a from the other end of the endoscope 40 ( FIG. 4) foldable and adjustable Deflecting mirror 50 . By rotating the deflecting mirror 50 , the measuring direction 22 is adjusted to the direction of the blood flow, ie the blood vessel 10 . The Doppler laser sensor 60 thus measures once the pulsation of the surface 10 c of the blood vessel 10 and once the pulsation of the speed of the blood flow in the blood vessel 10 , since - supported by multiple diversification - part of the laser light penetrates into the blood vessel 10 and, from the scattered moving blood cells, finally returned to the sensor optics 66 .
Der Untersucher wird durch audiovisuelle Mittel bei diesen Messungen unter stützt. Der jeweilige Meßpunkt 20 wird durch den im Endoskopmonitor 71 sichtbaren Laser leuchtfleck 20a, dessen Wellenlänge im Empfindlichkeitsbereich des Video-Endo skops 40 liegt, die Meßrichtung 22 durch die z. B. als Pfeil 20c an einer frei wählbaren Stelle im Endoskopmonitor 71 eingeblendete Stellung des Umlenkspiegels 50 angezeigt. Die Art der Messung sowie gegebenenfalls die Meßrichtung 22 werden dabei dem Rechner 70 und der Bildverarbeitungsanlage 80 durch einen Klappsensor 54a und einen Drehsensor 53a mitgeteilt, die den Klappzustand und den Drehwinkel 23c des Umlenkspiegels 50 messen. Die gemessenen Dopplerfrequenzen werden durch geeignete Frequenzmischung in den Hörbereich transformiert und über den Lautsprecher 65 wiedergegeben.The examiner is supported in these measurements by audiovisual means. The respective measuring point 20 is by the visible in the endoscope monitor 71 laser light spot 20 a, the wavelength of which is in the sensitivity range of the video endoscope 40 , the measuring direction 22 by the z. B. displayed as arrow 20 c at a freely selectable position in the endoscope monitor 71 position of the deflecting mirror 50 . The type of measurement and, if appropriate, the measurement direction 22 are communicated to the computer 70 and the image processing system 80 by a folding sensor 54 a and a rotation sensor 53 a, which measure the folding state and the angle of rotation 23 c of the deflecting mirror 50 . The measured Doppler frequencies are transformed into the listening area by suitable frequency mixing and reproduced via the loudspeaker 65 .
Der Untersuchungsvorgang läuft folgendermaßen ab: Der Untersucher wählt auf dem En doskopmonitor 71 einen geeigneten Meßpunkt 20 sowie die gewünschte Meßrichtung 21 bzw. 22 aus. Durch Bewegung des Endoskops 40, Aus- und Einklappen und ggf. Drehen des Umlenk spiegels 50 positioniert er den Laserleuchtfleck 20a und ggf. die Meßrichtung 22 ent sprechend. Durch Beurteilung des akustischen Signals nach Tonhöhe und Laut stärke kann er die Lage des Meßpunktes 20 in Querrichtung zum Blutgefäß 10 und ggf. die Meßrichtung 22 optimieren. Bei Auswahl der Einstellungen mit maximaler Doppelfrequenz werden so der Ort maximaler Pulsation, d. h. Schwingungsamplitu de des Blutgefäßes 10 bzw. der dieses enthaltenden Gewebeoberfläche 11a sowie Ort und Richtung 10e der maximalen Fließgeschwindigkeit des Blutes gefunden. In der Regel sind dies die Mitte der Oberfläche 10c des Blutgefäßes 10 (vom Endoskop 40 aus gesehen) sowie dessen Zentrum 10e und Fließrichtung. Mit dieser dann festgehal tenen Einstellung wird die gesuchte Pulsation über einen vollen Herzzyklus beobachtet und dieses durch Einschalten einer Meßtaste 55 dem Rechner 70 mitge teilt.The examination process proceeds as follows: the examiner selects a suitable measuring point 20 and the desired measuring direction 21 or 22 on the en doskopmonitor 71 . By moving the endoscope 40 , folding and unfolding and possibly turning the deflecting mirror 50 , he positions the laser light spot 20 a and possibly the measuring direction 22 accordingly. By assessing the acoustic signal according to pitch and volume, he can optimize the position of the measuring point 20 in the transverse direction to the blood vessel 10 and possibly the measuring direction 22 . When the settings with the maximum double frequency are selected, the location of maximum pulsation, ie the vibration amplitude of the blood vessel 10 or the tissue surface 11 a containing it, and the location and direction 10 e of the maximum flow rate of the blood are found. As a rule, these are the center of the surface 10 c of the blood vessel 10 (seen from the endoscope 40 ) as well as its center 10 e and flow direction. With this then fixed setting, the pulsation sought is observed over a full cardiac cycle and this is communicated to the computer 70 by switching on a measuring key 55 .
