DE4029581A1 - Verfahren zur ortsrichtigen anatomischen zuordnung der erregungszentren von biomagnetischen signalen - Google Patents
Verfahren zur ortsrichtigen anatomischen zuordnung der erregungszentren von biomagnetischen signalenInfo
- Publication number
- DE4029581A1 DE4029581A1 DE4029581A DE4029581A DE4029581A1 DE 4029581 A1 DE4029581 A1 DE 4029581A1 DE 4029581 A DE4029581 A DE 4029581A DE 4029581 A DE4029581 A DE 4029581A DE 4029581 A1 DE4029581 A1 DE 4029581A1
- Authority
- DE
- Germany
- Prior art keywords
- applicator
- coordinate system
- excitation
- ultrasound
- coordinates
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Withdrawn
Links
- 230000005284 excitation Effects 0.000 title claims abstract description 58
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 36
- 238000002604 ultrasonography Methods 0.000 claims description 84
- 210000003484 anatomy Anatomy 0.000 claims description 11
- 238000001514 detection method Methods 0.000 claims description 9
- 230000008859 change Effects 0.000 claims description 5
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 claims description 5
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 claims description 5
- 230000001960 triggered effect Effects 0.000 claims description 4
- 230000000737 periodic effect Effects 0.000 claims description 2
- 230000008569 process Effects 0.000 abstract description 2
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 17
- 238000011835 investigation Methods 0.000 description 7
- 238000005481 NMR spectroscopy Methods 0.000 description 6
- 230000005291 magnetic effect Effects 0.000 description 6
- 230000000747 cardiac effect Effects 0.000 description 4
- 239000003550 marker Substances 0.000 description 3
- 244000052769 pathogen Species 0.000 description 3
- 230000001717 pathogenic effect Effects 0.000 description 3
- 241000238366 Cephalopoda Species 0.000 description 2
- 210000004556 brain Anatomy 0.000 description 2
- 230000006698 induction Effects 0.000 description 2
- 238000013507 mapping Methods 0.000 description 2
- 238000003909 pattern recognition Methods 0.000 description 2
- 230000008707 rearrangement Effects 0.000 description 2
- 241000272517 Anseriformes Species 0.000 description 1
- 210000001015 abdomen Anatomy 0.000 description 1
- 230000003213 activating effect Effects 0.000 description 1
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 1
- 210000001217 buttock Anatomy 0.000 description 1
- 238000004364 calculation method Methods 0.000 description 1
- 230000008878 coupling Effects 0.000 description 1
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 description 1
- 238000005859 coupling reaction Methods 0.000 description 1
- SDIXRDNYIMOKSG-UHFFFAOYSA-L disodium methyl arsenate Chemical compound [Na+].[Na+].C[As]([O-])([O-])=O SDIXRDNYIMOKSG-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 230000005684 electric field Effects 0.000 description 1
- 230000005520 electrodynamics Effects 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 210000003238 esophagus Anatomy 0.000 description 1
- 238000011156 evaluation Methods 0.000 description 1
- 230000003601 intercostal effect Effects 0.000 description 1
- 210000002414 leg Anatomy 0.000 description 1
- 210000004072 lung Anatomy 0.000 description 1
- 108090000623 proteins and genes Proteins 0.000 description 1
- 238000000718 qrs complex Methods 0.000 description 1
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 1
- 238000011160 research Methods 0.000 description 1
- 230000002123 temporal effect Effects 0.000 description 1
- 230000009466 transformation Effects 0.000 description 1
Classifications
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
- A61B8/00—Diagnosis using ultrasonic, sonic or infrasonic waves
- A61B8/08—Detecting organic movements or changes, e.g. tumours, cysts, swellings
- A61B8/0833—Detecting organic movements or changes, e.g. tumours, cysts, swellings involving detecting or locating foreign bodies or organic structures
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
- A61B5/00—Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
- A61B5/24—Detecting, measuring or recording bioelectric or biomagnetic signals of the body or parts thereof
- A61B5/242—Detecting biomagnetic fields, e.g. magnetic fields produced by bioelectric currents
Landscapes
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Medical Informatics (AREA)
- Biophysics (AREA)
- Pathology (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Biomedical Technology (AREA)
- Heart & Thoracic Surgery (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Molecular Biology (AREA)
- Surgery (AREA)
- Animal Behavior & Ethology (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- Public Health (AREA)
- Veterinary Medicine (AREA)
- Nuclear Medicine, Radiotherapy & Molecular Imaging (AREA)
- Radiology & Medical Imaging (AREA)
- Ultra Sonic Daignosis Equipment (AREA)
Description
Die Erfindung betrifft zwei Verfahren zur ortsrichtigen Zuord
nung der Erregungszentren von biomagnetischen Signalen in
einem Untersuchungsgebiet mit anatomischer Struktur zu einer
Bilddarstellung der anatomischen Struktur.
Die nichtinvasive Registrierung elektrischer Potentiale mittels
Elektroden an der Haut hat seit langem in Form des EKG (Elektro
kardiogramm) bzw. EEG (Elektroenzephalogramm) einen festen und
bedeutungsvollen Platz in der medizinischen Diagnostik des
Herzens bzw. des Gehirns. Neuerdings steht für die Funktions
diagnostik und klinische Forschung ein weiteres Verfahren zur
Vermessung intrakorporaler Stromquellen zur Verfügung, das auf
dem Phänomen des Biomagnetismus basiert.
Biomagnetische Signale haben - wie die Potentialverteilung an
der Körperoberfläche - ihren Ursprung in elektrischen Stromim
pulsen, die periodisch oder sporadisch im Körper auftreten und
im allgemeinen nicht ortsfest sind. Solche Stromimpulse erzeu
gen nach den Gesetzen der Elektrodynamik elektrische und mag
netische Felder. Wesentlicher Vorteil des magnetischen Feldes
ist, daß der Verlauf der Feldlinien vom umgebenden Gewebe weit
gehend unbeeinflußt bleibt, während die Feldlinien elektrischer
Felder durch Inhomogenitäten der Leitfähigkeit im Körper stark
beeinflußt und vielfältig deformiert zur Oberfläche verlaufen.
Aus der Verteilung der magnetischen Induktion läßt sich des
halb die Stromquelle bzw. das Erregungszentrum wesentlich ge
nauer lokalisieren als aus der elektrischen Potentialvertei
lung an der Körperoberfläche.
Von besonderer Bedeutung ist die genaue Zuordnung des Meßsystems
zum Patienten. Dazu dienen spezielle Halterungen für den Pati
enten und stromdurchflossene Spulen als Positionierungshilfen,
deren Lage durch das biomagnetische Meßsystem erkannt wird.
Die Auswertung der Messung und die Darstellung ihrer Ergebnisse
kann auf verschiedene Art erfolgen. Im ersten Schritt können für
ein ausgewähltes Zeitintervall, z. B. einen Herzzyklus, die Zeit
signale entsprechend der geometrischen Anordnung der Induktions
spulen dargestellt werden. Dies wird als Grid-Darstellung be
zeichnet. In einem weiteren Schritt kann zu beliebigen Zeiten
des Intervalls die zweidimensionale Verteilung des Magnetfeldes
am Ort des Meßsystems auf einem Farbmonitor als sogenannte Map-
Darstellung wiedergegeben werden. Schließlich läßt sich ein Zeit
vorschub so wählen, daß die Feldverteilung, z. B. während des
QRS-Komplexes am Herzen, quasidynamisch als Folge von Maps dar
gestellt werden kann.