Der Untersucher führt nun diese Messungen punktweise längs des Gefäßes 10 durch, wobei er sich von einem intakten Gefäßabschnitt 10a über den Bereich der Läsion 12b hinweg zu einem wiederum intakten Gefäßabschnitt 10a "vortastet" und dabei die erhaltenen Meßwerte vergleicht und beurteilt. In der Regel dürfte sich die Läsion 12b durch erhöhte Gefäßpulsation bei gleichzeitig vermindertem systoli schen Maximum der Blutflußgeschwindigkeit sowie durch weitere charakteri stische Unterschiede manifestieren. The examiner then performs these measurements pointwise along the vessel 10 through, wherein it extends from an intact vessel section 10a over the range of the lesion 12 b away at a turn intact vessel section 10 a "gropes", comparing the measured values obtained and evaluated. In general, the lesion 12 b should manifest itself through increased vascular pulsation with a simultaneous decrease in the systolic maximum of the blood flow rate as well as through further characteristic differences.
Der Untersucher wird hierbei auch durch automatische Aufzeichnung der Meß daten unterstützt. Die Bildverarbeitungsanlage 80 erkennt den Verlauf des Blutge fäßes 10, wobei die vom Untersucher selbst gelieferten Daten, d. h. die ausge wählten Meßpunkte 20 und Meßrichtungen 21 bzw. 22, die ja dem Gefäßverlauf entsprechen, sowie ggf. weitere Eingaben und bereits gespeicherte Daten verwendet werden. Die gewonnenen Meßwerte, also die sich über einen Herzzyklus erstreckenden zeitlichen Verläufe der Pulsationen des Blutflusses und der Gefäßoberfläche 10c werden damit den jeweiligen Meßpunkten zugeordnet, und zwar unabhängig von Aufnahmeabstand 23c und -winkel 23d, und werden in einem Bilddatenspeicher 73 mit den entsprechenden Koordinaten und den Werten von Blutdruck und Pulsfrequenz sowie dem auf die Herzperiode bezogenen momentanen Zeitpunkt abgespeichert. Hierzu ist der Rechner 70 mit am Patienten befestigten Blutdruck- und Pulsschlag sensoren 86, 87 sowie einer PLL-Schaltung 88 verbunden, welche mit den Signalen der Zeitbasis 82 und des Pulsschlagsensors 87 diesen Zeitpunkt bestimmt, indem sie, auch bei unregelmäßigem Herzzyklus, die momentane Herzfrequenz bestimmt und das Verhält nis zwischen der seit dem letzten Pulsschlag verflossenen Zeit zur momentanen Herzperiode bildet.The examiner is also supported by automatic recording of the measurement data. The image processing system 80 recognizes the course of the blood vessel 10 , the data supplied by the examiner himself, ie the selected measuring points 20 and measuring directions 21 and 22 , which correspond to the course of the vessel, and possibly further inputs and data already stored being used. The obtained measurement values, that is, the extending over a cardiac cycle waveforms of the pulsations of the blood flow and vessel surface are c 10 thus associated with the respective measuring points, regardless of shooting distance 23 c and angles 23 d, and in an image data memory 73 with the corresponding coordinates and the values of blood pressure and pulse rate as well as the instantaneous time related to the cardiac period. For this purpose, the computer 70 is connected to blood pressure and pulse rate sensors 86, 87 attached to the patient and to a PLL circuit 88 , which determines this point in time with the signals of the time base 82 and the pulse rate sensor 87 , even if the cardiac cycle is irregular, the current time Heart rate determined and the ratio between the elapsed time since the last pulse beat to the current heart period.