Obwohl aus diesen Darstellungen bereits klinische Information
gewonnen werden kann, ist ein weiterer Schritt der Meßwertver
arbeitung besonders bedeutend. Biomagnetische Untersuchungen
sind klinisch vor allem dort angezeigt, wo es darauf ankommt,
Stromquellen bzw. Erregungszentren möglichst genau zu lokali
sieren oder, da diese im allgemeinen nicht ortsfest sind, ihren
Verlauf räumlich und zeitlich quantitativ zu beschreiben. Die
Bewegung der Stromquelle bzw. des Erregungszentrums läßt sich
zeitlich und dreidimensional räumlich quantitativ darstellen und
in dreidimensionale Bilddatensätze, die mit Schnittbildverfahren
gewonnen werden können, eintragen. Die Schnittbilder wurden bis
her mit Kernspinresonanz-Anlagen (NMR-Anlagen) oder Röntgen-An
lagen erstellt. Der apparative Aufwand zur Erstellung der Bild
datensätze ist jedoch hoch. Außerdem ist eine Umlagerung des
Patienten aus dem abgeschirmten biomagnetischen Meßraum zur NMR
oder Röntgen-Anlage erforderlich. Bei der Umlagerung können die
als Spulen vorgesehenen Positionierungshilfen ihre Lage verän
dern, wodurch sich eine Verschiebung der biomagnetischen Signale
in den anatomischen Schnittbildern und damit eine fehlerhafte
anatomische Zuordnung der Erregungszentren ergibt. Werden die
anatomischen Strukturen mit Hilfe einer NMR-Anlage ermittelt,
müssen die Spulen ausgetauscht werden gegen Positionierungshil
fen, die im NMR-Bild sichtbar sind. Auch hierbei können Fehler
durch Lageveränderungen entstehen.
Der Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, die anatomische
Struktur des Untersuchungsgebietes ohne Strahlenbelastung und
mit geringen apparativen Aufwand zu ermitteln, ohne daß eine
Umlagerung des Patienten erfolgen muß.
Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein erstes Verfahren mit
folgenden Schritten gelöst: die mit Hilfe eines biomagnetischen
Meßsystems ermittelten Erregungsorte der biomagnetischen Signale
liegen in einem ersten Koordinatensystem vor; die mit Hilfe
eines Ultraschall-Applikators gewonnen Bildsignale liegen in
einem zweiten Koordinatensystem vor; Markierungspunkte liegen
im Untersuchungsgebiet oder an einer für den Ultraschall-Appli
kator zugänglichen Oberfläche des Untersuchtungsgebietes, wobei
deren Lage in beiden Koordinatensystemen bekannt ist; die beiden
Koordinatensysteme werden so transformiert, daß sich alle Mar
kierungspunkte decken; die Lage jedes Erregungszentrums wird im
Ultraschallbild mit einem Zeichen angezeigt.
Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein zweites Verfahren
mit folgenden Schritten gelöst: die mit Hilfe eines biomagne
tischen Meßsystems ermittelten Erregungsorte der biomagnetischen
Meßsystems ermittelten Erregungszentren der biomagnetischen Sig
nale liegen in einem ersten Koordinatensystem vor; die mit Hilfe
eines Ultraschall-Applikators gewonnenen Bildsignale liegen in
einem zweiten Koordinatensystem vor; die Lage des Untersuchungs
gebiets bei der Ermittlung der Bildsignale ist gegenüber der
Lage des Untersuchungsgebietes bei der Ermittlung der Erre
gungsorte unverändert; die beiden Koordinatensysteme sind fest
zueinander angeordnet; ein Koordinatensystem wird in Bezug auf
das andere Koordinatensystem kalibriert, so daß sich beide
Koordinatensysteme decken; die Lage jedes Erregungsortes wird im
Ultraschallbild mit einem Zeichen angezeigt.
Ultraschallbilder lassen sich insbesondere von folgenden Unter
suchungsgebieten erstellen: das Herz mit dem ultraschalldurch
lässigen Intercostalraum oder vom Ösophagus aus; das Gehirn von
Kleinkindern über die Fontanelle und der gesamte Bauchraum.
Die Ermittlung der anatomischen Struktur mit Hilfe von Ultra
schall ist bei der ortsrichtigen Zuordnung der Erregungszentren
von biomagnetischen Signalen deshalb besonders vorteilhaft, weil
die Erstellung der Ultraschallschnittbilder unmittelbar vor oder
nach der Messung der biomagnetischen Signale ohne Umlagerung des
Patienten erfolgen kann. Dazu wird das Ultraschallgerät in den
abgeschirmten Meßraum gebracht. Bei der biomagnetischen Messung
selbst befindet sich das Ultraschallgerät außerhalb des Meßraums,
so daß kein Geräteteil die biomagnetischen Messungen verfälschen
kann. Das Ultraschallgerät ist im Vergleich zu einer Röntgen
oder NMR-Anlage relativ klein und preiswert.
Eine vorteilhafte Ausgestaltung zeichnet sich dadurch aus, daß
die Koordinaten der Erregungszentren im ersten Koordinatensystem
in die Koordinaten des zweiten Koordinatensystems transformiert
werden. Da im Vergleich zu der Anzahl der Bildpunkte im Ultra
schallschnittbild nur eine geringe Anzahl von Erregungszentren
ermittelt wird, kann eine derartige Transformation schnell
durchgeführt werden.
Sind die beiden Koordinatensysteme nur gegeneinander parallel
verschoben, genügt es in einer weiteren Ausgestaltung der Er
findung, die Koordinaten eines einzigen Markierungspunktes in
beiden Koordinatensystem zu kennen. Die Annahme, daß beide
Koordinatensystem zueinander parallel verschoben sind, trifft
praktisch immer zu, wenn der Patient für beide Messungen nicht
umgelagert wird.
Sind die Koordinatensysteme beliebig zueinander angeordnet, ist
es gemäß einer weiteren Ausgestaltung ausreichend, daß die Lage
von mindestens drei Markierungspunkten bekannt ist, die jedoch
nicht auf einer Linie liegen dürfen.
Eine besonders vorteilhafte Ausgestaltung zeichnet sich dadurch
aus, daß Markierungspunkte an einer für den Ultraschall-Applika
tor zugänglichen Oberfläche des Untersuchungsgebietes liegen,
daß die Lage mindestens eines Markierungspunktes im ersten Koor
dinatensystem mit Hilfe des biomagnetischen Meßsystems ermittelt
wird, daß eine Hilfsmarke, deren Koordinaten im zweiten Koordi
natensystem erfaßt werden, mit dem Markierungspunkt bzw. den
Markierungspunkten in Deckung gebracht wird und daß bei Deckungs
gleichheit die Koordinaten der Hilfsmarke im zweiten Koordinaten
system den entsprechenden Koordinaten der vorhandenen Markierungs
punkte im ersten Koordinatensystem zugeordnet werden. Damit wer
den unmittelbar vor Erstellung der Ultraschallschnittbilder be
liebig zueinander liegende Koordinatensysteme eindeutig einander
zugeordnet.
In einer weiteren Ausführungsform ist der Ultraschall-Applikator
mit einem Gestänge verbunden, wobei der Ultraschall-Applikator
über ein Gestänge in allen Raumrichtungen beweglich ist. Durch
am Gestänge angeordneten Dreh- und/oder Weggeber werden auf ein
fache und genaue Art die Koordinaten der Schnittebene ermittelt,
die vom Ultraschall-Applikator abgetastet wird.
Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung zeichnet sich dadurch
aus, daß eine Verschiebung des Ultraschall-Applikators mit Hilfe
von Stellmotoren erfolgt. Damit können automatisch genau repro
duzierbare Schnittebenen abgetastet werden.
In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung werden die Koordi
naten der Hilfsmarke und der Schnittebene über eine berührungs
lose Positionserkennung aufgenommen. Durch die damit verbundene
uneingeschränkte Handhabung des Ultraschall-Applikators ergibt
sich ein besonderer Komfort.
Eine besonders vorteilhafte Ausgestaltung zeichnet sich dadurch
aus, daß vom Untersuchungsgebiet mehrere Ultraschall-Schnitt
bilder erzeugt werden, deren Erstellung durch ein periodisches
Körpersignal getriggert wird. Insbesondere bei der Real-Time-
Erstellung der Ultraschall-Schnittbilder kann hier die genaue
Lage der Erregungszentren während einer Herzperiode ermittelt
werden.
Eine besonders vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung zeich
net sich dadurch aus, daß der Ultraschall-Applikator als Trans
ösophagus-Applikator ausgebildet ist, daß die Position der vom
Transösophagus-Applikators abtastbaren Schnittebene in Bezug auf
das erste Koordinatensystem über mindestens drei an verschiede
nen Orten des Transösophagus-Applikators angeordneten Spulen mit
Hilfe des biomagnetischen Meßsystems ermittelt wird. Vom Öso
phagus ist das Herz besonders gut für Ultraschallwellen zugäng
lich und es können unterschiedlich liegende Schnittbilder des
Herzens erstellt werden.
Ein besonders vorteilhaftes Verfahren zeichnet sich dadurch aus,
daß die Koordinatenwerte der Lage der Schnittebene, in der ein
Erregungzentrum liegt, auf dem Bildschirm angezeigt werden, daß
die Koordinatenwerte der Lage des vom Ultraschall-Applikators
erzeugten Schnittbildes auf dem Bildschirm angezeigt werden und
daß der Ultraschall-Applikator unter Beobachtung der Koordina
tenwerte so über das Untersuchungsgebiet bewegt wird, daß die
Lagekoordinaten der beiden Schnittebenen gleich sind. Mit Hilfe
dieses Verfahrens wird die Datenmenge, die bei einem Volumenscan
erzeugt wird, erheblich eingeschränkt, indem nur eine Schnitt
ebene in der ein vorgegebenes Erregungszentrum liegt, auf dem
Bildschirm angezeigt wird.
Eine Schnittebene, in der ein Erregungszentrum liegt, kann in
einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung dadurch bestimmt
werden, daß die Lage der Schnittebene und die Lage eines Erre
gungszentrums in einer 3D-Darstellung erfolgt, daß der Erre
gungsort besonders hervorgehoben wird, wenn er nach einer Ände
rung der Lage der Schnittebene in der Schnittebene liegt, und
daß dann ein Schnittbild in dieser Schnittebene erstellt wird,
wobei die Lage des Erregungsortes im Ultraschallbild mit dem
Zeichen angezeigt wird.
Ausgestaltungen der Erfindung werden im folgenden anhand von
acht Figuren erläutert. Es zeigen:
Fig. 1 zueinander parallel verschobene Koordinatensysteme für
die biomagnetische Messung und für Ultraschall-Schnitt
bilder;
Fig. 2 zwei beliebig zueinander angeordnete Koordinatensysteme für
die biomagnetische Messung und die Ultraschall-Schnittbil
der;
Fig. 3 Anordnung der Schnittebenen bei einem Volumenabtastung,
der sich ergibt aus parallel verschobenen Sektorabta
stungen;
Fig. 4 ein Stativ mit Winkel- und Wegaufnehmer zur Ermittlung der
Koordinaten der von einem Ultraschall-Applikator abgetas
teten Schnittebene und zur Führung des Ultraschall-Appli
kators;
Fig. 5 ein Gelenkarm mit Winkelaufnehmer zur Ermittlung der
Koordinaten der von einem Ultraschall-Applikator abge
tasteten Schnittebene und zur Führung des Ultraschall-
Applikators;
Fig. 6 ein Ultraschall-Applikator mit an seiner Oberfläche ange
ordneten Leuchtdioden, die zu einer berührungslosen Be
stimmung der Koordinaten der vom Ultraschall-Applikator
abgetasteten Schnittebene dienen;
Fig. 7 eine graphische Darstellung der Winkellage einer Schnitt
ebene, in der ein bestimmtes Erregungszentrum liegt, und
der augenblicklichen Schnittebene, die vom Ultraschall-
Applikator abgetastet werden kann;
Fig. 8 eine 3D-Darstellung der Lage eines bestimmten Erregungs
zentrums und der Lage der augenblicklich abtastbaren
Schnittebene.
In Fig. 1 ist zum einen die Lage eines Koordinatensystems Km mit
den Koordinaten xm, ym, zm angegeben, das benutzt wird, die von
einem SQUID-System 2 (Superconducting Quantum Interference
Device) gemessenen Erregungszentren räumlich darzustellen. Zum
anderen ist in Fig. 1 ein weiteres Koordinatensystem Ku mit den
Koordinaten xu, yu, zu parallel verschoben zum Koordinatensystem
Km dargestellt, mit dessen Hilfe die Lage von Bildpunkten eines
oder mehrerer Ultraschall-Schnittbilder angegeben werden. Ein
Ultraschall-Applikator 4 zum Aussenden und Empfangen von Ultra
schallwellen ist an einem freien Ende eines Gestänges 6 ange
ordnet. Die Ultraschall-Schnittbilder werden am gleichen Ort
aufgenommen, an dem auch die biomagnetischen Messungen durch
geführt werden.
In Fig. 2 sind die beiden Koordinatensysteme Km und Ku beliebig
zueinander angeordnet, ein Markierungspunkt 8, dessen Lage so
wohl im Koordinatensystem Km als auch im Koordinatensystem Ku
bekannt ist, ist angegeben. Er hat im Koordinatensystem Km die
Koordinaten xml, yml, zml und im Koordinatensystem Ku die Koor
dinaten xul, yul, zul. Bei beliebiger Lage der Koordinatensy
steme Km und Ku zueinander müssen jedoch mindestens drei Mar
kierungspunkte 8 vorhanden sein, die nicht auf einer geraden
Linie liegen dürfen. Aus Gründen der Übersichtlichkeit ist je
doch nur ein Markierungspunkt 8 eingezeichnet.
Sind die beiden Koordinatensysteme Km, Ku fest zueinander ange
ordnet, dann genügt unabhängig von ihrer Lage zueinander eine Ka
librierung der Geber. Mit anderen Worten: sind das SQUID-System
2 und das Gestänge 6 zueinander fest angeordnet, dann kann eine
Lageübereinstimmung der beiden Koordinatensysteme Km und Ku
durch eine Kalibrierung der Anfangsstellung von im Gestänge 6
angeordneten Winkel- und Weggebern erreicht werden. Die Lage des
Untersuchungsgebietes muß dann jedoch bei der Ermittlung der
Bildsignale gegenüber der Lage des Untersuchungsgebietes bei der
Ermittlung der Erregungsorte unverändert sein. Bei einer Messung
am Herzen bedeutet das, daß sich der Oberkörper des Patienten
während und zwischen beiden Messungen nicht bewegen darf. Im
allgemeinen ist jedoch das Ultraschallgerät transportabel und
wird während der biomagnetischen Messung aus der abgeschirmten
Meßkammer entfernt, so daß die Lage der Markierungspunkte 8 in
beiden Koordinatensysteme Km, Ku erst bestimmt werden. Als Mar
kierungspunkte 8 werden mindestens drei Spulen an eine mit dem
Ultraschall-Applikator 4 zugänglichen Oberfläche des Untersu
chungsgebietes, z. B. der Hautoberfläche, geklebt. Die Spulen
werden erregt, so daß über das erzeugte Magnetfeld mit Hilfe des
biomagnetischen Meßsystems der Ort der Spulen als Markierungs
punkte 8 im Koordinatensystem Km bekannt ist. Vor oder nach der
biomagnetischen Messung wird der Ort der Spulen auch im Koordi
natensystem Ku bestimmt. Das geschieht derart, daß die Stellen
der Markierungspunkte 8 vor der Ultraschall-Untersuchung mit
einer am Ultraschall-Applikator 4 oder am Gestänge 6 angebrach
ten Hilfsmarke 10 (in Fig. 4 und 5 dargestellt) angefahren wer
den. Diese Positionen der Markierungspunkte 8 werden dann im
Koordinatensystem Ku festgehalten, z. B. werden per Tastendruck
die Meßwerte von den Gebern übernommen.
Für Ultraschallbilder, wobei im speziellen B-, C- und 3D-Bilder
gemeint sind, sollen zunächst drei verschiedene Varianten A, B,
C des Verfahrens der anatomischen Zuordnung angegeben werden,
die dann im folgenden noch genauer spezifiziert sind.
In der Variante A werden die Koordinaten des Ultraschall-Appli
kators 4 in dem Koordinatensystem Ku mit den Koordinaten xu, yu,
zu fortlaufend mit am Gestänge 6 angebrachten Gebern erfaßt und
dem Koordinatensystem Km zugeordnet, in welchem die Erregungs
zentren der biomagnetischen Signale, wie z. B. die Erregungszen
tren aus einer magnetokardiographischen Untersuchung (MKG-Erre
gungszentrum), angegeben sind. Die Zuordnung erfolgt in der Art,
daß ein oder mehrere markante Punkte im Koordinatensystem Km, im
folgenden als Markierungspunkte 6 bezeichnet, mit einem ausge
zeichneten Punkt des Ultraschall-Applikators 4, im folgenden als
Hilfsmarkierung bezeichnet, in Deckung gebracht werden. Die da
bei gemessenen Lagekoordinaten im Koordinatensystem Ku werden in
einem Rechner gespeichert und verarbeitet. Danach wird von Hand
oder mit Hilfe von Stellmotoren automatisch gesteuert ein Volu
men 12, das die Erregungszentren der biomagnetischen Signale
enthält, in vielen Schnittebenen 14 abgetastet.
Die dabei entstandenen Schnittbilder werden zwischengespeichert.
Die einzelnen Ebenen 14 des Volumens 12 ergeben sich durch Ver
schieben oder Drehen des Applikators 4 um seinen Aufsatzpunkt.
In Fig. 3 ist die Volumenabtastung für eine Parallelverschiebung
von Sektorabtastungen dargestellt.
Bei einer Messung am Herzen wird die Volumenabtastung in zeit
licher Stufung über eine Herzperiode aufgenommen. Das bedeutet,
daß in jeder Schnittebene eine Reihe von Schnittbildern über EKG
getriggert erstellt werden, die die anatomischen Veränderungen
dieser Schnittebene während einer Herzperiode wiedergeben. Diese
Volumeninformation wird nun vollständig oder auch nur für eine
ganz bestimmte Herzphase gespeichert. Die physiologischen Erre
gungszentren werden nun nachträglich in das gespeicherte Bild
der räumlich und zeitlich passenden Ebene bzw. in eine neue, aus
der Volumeninformation berechneten Schnittebene eingetragen und
dargestellt.
Um auch einen im Lesen von Ultraschallbildern nicht geübten An
wender die anatomische Zuordnung leicht faßlich zu präsentieren,
wird ein weiterer Schritt vorgeschlagen. Dieser Schritt besteht
darin, ein perspektivisch dargestelltes Herzmodell mit Hilfe
eines in einen Computer geladenen CAD-Programmes drehbar und
aufschneidbar darzustellen. Ein mit Ultraschallbildern ver
trauter Ultraschall-Diagnostiker überträgt nun die anatomische
Struktur aus dem Ultraschallbild in das Herzmodell, indem dort
für die entsprechende Schnittebene charakteristische Marken ge
setzt werden.
In einer Variante B soll nun die große Datenmenge eingeschränkt
werden, die bei einer Volumenabtastung auftritt und die das Ver
fahren nach der Variante A teuer werden läßt. Die Einschränkung
geschieht dadurch, daß nach erfolgter Zuordnung der Koordinaten
systeme Km, Ku ein eingeschränkter Volumenbereich um ein ausge
wähltes Erregungszentrum herum vom Rechner ausgegeben wird. Dies
wird entweder einem automatischen Abtaster oder dem Untersucher
z. B. durch graphische Bildschirmanzeige mitgeteilt, um die rich
tigen Ebenen einzustellen. Für die graphische Anzeige werden
unten Beispiele gegeben.
Eine Variante C schränkt die aufzunehmenden Datenmengen noch
weiter ein, indem nur eine Abtastebene 14 berücksichtigt wird,
in der ein bestimmtes Erregungszentrum der Anatomie zuzuordnen
ist. Um das zu erreichen, muß wieder nach erfolgter Zuordnung
der Koordinatensysteme Ku und Km mit Rechnermitteln eine Ab
tastebene definiert werden, die das ausgesuchte Erregungszentrum
enthält. Entweder werden die Lagekoordinaten der Abtastebene 14
dem automatischen Abtaster mitgeteilt oder dem Untersucher z. B.
optisch angezeigt, damit die richtige Abtastebene 14 eingestellt
wird.
Im folgenden werden nun drei verschiedene Anordnungen beschrie
ben, welche die Aufnahme von Ultraschallbildern bei gleichzei
tiger Kenntnis der räumlichen Lage der Schnittebene 14 im Un
tersuchungsgebiet erlauben. Um die Koordinaten des Ultraschall-
Applikators 4 bzw. die räumliche Lage der Schnittbilder bzw.
Schnittebenen 14 zu erfassen, ist der Ultraschall-Applikator 4
an einem als Stativ 16 ausgebildeten Gestänge 6 befestigt. Dabei
ist der Ultraschallwandler 4 an dem Stativ 16 so aufgehängt, daß
er in allen Raumrichtungen xu, yu, zu von Hand oder über Stell
motoren gesteuert gedreht und translatorisch verschoben werden
kann. Die Position des Ultraschall-Applikators 4 wird über Geber
so bestimmt, daß die Lage der in dieser Position abtastbaren
Schnittebene 14 im Koordinatensystem Ku bekannt ist. Es ist auch
möglich, die Position des Ultraschall-Applikators 4 von Skalen
abzulesen und als Koordinaten per Hand in das Ultraschallgerät
einzugeben. Sind die Positionen über Stellmotoren veränderbar,
so kann automatisch ein vollständiger Volumenscan oder auch ein
eingeschränkter Volumenscan nach der zweiten Variante B durchge
führt werden. Die Aufnahmeparameter können z. B. über einen Rech
ner eingegeben werden, der auch gleichzeitig dafür sorgt, daß
eine richtige Zuordnung der Schnittebenenkoordinaten im Koordi
natensystem Ku zum abgespeicherten Bild stattfindet.