Die Meßwerte werden nun im Rechner 70 unter Mithilfe des Spektrumanalysators 62 einer Reihe von mathematischen Operationen unterzogen, die der Auswertung dieser Daten sowie ihrer geeigneten Darstellung auf einem zweiten Monitor, dem Ergebnismonitor 72, dienen. Zu dieser Auswertung gehört z. B. die Fourier-Analyse der Pulsationen von Blutgefäß 10 und Blutfluß, die ja mit dem Herzzyklus periodische Vorgänge sind. Hieraus werden eine Reihe von charakteristischen Funktionen und Para metern, wie z. B. die Hüllkurven der Dopplerfrequenz/Zeit-Verläufe sowie die sich daraus ergebenen relativen Amplituden der Harmonischen der Herzfrequenz, d. h. die Fourierkoeffizienten abgeleitet. Weitere informative, zeitabhängige Parameter sind die Werte der maximalen, der mittleren und der häufigsten Dopplerfrequenzen sowie ihre Verhältnisse zu beliebigen Zeitpunkten eines Herzzyklus, z. B. ihre systolischen, anfangs- und enddiastolischen Werte.The measured values are then subjected to a series of mathematical operations in the computer 70 with the aid of the spectrum analyzer 62 , which serve to evaluate these data and to display them in a suitable manner on a second monitor, the result monitor 72 . This evaluation includes z. B. the Fourier analysis of the pulsations of blood vessel 10 and blood flow, which are periodic processes with the cardiac cycle. From this, a number of characteristic functions and parameters, such as. B. the envelopes of the Doppler frequency / time profiles and the resulting relative amplitudes of the harmonics of the heart rate, that is, the Fourier coefficients derived. Further informative, time-dependent parameters are the values of the maximum, the middle and the most frequent Doppler frequencies as well as their relationships at any point in time of a cardiac cycle, e.g. B. their systolic, initial and end diastolic values.
Die derart aufbereiteten Daten werden dem Untersucher auf dem Ergebnismoni tor zur Beurteilung angezeigt. Das nahezu stationäre Bild 12 umfaßt den gesam ten vom Video-Endoskop 40 im Lauf der Untersuchung eingegebenen Bereich 12. Darge stellt wird zunächst der Zeitablauf eines fiktiven Herzzyklus, und zwar repetitiv in frei wählbarer Ablaufgeschwindigkeit. Diese Bildsequenz wird von der Bildverarbeitungsanlage 80 durch topographisch richtiges und zeitlich synchronisiertes "Aneinanderstückeln" der aufgenommenen Bilder erzeugt, wo bei die notwendigen Bildtransformationen zur Korrektur von Aufnahmeabstand 23c, Aufnah mewinkel 23d (letzteres bei Abweichung der Aufnahmerichtung vom Lot auf die Oberfläche des Gewebes 11) und evtl. sonstiger Verzerrungen des Untersuchungsbereiches 12 z. B. durch Atmung oder sonstige Bewegung des Patienten durchgeführt werden. Der Bildsequenz werden ein oder mehrere vom Untersucher frei ausgewählte, oben beschriebene, zeitabhängige Parameter bzw. eine oder mehrere ihrer Kom binationen und Kreuzkorrelationen ortsrichtig unterlegt, wobei die Methoden der Falschfarbendarstellung angewendet werden (z. B. Kodierung zweier Parameter durch Farbton und Farbsättigung).The data processed in this way is displayed to the examiner on the result monitor for assessment. The almost stationary image 12 comprises the entire area 12 entered by the video endoscope 40 in the course of the examination. First, the timing of a fictitious cardiac cycle is shown, repetitively at a freely selectable rate. This image sequence is generated by the image processing system 80 by topographically correct and time-synchronized “piecing” of the recorded images together with the necessary image transformations for correcting the recording distance 23 c, recording angle 23 d (the latter if the recording direction deviates from the plumb line onto the surface of the tissue 11 ) and any other distortions of the examination area 12 z. B. performed by breathing or other movement of the patient. One or more time-dependent parameters described above, or one or more of their combinations and cross-correlations, which are freely selected by the examiner, are underlaid correctly in the image sequence, whereby the methods of false color representation are used (e.g. coding of two parameters by hue and color saturation).
Es kann jedoch auch ein frei wählbares Standbild dieser Bildsequenz mit den zeitlich entsprechenden Parametern angezeigt werden. Hier werden auch auf Wunsch die nicht zeitabhängigen Parameter wie Fourier-Koeffizienten, Maxima, Minima, Durchschnitts- und Häufigstwerte der Dopplerfrequenzen sowie weitere, durch gesonderte Berechnungen erhaltene Daten dargestellt.However, a freely selectable still image of this image sequence can also be used with the corresponding parameters are displayed. Here too Desire the non-time-dependent parameters such as Fourier coefficients, maxima, Minima, average and most frequent values of the Doppler frequencies as well as others data obtained by separate calculations.
Weiterhin können auch für jeweils einige ausgewählte Meßpunkte 20 die zeitlichen Verläufe der Dopplerspektren eingeblendet werden. Der Ergebnismonitor 72 dient schließlich zusammen mit Eingabemedien 75 wie Tastatur und Rechner-Maus zur Menü-ge steuerte Befehlseingabe an Rechner 70, Bildverarbeitungsanlage 80 und Ausgabemedien 76 zur Dokumentation der Ergebnisse.Furthermore, the time profiles of the Doppler spectra can also be faded in for a few selected measuring points 20 in each case. The result monitor 72 is finally used together with input media 75 such as keyboard and computer mouse for menu-controlled command input to computer 70 , image processing system 80 and output media 76 for documenting the results.
Zur Beurteilung wählt der Untersucher vorzugsweise diejenigen Darstellungen und Parameter aus, die erfahrungsgemäß die signifikantesten Unterschiede zwischen intaktem Bereich 12a und Läsion 12b anzeigen. Hier kann er vorteilhaft auch die in der Bildverarbeitung 80 erfolgreichen Methoden zur Kontrastverbesserung, wie z. B. Schwellwertsetzung, Veränderung der Grauwertskala oder sonstiger Skalenfaktoren usw. einsetzen. Er wird jedoch auch durch den Rechner 70 unter stützt, der auf Wunsch aus den gemessenen Daten die Darstellung mit den sig nifikantesten Unterschieden auswählt und anzeigt.For the assessment, the examiner preferably selects those representations and parameters that experience shows show the most significant differences between intact area 12 a and lesion 12 b. Here he can also advantageously use the methods for contrast improvement that are successful in image processing 80 , such as, for example, B. Set thresholds, change the gray scale or other scale factors, etc. However, it is also supported by the computer 70 which, if desired, selects and displays the representation with the most significant differences from the measured data.
Noch deutlichere Unterschiede dürften sich ergeben, wenn vorschlagsgemäß nacheinander bei normalem, erhöhtem, sowie falls möglich durch Aderkompres sion erniedrigtem Blutdruck gemessen wird und geeignete Parameterkombina tionen (Differenz- und Verhältniswerte) dargestellt werden. Even clearer differences are likely to arise if proposed one after the other with normal, increased, and if possible with vein compresses low blood pressure is measured and suitable parameter combination tions (difference and ratio values).
Die abschließend erfolgende Beurteilung sowie alle anderen Erkenntnisse über den Patienten werden schließlich dem Gesamtbestand bisheriger Patientenda ten einschließlich der Normalwerte von gesunden Probanden zugefügt. Diese Datenbank 74 ist zusammen mit dem Rechner 70 den Ein- und Ausgabemedien 75/76, den Rechenprogrammen, der Menüsteuerung und der Bildverarbeitung 80 als wissens basiertes Expertensystem organisiert, welches auf Wunsch ebenfalls eine Beurteilung vorschlägt sowie z. B. für Kontroll- oder Lehrzwecke einen früheren Befund oder ähnlich gelagerte Fälle bei anderen Patienten heraussucht und auf beiden Monitoren 71, 72 darstellt. Zur Einschätzung der mit einer Blutung verbundenen Gefährdung des Patienten ist die Kenntnis der transportierten Blutmenge und der Art des Blutgefäßes 10 (Arterie oder Vene) erforderlich. Es wird vorgeschlagen, als Maß hierfür die an einem intakten Gefäßstück 10a bei verschiedenen Blutdrücken gemes senen maximalen Blutflußgeschwindigkeiten sowie deren für Arterien und Venen unter schiedliche charakteristische Verläufe zu verwenden. Bei der hier vorherrschen den laminaren Blutströmung ist die transportierte Blutmenge relativ genau durch die Strömungsgeschwindigkeit bestimmt, wobei letztere relativ gut durch den Blutdruck und den Durchmesser des Blutgefäßes 10 festgelegt wird.The final assessment and all other knowledge about the patient are finally added to the total stock of previous patient data, including the normal values of healthy subjects. This database 74 is organized together with the computer 70, the input and output media 75/76 , the computer programs, the menu control and the image processing 80 as a knowledge-based expert system, which, on request, also suggests an assessment and, for. B. for control or teaching purposes a previous finding or similar cases in other patients and displays on both monitors 71, 72 . To assess the risk to the patient associated with bleeding, knowledge of the amount of blood transported and the type of blood vessel 10 (artery or vein) is required. It is proposed to use the maximum blood flow velocities measured on an intact piece of vessel 10 a at different blood pressures as well as their characteristic curves for arteries and veins. In the case of the laminar blood flow prevailing here, the amount of blood transported is determined relatively precisely by the flow rate, the latter being determined relatively well by the blood pressure and the diameter of the blood vessel 10 .