Eine mögliche Realisierung des Stativs 16 ist in Fig. 3 angege
ben. An einer senkrecht stehenden Hauptstütze 18 ist ein waage
recht angeordneter Hauptquerträger 20 in seiner Höhe veränder
lich befestigt. Eine vertikale Bewegung des Hauptquerträgers 20
ist möglich und durch einen Doppelpfeil 22 veranschaulicht. Der
Hauptquerträger 20 ist zusätzlich noch in horizontaler Position
verschiebar, was durch einen Doppelpfeil 24 angedeutet ist. An
einem Ende des Hauptquerträgers 20 ist drehbeweglich eine L-för
mige Nebenstütze 26 befestigt. Die Drehbeweglichkeit ist durch
einen gebogenen Doppelpfeil 28 veranschaulicht. An der Neben
stütze 26 ist seitlich ein Nebenquerquerträger 30 auf der Neben
stütze 26 angeordnet. Der Nebenträger 30 ist ähnlich wie der
Hauptquerträger 20 in zwei senkrecht aufeinanderstehenden Bewe
gungsrichtungen beweglich gelagert, das ist durch jeweils einen
Doppelpfeil 32 und 34 veranschaulicht ist. An einem Ende des
Nebenquerträgers 30 ist eine Halterung 36 drehbar angeordnet be
festigt. Die Drehbeweglichkeit ist durch einen gebogenen Doppel
pfeil 38 verdeutlicht. Der Ultraschallwandler 4 ist nun an dem
freien Ende der Halterung 36 drehbeweglich angeordnet, dies ist
durch einen gebogenen Doppelpfeil 40 verdeutlicht. Die Drehach
sen, die durch die Doppelpfeile 28, 38 und 40 gekennzeichnet
sind, stehen senkrecht aufeinander. Durch die gewählte Anord
nung der Drehachsen 28, 38, 40 ist es auf einfache Art möglich,
den Ultraschall-Applikator 4 um einen beliebig im Raum angeord
neten Aufpunkt zu drehen, ohne daß die Position der Stützen 18,
26 und Querträger 20, 30 zueinander verändert werden müßte.
Eine weitere Ausführungsform eines Gestänges 6, an dem der
Ultraschallwandler 4 befestigt ist, stellt ein in Fig. 5 darge
stellter Gelenkarm 42 dar. Dieser Gelenkarm 42 erlaubt es, eben
so wie das Stativ 16 nach Fig. 4, daß der Ultraschall-Applikator
4 in allen Raumrichtungen von Hand oder aber über Motore ge
steuert gedreht und translatorisch verschoben werden kann, wobei
die räumliche Position durch Geber an den Gelenken oder durch
Ablesen bestimmt wird. Es ist somit auch möglich, wie dem Stativ
16 nach Fig. 4 automatische Volumenabtastungen mit Hilfe von Mo
torsteuerungen durchzuführen.
Der Gelenkarm 42 nach Fig. 5 ist drehbar auf einer Aufbauplatte
44 montiert. Diese Drehbewegung soll durch einen gebogenen Dop
pelpfeil 46 veranschaulicht werden. Dazu ist auf der Aufbauplat
te 44 ein U-förmiger Lagerbock 48 drehbar gelagert. Zwischen den
Schenkeln des Lagerbocks 48 ist drehbar ein erster Gelenkarm 50
gelagert, was durch einen gebogenen Doppelpfeil 56 veranschau
licht ist. Am anderen Ende des Gelenkarms 50 ist drehbar ein
zweiter Gelenkarm 54 befestigt, was durch einen gebogenen Doppel
pfeil 56 veranschaulicht ist. Am Ende des Gelenkarms 50 ist quer
eine Welle 58 befestigt, auf der ein Halter 60 befestigt ist.
Der Halter 60 auf der Welle 58 kann eine Drehbewegung ausführen,
die durch einen gebogenen Doppelpfeil 62 gekennzeichnet ist. In
dem Halter 60 ist ein Dreharm 64 in Richtung eines gebogenen
Doppelpfeils 66 drehbar gelagert. Das freie Ende des Dreharms
64 trägt drehbeweglich in Richtung eines gebogenen Doppelpfeils
68 den Ultraschallwandler 4. Es soll besonders darauf hinge
wiesen werden, daß hier, ebenso wie bei dem Stativ 16 nach Fig.
4, der Ultraschallwandler 4 in drei senkrecht zueinanderstehende
Drehachsen drehbar ist. Die Drehachsen sind hier durch die Dop
pelpfeile 62, 66 und 68 gekennzeichnet. Damit kann auch der
Ultraschallwandler 4 am Gelenkarm 42 auf einfache Art um einen
bestimmten Aufpunkt im Raum beliebig gedreht werden.
Aus Gründen der Übersichtlichkeit ist in den Fig. 4 und 5 auf die
detailierte Darstellung der Winkel- und Weggeber verzichtet
jeder Doppelpfeil 22, 24, 28, 32, 34, 38, 40 in Fig. 4 und jeder
Doppelpfeil 46, 52, 56, 62, 66, 68 in Fig. 5 soll gleichzeitig
angegeben, daß die Bewegung bzw. Lageänderung durch entspre
chende Geber bei der Abtastung oder der Zuordnung der Markie
rungspunkte 8 zu dem Koordinatensystem Ku erfaßt wird. Zusätz
lich sollen diese Doppelpfeile auch die Möglichkeit angeben,
diese Bewegungen mit Stellmotoren gesteuert auszuführen, auf
deren zeichnerische Darstellung ebenfalls aus Gründen der Über
sichtlichkeit verzichtet wurde.
Für das Stativ 16 und den Gelenkarm 42 gilt gleichermaßen, daß
der Aufsetzpunkt des Ultraschall-Applikators 4 auf der Hautober
fläche als Drehpunkt bevorzugt werden sollte. Dadurch ist eine
einfache Handhabung bei der Aufnahme der Schnittbilder möglich.
Dies ist aber keine notwendige Bedingung, da auch mit vorgege
benen Werten für z. B. den Aufsetzpunkt und einen Winkel eben
falls noch alle Möglichkeiten für die oben genannten Verfahren
gegeben sind.
Eine weitere, besonders komfortable Möglichkeit bietet sich
durch eine nichtmechanische Positionserkennung des Ultraschall-
Applikators 4 an. Eine mögliche Realisierung ist gegeben durch
eine optische Positionserkennung durch Mustererkennung, wie sie
in der Robotertechnik Verwendung findet. Die Erkennung des Ultra
schall-Applikators 4 und damit die Möglichkeit seiner Positions
bestimmung, wie z. B. Ort und Richtung der Längsachse des Wand
lers ist damit möglich.