Die durch die fließenden Blutkörperchen maximal verschobene Rückstreuinten sität wird überdies als Maß für die Laserlicht-Absorptionsfähigkeit, d. h. Dicke des Blutgefäßes 10 und der darüberliegenden Gewebeschicht 11 verwendet und vom Untersucher bei der Beurteilung berücksichtigt, wobei hierbei Laserin tensität und Meßabstand 23 konstant gehalten bzw. anderweitig gemessen und rechnerisch berücksichtigt werden. Schließlich wird vorgeschlagen, die me chanische Festigkeit von Gefäß 10 und Gewebe 11 nach den so bestimmten Werten von Oberflächenpulsation und Masse bzw. Dicke von Gefäß 10 und Gewebe 11 zu beurteilen und bei der Diagnose zu berücksichtigen.The maximum amount of backscatter displaced by the flowing blood cells is also used as a measure of the laser light absorption capacity, ie the thickness of the blood vessel 10 and the overlying tissue layer 11 , and taken into account by the examiner in the assessment, laser intensity and measuring distance 23 being kept constant or otherwise measured and taken into account. Finally, it is proposed to assess the mechanical strength of vessel 10 and tissue 11 according to the values of surface pulsation and mass or thickness of vessel 10 and tissue 11 determined in this way and to take them into account in the diagnosis.
Um den Untersucher von der Beobachtung des nicht immer gut sichtbaren Laser leuchtflecks 20a zu entlasten, wird vorgeschlagen, an dieser Stelle im Endoskopmoni tor 71 einen geeigneten Cursor, z. B. Kreis einzublenden. Bei der Blutflußmessung wird der Meßpunkt 20 durch die Spitze eines Cursorpfeiles 20d angezeigt. Dessen Rich tung entspricht der Stellung des Umlenkspiegels 50, zeigt also die Meßrichtung 22 an.To the examiner from the observation of not always well visible laser beam spot 20 a relieve, it is proposed tor at this point in Endoskopmoni 71 a suitable cursor, for example. B. Show circle. In the blood flow measurement of the measuring point is displayed d 20 by the tip of a cursor arrow 20th Whose Rich direction corresponds to the position of the deflecting mirror 50 , so indicates the measuring direction 22 .
Hierzu wird der Laser des Lasersensors 60 mit einigen Hz, z. B. 10 Hz, intensitätsmodu liert. Eine zusätzliche Bildauswertungseinheit 81 leitet z. B. mittels einer PLL-Schaltung 83, die das Modulationssignal als Referenzsignal erhält, die Lage des Laser leuchtflecks 20a im Monitorbild 12c ab. Bei Einschalten der Meßtaste 55 bleibt der Cursor 20d ortsfest und der Laser wird unmoduliert betrieben, um eine Beeinflussung der Dopplermessung zu vermeiden.For this purpose, the laser of the laser sensor 60 with a few Hz, z. B. 10 Hz, intensity modulated. An additional image evaluation unit 81 guides z. B. by means of a PLL circuit 83 , which receives the modulation signal as a reference signal, the position of the laser light spot 20 a in the monitor image 12 c. When the measuring key 55 is switched on, the cursor 20 remains stationary and the laser is operated unmodulated in order to avoid influencing the Doppler measurement.
Die Modulationsfrequenz soll den Laserleuchtfleck 20a im Endoskopmonitor 71 gut sichtbar markieren, andererseits zur automatischen Erkennung möglichst hoch sein. Günstig ist daher ein Frequenzgemisch aus Bildfrequenz und ganzzahligem Bruch teil davon, also z. B. 25 Hz und 5 Hz. Damit wird zum einen die maximal mög liche sowie eine niedrige, für den Untersucher gut sichtbare Modulationsfre quenz verwendet, andererseits treten keine unerwünschten Schwebungen auf.The modulation frequency should clearly mark the laser light spot 20 a in the endoscope monitor 71 , and on the other hand should be as high as possible for automatic detection. A frequency mix of frame rate and integer fraction of it, therefore, is favorable. B. 25 Hz and 5 Hz. Thus, on the one hand, the maximum possible and a low modulation frequency that is clearly visible to the examiner is used, and on the other hand no undesirable beats occur.
Eine aufwendigere, jedoch empfindlichere Methode besteht darin, daß vor der Bildaufnahmekamera 43 ein dichroitischer Strahlteiler 56 vorgeschaltet wird, welcher nur die Laserwellenlänge auf eine zweite Bildaufnahmekamera 57 umlenkt. Die Bildauswertungseinheit 81 erkennt hieraus die gesuchte Lage des Laserleucht flecks 20a auch ohne Lasermodulation.A more complex, but more sensitive method is that a dichroic beam splitter 56 is connected upstream of the image recording camera 43 , which only deflects the laser wavelength to a second image recording camera 57 . From this, the image evaluation unit 81 recognizes the sought position of the laser light spot 20 a even without laser modulation.
Um die Untersuchungsdauer zu verkürzen, wird vorgeschlagen, die Messung der Pulsation von Gefäßoberfläche 10c und Blutfluß gleichzeitig durchzuführen. Anstelle des bisherigen, ein- und ausklappbaren sowie drehbaren Umlenkspiegels 50 werden hier ein drehbarer Strahlteiler 51 mit Umlenkspiegel 50a derart angeordnet, daß die beiden bisher nur alternativ wählbaren Meßrichtungen 21, 22 nunmehr gleichzeitig aktiv sind. Das erhaltene kombinierte Dopplerspektrum wird hinreichend gut in die beiden entsprechenden Bestandteile zerlegt, indem die unterhalb einer wählbaren Frequenz f* liegenden spektralen Anteile als hauptsächlich von der Gefäßpulsation herrührend interpretiert und die oberhalb liegenden Be standteile auf die Blutflußgeschwindigkeit bezogen werden. Dies ist deshalb möglich, weil bei den hier betrachteten Fällen Blutflußgeschwindigkeit deut lich höher ist als die Geschwindigkeit der Pulsation der Gefäßwand 10c. Es empfiehlt sich, die nahezu senkrecht aufeinanderstehenden Meßstrahlen gänge 21, 22 so anzulegen, daß sie beim Arbeitsabstand 23 des Endoskopes 40 an einer gemeinsamen Meßstelle 20 der Gewebeoberfläche 11a auftreffen. Durch Beobachtung die ser Bedingung wird dann der Arbeitsabstand 23 seinerseits kontrolliert.In order to shorten the duration of the examination, it is proposed to carry out the measurement of the pulsation of the vessel surface 10 c and the blood flow simultaneously. Instead of the previous, single and foldable and rotatable deflecting mirror 50, a rotatable beam splitter 51 are arranged with a reflecting mirror 50 a in such a way here that the two directions of measurement, so far only alternatively selectable 21, 22 are now running in parallel. The combined Doppler spectrum obtained is broken down sufficiently well into the two corresponding components by interpreting the spectral components below a selectable frequency f * as being mainly due to the vascular pulsation and relating the components above to the blood flow rate. This is possible because in the cases considered here, the blood flow rate is significantly higher than the rate of pulsation of the vessel wall 10 c. It is advisable to create the almost perpendicular measuring beams 21, 22 so that they strike the working distance 23 of the endoscope 40 at a common measuring point 20 of the tissue surface 11 a. By observing this condition, the working distance 23 is then checked in turn.