Eine weitere berührungslose Messung kann durch in Fig. 6 darge
stellte Leuchtdioden 70 erfolgen, die in einer bestimmten An
ordnung am Ultraschall-Applikator 4 befestigt sind. Hier sind
unterschiedliche Leuchtdiodenanordnungen 70 über den Umfang des
Ultraschall-Applikators 4 verteilt, so daß eine eindeutige Zu
ordnung zu der vom Applikator 4 abgetasteten Schnittebene 14
möglich ist. Durch zwei Fernsehkameras bzw. eine Kamera und ein
Spiegelsystem, wobei das Spiegelsystem die zweite Fernsehkamera
ersetzt, kann die Position der Leuchtdioden 70, die nacheinander
in festen Zeitabständen aufleuchten, einfach erkannt und be
stimmt werden. Kamera und Leuchtdioden können in der optischen
Frequenz aufeinander abgestimmt sein. Ferner kann die Zahl und
Anordnung der Leuchtdioden 70 redundant gewählt werden, so daß
eine Positionserkennung des Applikators 4 mittels Rechners durch
Auswertung der aufgenommenen Kamerabilder immer möglich ist,
auch wenn durch die Hand des Benutzers Leuchtdioden 70 abgedeckt
werden sollen.
Eine weitere Möglichkeit zur berührungslosen Positionsbestimmung
des Ultraschall-Applikators 4 ist durch eine Entfernungsmessung,
z. B. durch Ultraschall-Entfernungsmesser, gegeben. Im Prinzip
handelt es sich um eine ähnliche Anordnung wie im Fall der op
tischen Positionsbestimmung mit Hilfe der Leuchtdioden 70. Am
Applikator 4 können z. B. nun zwei oder mehr Sender befestigt
werden, welche auf verschiedenen Frequenzen und/oder zeitlich
nacheinander senden. Anstelle der Kameras kann nun durch Emp
fänger die Position und Richtung der Achse des Ultraschall-
Applikators 4 bestimmt werden.
Bei der berührungslosen Bestimmung der Koordinaten des Ultra
schall-Applikators 4 gilt natürlich, daß ein vorgegebenes Vo
lumen 12 nicht mit Hilfe von Stellmotoren automatisch abgetastet
werden kann, sondern daß hier von Hand die Schnittebenen 14 für
den Volumenscan 12 aufgenommen werden müssen.
Grundsätzlich gilt für alle Arten der Ermittlung der Koordina
ten im Koordinatensystem Ku und für alle möglichen Anordnung zu
deren Realisierung, daß bei automatischen Aufnahmen die Bild
punkte und deren Koordinaten mit Hilfe des Rechners zur gleichen
Zeit abgespeichert werden und der Aufnahmezeitpunkt z. B. der be
züglich der Herzphase vorgegeben werden kann. Damit ist eine ge
naue anatomische Zuordnung der Erregungszentren der biomagne
tischen Signale möglich.
Eine weitere Möglichkeit zur Datenreduktion bei einem vollstän
digen Volumenscan entsteht in einer von Hand vorgegebenen Auf
nahme. Der Untersucher bestimmt dann den Zeitpunkt, wann das
Ultraschallbild aufgenommen wird, so daß nicht für alle Zeit
phasen Bilder aufgenommen werden. Das kann z. B. über einen
Taster geschehen, mit dem der Aufnahmezeitpunkt bestimmt wird.
Über eine EKG-Triggerung des Ultraschallgerätes kann dem Unter
sucher eine entsprechende Hilfe gegeben werden.
Falls die Koordinatenbestimmung durch optische Auslese ge
schieht, können entweder die über die Kamera aufgenommenen
Bilder abgespeichert und später im Rechner ausgewertet werden,
oder aber eine Positionsbestimmung bzw. Koordinatenbestimmung
durch die Auswertung der Kamerabilder findet sofort statt, was
zu einer erheblichen Reduzierung der Datenmenge führt, jedoch
einen schnellen Rechner zur Mustererkennung erfordert.
Wird die Position des Ultraschall-Applikators 4 mit Hilfe des
Stativs 16, des Gelenksarms 42 oder durch berührungslose Ent
fernungsmessung bestimmt, kann die Übertragung der gemessenen
Applikatorpositionen auch nach Ablesen durch eine direkte Ein
gabe Werte in einen Rechner geschehen. Eine automatische Vor
gabe der Abtastebenen 14 über Motorsteuerung ist dann jedoch
nicht mehr möglich, weil in diesem Fall keine Verbindung der
Geber mit der Motorsteuerung besteht.
Die Abtastung des Herzens kann in vorteilhafter Weise auch über
einen Transösophagus-Applikator erfolgen. Zu diesem Zweck ist
der Transösophagus-Applikator mit mindestens drei Spulen ausge
stattet. Durch Aktivierung der Spulen wirken diese als magne
tische Dipole, deren Position durch das biomagnetische Meßsystem
geortet werden kann. Dies ist ohne eine Umlagerung des Patienten
aus den biomagnetischen Meßraum möglich, da die Aufnahme der
Bilder direkt vor oder im Anschluß an die MKG-Messungen durch
geführt werden kann. Das Verfahren gestaltet sich folgender
maßen. Nach dem Einführen des Applikators werden die Spulen
aktiviert und die Positionen mittels des biomagnetischen Systems
bestimmt. Da die Positionen der Spulen in Bezug zu der vom
Applikator 4 abtastbaren Schnittebene oder Bildebene bekannt
sind, kann jetzt die Bildebene des Applikators 4 definiert im
biomagnetischen Koordinatensystem Km verschoben werden und
danach die Schnittebene abgetastet werden. Dabei ist sowohl ein
Volumenscan nach der Variante A als auch ein eingeschränkter
Volumenscan nach der Variante B oder nur die Abtastung einer
Ebene nach der Variante C möglich. Bei der Variante C muß nach
der Bestimmung der Position des Applikators 4 über eine Orts
messung die Bildebene so verschoben werden, daß das gesuchte
Erregungszentrum in der Bildebene liegt. Die Berechnung des
Wertes um welche Strecke das Array im Transösophagus-Applikator
verschoben werden muß, kann durch den Rechner geschehen und z. B.
an einem Bildschirm ausgegeben werden.
Soll nun eine Umgebung eines Erregungszentrums oder sogar nur
die Schnittebene, in der das Erregungszentrum liegt, abgetastet
werden, so kann folgendermaßen vorgegangen werden. Der Ultra
schall-Applikator 4 wird an einem Punkt aufgesetzt, durch den
der Ursprung einer Schnittebene 14 definiert ist, in Fig. 2 durch
Bezugszeichen 72 gekennzeichnet. Durch die Vorgabe z. B. einer
Drehung um zwei Achsen wird nun mit dem Rechner die Drehung um
die dritte Achse berechnet, so daß vorgegebene Erregungszentrum
in der Abtastebene 14 liegt. Um sicherzustellen, daß das gesuch
te Erregungszentrum im aufgenommenen Bildauschnitt liegt, kann
z. B. eine Kopplung des Rechners mit dem Ultraschallgerät erfol
gen, um die Scanform und die Größe und Lage des Bildausschnitts
zu übertragen. Diese Parameter können aber auch von Hand in den
Rechner eingegeben werden.