In einer weiteren Ausgestaltung wird vorgeschlagen, mittels einer zusätz lichen Ablenkeinheit 52 beim Strahlteiler 51 den Meßpunkt 20 quer zu beiden Meßrich tungen 21, 22 periodisch hin und her abzulenken und hier ein entsprechendes Cur sorsymbol 21, 22, z. B. Querbalken 20b entsprechender Länge im Monitorbild 12c einzublen den. Der frei wählbare Ablenkbereich 20b beträgt vorzugsweise ein mehrfaches, z. B. das Dreifache des Blutgefäßdurchmessers, die Ablenkfrequenz wird groß gegen die Herzfrequenz und klein gegen die Dopplerfrequenz der zu messenden Oberflächenschwingungen gewählt. Diese Wahl erlaubt eine genaue Messung der Oberflächenschwingung längs der Abtastlinie nahezu gleichzeitig, d. h. in einem kleinen Zeitintervall bezüglich der Herzperiode. Damit braucht zu einem der Meßpunkt 20 nicht mehr genau auf die Mitte des Blutgefäßes 10 justiert zu werden, zum anderen wird die gesamte pulsierende Gewebeoberfläche 11a vermessen, so daß die Beurteilung der Läsion 12b weiter erleichtert wird. Hierzu berechnet der Rechner 70 aus den gemessenen Dopplerfrequenzen unter halb f* die Schwingungsamplituden der Gefäßpulsation und stellt diese als Höhenschichtlinien auf beiden Monitoren 71, 72 dar, so daß die mechanische Festig keit des Gefäßes 10 und der Gewebeschicht 11 beurteilt werden kann.In a further embodiment it is proposed to periodically deflect the measuring point 20 transversely to both measuring directions 21, 22 by means of an additional deflection unit 52 at the beam splitter 51 and here a corresponding Cur sensor symbol 21, 22 , z. B. crossbar 20 b corresponding length in the monitor image 12 c to be inserted. The freely selectable deflection area 20 b is preferably a multiple, for. B. three times the blood vessel diameter, the deflection frequency is chosen large against the heart rate and small against the Doppler frequency of the surface vibrations to be measured. This choice allows an accurate measurement of the surface vibration along the scan line almost simultaneously, ie in a small time interval with respect to the cardiac period. This means that one of the measuring points 20 no longer needs to be adjusted exactly to the center of the blood vessel 10 , and secondly the entire pulsating tissue surface 11 a is measured, so that the assessment of the lesion 12 b is further facilitated. For this purpose, the computer 70 calculates the vibration amplitudes of the vascular pulsation from the measured Doppler frequencies below half f * and displays them as contour lines on both monitors 71, 72 , so that the mechanical strength of the vessel 10 and the tissue layer 11 can be assessed.
Der mit dem Kosinus in die Dopplerformel eingehende Winkel Alpha zwischen Meßrichtung 21 bzw. 22 und Geschwindigkeitsvektor wird bei der Auswertung der Daten rechnerisch berücksichtigt. Hierzu gibt der Untersucher ggf. fortlaufend geschätzte oder sonstwie ermittelte Winkelwerte ein. Bei periodischer Ab tastung wird der der jeweiligen Auslenkung entsprechende Abtastwinkel rechnerisch be rücksichtigt.The angle alpha between the measuring direction 21 or 22 and the speed vector entering the Doppler formula with the cosine is taken into account in the calculation of the data. For this purpose, the examiner may enter continuously estimated or otherwise determined angle values. With periodic scanning, the scanning angle corresponding to the respective deflection is taken into account arithmetically.
Zur Dokumentation sowie zu Kontroll- und Lehrzwecken speichert der Rechner 70 alle während der Untersuchung auf den beiden Monitoren 71, 72 dargestellten Bild folgen auf zwei zugeordneten Videorecordern 77, 78 ab, nachdem er sie zum geziel ten Wiederauffinden mit einem geeigneten Identifizierungscode versehen hat.For documentation, as well as for control and teaching purposes, the computer 70 stores all of the images shown on the two monitors 71, 72 during the examination on two assigned video recorders 77, 78 after having provided them with a suitable identification code for targeted retrieval.
Durch diese Maßnahmen ist eine Anordnung geschaffen, die nicht nur dem Untersucher eine zuverlässige Prognose der Blutungsgefahr eines Patienten er laubt, sondern die auch alle Meßdaten dokumentiert, speichert und für Kon troll- und Lehrzwecke reproduziert, die diese und weitere eingegebene oder abgeleitete Daten einer Datenbank hinzufügt, welche den Gesamtbestand bis heriger Patienten und gesunder Probanden enthält, und die schließlich als wissensbasiertes Expertensystem organisiert ist, den Untersucher weitgehend unterstützt und ihm eine Diagnose vorschlägt.These measures create an arrangement that not only the examiner a reliable prognosis of a patient's risk of bleeding leaves, but also documents, stores and stores all measurement data for con reproduced trolling and teaching purposes, these and other entered or derives derived data from a database, which covers the total inventory Herergic patients and healthy subjects contains, and which finally as knowledge-based expert system is organized, the examiner largely supported and suggested a diagnosis.
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