Die Ausgabe des Winkels, auf den der Ultraschall-Applikator 4
eingestellt werden muß, kann als Zahlenwert oder graphisch auf
einem Bilschirm erfolgen. Bei der graphischen Ausgabe kann z. B.
die Abweichung des Winkels vom Sollwert angezeigt werden. Eine
Möglichkeit dazu ist in Fig. 7 angegeben. Über einer Winkelskala
74 ist der Winkel angegeben, den die Schnittebene einnehmen muß,
damit sie das Erregungszentrum erfaßt. In Fig. 7 ist dieser Soll
winkel mit dem Bezugszeichen 76 versehen. Die Winkelposition der
augenblicklichen Schnittebene 14 ist durch eine zweite Marke 78
(Istwinkel) angezeigt. Der Ultraschall-Applikator 4 wird nun so
verdreht, daß sich die beiden Marken 76 bzw. 78 decken. Damit
ist Winkelübereinstimmung angezeigt. Bei dieser Vorgehensweise
sind bis auf einen Winkel alle anderen Parameter fest vorgege
ben. Die Erweiterung auf zwei oder drei nicht fest vorgegebene
Winkel ist aber ebenso mit der obigen Darstellungsart möglich
und kann mit der beschriebenen Anordnung durchgeführt werden.
Dann muß lediglich die Ausgabe von einem auf zwei bzw. drei
Winkel erweitert werden.
Eine weitere Möglichkeit für eine graphische Ausgabe besteht in
einer 3D-Darstellung der Scanebene des zu suchenden Punktes. In
der Fig. 8 ist dies z. B. für einen Sektorscan dargestellt. Die
3D-Darstellung der Schnittebene 14 trägt das Bezugszeichen 80,
das vorgegebene Erregungszentrum ist durch das Bezugszeichen 82
gekennzeichnet. Der Ultraschall-Applikator 4 wird um die Achsen
so verdreht, daß das Erregungszentrum 82 in der Schnittebene 14
bzw. 3D-Darstellung der Schnittebene 80 liegt. Auf dem Bild
schirm kann dies graphisch noch besonders hervorgehoben werden,
indem die Punktmarkierung 82 geändert wird, wenn das Erregungs
zentrum in der Schnittebene zu liegen kommt.
Nach dem Auffinden der Schnittebene, welche das gesuchte Erre
gungszentrum 82 enthält, kann das Bild entweder auf einen Rech
ner übernommen und dort auf einen Imager ausgegeben werden, wo
bei der Punkt durch ein Zeichen graphisch markiert wird. Eben
falls kann das Erregungszentrum 82 durch entsprechende Zeichen
direkt im Ultraschallbild des Gerätes dargestellt werden. Mit
Hilfe eines Tasters, auf dessen Betätigung hin das Bild ge
speichert wird, bestimmt der Untersucher auch hier wieder den
Zeitpunkt der Aufnahme.
Claims (22)
1. Verfahren zur ortsrichtigen Zuordnung der Erregungszentren
von biomagnetischen Signalen in einem Untersuchungsgebiet mit
anatomischer Struktur zu einer Bilddarstellung der anatomischen
Struktur mit folgenden Schritten: die mit Hilfe eines biomagne
tischen Meßsystems ermittelten Erregungszentren der biomagneti
schen Signale liegen in einem ersten Koordinatensystem (Km) vor;
die mit Hilfe eines Ultraschall-Applikators (4) gewonnenen Bild
signale liegen in einem zweiten Koordinatensystem (Ku) vor; Mar
kierungspunkte (8) liegen im Untersuchungsgebiet oder an einer
für den Ultraschall-Applikator (4) zugänglichen Oberfläche des
Untersuchungsgebietes, wobei deren Lage in beiden Koordinaten
systemen (Km, Ku) bekannt ist; die beiden Koordinatensysteme
(Km, Ku) werden so transformiert, daß sich alle Markierungspunkte
(8) decken; die Lage jedes Erregungszentrums wird im Ultraschall
bild mit einem Zeichen angezeigt.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekenn
zeichnet, daß die Koordinaten der Erregungszentren
im ersten Koordinatensystem (Km) in die Koordinaten des zweiten
Koordinatensystems (Ku) transformiert werden.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch ge
kennzeichnet, daß die Koordinatensysteme (Km, Ku)
parallel zueinander angeordnet sind und daß die Lage von min
destens einem Markierungspunkt (8) bekannt ist.
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch
gekennzeichnet, daß die Koordinatensysteme (Km,
Ku) bliebig zueinander angeordnet sind und daß die Lage von
mindestens drei Markierungspunkten (8) bekannt ist, die jedoch
nicht auf einer Linie liegen.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch
gekennzeichnet, daß die Markierungspunkte (8)
an einer für den Ultraschall-Applikator (4) zugänglichen Ober
fläche des Untersuchungsgebietes liegen, daß die Lage mindestens
eines Markierungspunktes (8) im ersten Koordinatensystem (Km)
mit Hilfe des biomagnetischen Meßsystems ermittelt wird, daß
eine Hilfsmarke (10), deren Koordinaten im zweiten Koordinaten
system (Ku) erfaßt werden, mit dem Markierungspunkt (8) bzw. den
Markierungspunkten im Deckung gebracht wird und daß bei Deckungs
gleichheit die Koordinaten der Hilfsmarke (8) im zweiten Koordi
natensystem (Ku) den entsprechenden Koordinaten der vorhandenen
Markierungspunkte (8) im ersten Koordinatensystem (Km) zugeord
net werden.
6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch
gekennzeichnet, daß die Markierungspunkte (8)
durch elektrische Spulen realisiert sind, die zur Ermittlung
ihrer Koordinaten im ersten Koordinatensystem (Km) erregt werden.
7. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekenn
zeichnet, daß die Hilfsmarke (10) am Ultraschall-
Applikator (4) angeordnet ist.
8. Verfahren zur ortsrichtigen Zuordnung der Erregungszentren
von biomagnetischen Signalen in einem Untersuchungsgebiet mit
anatomischer Struktur zu einer Bilddarstellung der anatomischen
Struktur mit folgenden Schritten: die mit Hilfe eines biomagne
tischen Meßsystems ermittelten Erregungszentren der biomagneti
schen Signale liegen in einem ersten Koordinatensystem (Km) vor;
die mit Hilfe eines Ultraschall-Applikators (4) gewonnenen Bild
signale liegen in einem zweiten Koordinatensystem vor; die Lage
des Untersuchungsgebiets bei der Ermittlung der Bildsignale ist
gegenüber der Lage des Untersuchungsgebietes bei der Ermittlung
der Erregungsorte unverändert; die beiden Koordinatensysteme
(Km, Ku) sind fest zueinander angeordnet; ein Koordinatensystem
(z. B. Ku) wird in Bezug auf das andere Koordinatensystem (z. B.
Km) kalibriert, so daß sich beide Koordinatensysteme (Km, Ku)
decken; die Lage jedes Erregungsortes wird im Ultraschallbild
mit einem Zeichen angezeigt.
9. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch
gekennzeichnet, daß der Ultraschall-Applikator
(4) mit einem Gestänge (16, 42) verbunden ist, wobei der Ultra
schall-Applikator (4) über das Gestänge (16, 42) in allen drei
Raumrichtungen beweglich ist.
10. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekenn
zeichnet, daß die Koordinaten der Hilfsmarke (10) und
die Koordinaten der Lage der Schnittebene (14) im zweiten
Koordinatensytem (Ku) über am Gestänge (6) angeordnete Winkel
geber ermittelt werden.
11. Verfahren nach Anspruch 9 oder 10, dadurch ge
kennzeichnet , daß die Koordinaten teilweise mit am
Gestänge (6) angeordneten linearen Weggebern ermittelt werden.
12. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch
gekennzeichnet, daß eine Verschiebung des Ul
traschall-Applikators (4) mit Hilfe von Stellmotoren erfolgt.
13. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch
gekennzeichnet, daß eine Verdrehung des Ultra
schall-Applikators (4) mit Hilfe von Stellmotoren erfolgt.
14. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekenn
zeichnet, daß die Koordinaten der Hilfsmarke und die
Koordinaten der Lage der Schnittebene im zweiten Koordinaten
system (Ku) über eine berührungslose Positionserkennung aufge
nommen werden.
15. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekenn
zeichnet, daß die Koordinaten der Lage der Schnitt
ebene im zweiten Koordinatensystem (ku) über eine berührungs
lose Positionserkennung aufgenommen werden.
16. Verfahren nach Anspruch 14 oder 15, dadurch ge
kennzeichnet, daß die berührungslose Positionser
kennung mit optischen Mitteln (70) erfolgt.
17. Verfahren nach Anspruch 16, dadurch gekenn
zeichnet, daß die Positionserkennung mit am Ultra
schall-Applikator angeordneten Leuchtdioden (70) erfolgt, deren
Position mit Hilfe von zwei Fernsehkameras bestimmt wird.
18. Verfahren nach Anspruch 16, dadurch gekenn
zeichnet, daß die Positionserkennung mit am Ultra
schall-Applikator (4) angeordneten Leuchtdioden (70) erfolgt,
deren Position mit Hilfe von einer Fernsehkamera und einem
Spiegel ermittelt wird.
19. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 18, dadurch
gekennzeichnet, daß vom Untersuchungsgebiet
mehrere Ultraschallschnittbilder (14) erzeugt werden, deren Er
stellung durch ein periodisches Körpersignal getriggert wird.
20. Verfahren nach einem der Ansprüche 1, 4, 8, 15, 19, da
durch gekennzeichnet, daß der Ultra
schall-Applikator (4) als Transösophagus-Applikator ausgebildet
ist, daß die Position der vom Transösophagus-Applikators ab
tastbaren Schnittebenen in Bezug auf das erste Koordinatensystem
(Km) über mindestens drei an verschiedenen Orten des Transöso
phagus-Applikators angeordneten Spulen mit Hilfe des biomagne
tischen Meßsystems ermittelt wird.
21. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 20, dadurch
gekennzeichnet, daß die Koordinatenwerte der
Lage der Schnittebene (14), in der ein Erregungszentrum liegt,
auf einem Bildschirm angezeigt werden, daß die Koordinatenwerte
der Lage der vom Ultraschall-Applikator abtastbaren Schnittebene
auf dem Bildschirm angezeigt werden und daß der Ultraschall-
Applikator so über das Untersuchungsgebiet bewegt wird, daß die
Lagekoordinaten der beiden Schnittebenen gleich sind.
22. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 20, dadurch
gekennzeichnet, daß die Lage der Schnittebene
und die Lage eines Erregungszentrums in einer 3D-Darstellung
(80 bzw. 76) erfolgt, und daß der Erregungsort besonders hervor
gehoben wird, wenn er nach einer Änderung der Lage der Schnitt
ebene (80) in der Schnittebene (80) liegt, und daß dann ein
Ultraschallbild dieser Schnittebene (80) erstellt wird, wobei
die Lage des Erregungsortes im Ultraschallbild mit dem Zeichen
angezeigt wird.
Priority Applications (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE4029581A DE4029581A1 (de) | 1990-09-18 | 1990-09-18 | Verfahren zur ortsrichtigen anatomischen zuordnung der erregungszentren von biomagnetischen signalen |
EP91915794A EP0549625A1 (de) | 1990-09-18 | 1991-09-16 | Verfahren und vorrichtung zur ortsrichtigen anatomischen zuordnung der erregungszentren von biomagnetischen signalen |
PCT/DE1991/000731 WO1992004862A1 (de) | 1990-09-18 | 1991-09-16 | Verfahren und vorrichtung zur ortsrichtigen anatomischen zuordnung der erregungszentren von biomagnetischen signalen |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE4029581A DE4029581A1 (de) | 1990-09-18 | 1990-09-18 | Verfahren zur ortsrichtigen anatomischen zuordnung der erregungszentren von biomagnetischen signalen |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE4029581A1 true DE4029581A1 (de) | 1992-03-19 |
Family
ID=6414486
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE4029581A Withdrawn DE4029581A1 (de) | 1990-09-18 | 1990-09-18 | Verfahren zur ortsrichtigen anatomischen zuordnung der erregungszentren von biomagnetischen signalen |
Country Status (3)
Country | Link |
---|---|
EP (1) | EP0549625A1 (de) |
DE (1) | DE4029581A1 (de) |
WO (1) | WO1992004862A1 (de) |
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE4306037A1 (de) * | 1993-02-26 | 1994-09-08 | Siemens Ag | Gerät und Verfahren zum Verknüpfen mindestens eines aus einem Elektrokardiogramm lokalisierten Zentrums intrakardialer Aktivität mit einem Ultraschall-Schnittbild |
DE10328765A1 (de) * | 2003-06-25 | 2005-02-03 | aviCOM Gesellschaft für angewandte visuelle Systeme mbH | Vorrichtung und Verfahen zur Verbindung der Darstellung des elektrischen Herzfeldes mit der Darstellung des zugehörigen Herzens |
DE102007046700A1 (de) * | 2007-09-28 | 2009-04-16 | Siemens Ag | Ultraschallvorrichtung |
DE19827245B4 (de) * | 1997-06-20 | 2011-08-11 | Hitachi, Ltd. | Biomagnetfeld-Messvorrichtung |
DE102022206137A1 (de) | 2022-06-20 | 2023-12-21 | Auckland Uniservices Limited | Ultraschallsystem, Verfahren zum Aufnehmen eines 3D- und/oder 4D-Ultraschallbilds, und Computerprogrammprodukt |
Families Citing this family (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
FR2694880A1 (fr) * | 1992-07-31 | 1994-02-25 | Univ Joseph Fourier | Procédé de détermination de la position d'un organe. |
FR2694881B1 (fr) * | 1992-07-31 | 1996-09-06 | Univ Joseph Fourier | Procede de determination de la position d'un organe. |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
GB2030698A (en) * | 1978-07-24 | 1980-04-10 | Radiologie Cie Gle | Medical diagnostic apparatus using combined X-ray and ultrasonic wave measurements |
DE3220490A1 (de) * | 1981-06-04 | 1982-12-30 | Instrumentarium Oy, 00101 Helsinki | Diagnoseapparat |
DE3725532A1 (de) * | 1987-07-31 | 1989-02-09 | Siemens Ag | Verfahren zur biomagnetischen lokalisierung einer quelle elektrischer aktivitaet im menschlichen koerper |
EP0371156A1 (de) * | 1988-11-28 | 1990-06-06 | Siemens Aktiengesellschaft | Anordnung zur Messung von im Körper eines Patienten örtlich und zeitabhängig auftretenden schwachen biomagnetischen Feldern |
Family Cites Families (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4793355A (en) * | 1987-04-17 | 1988-12-27 | Biomagnetic Technologies, Inc. | Apparatus for process for making biomagnetic measurements |
EP0301359A1 (de) * | 1987-07-30 | 1989-02-01 | Siemens Aktiengesellschaft | Vorrichtung zur geometrischen Zuordnung von Informationen, die von einem Gegenstand in zwei Untersuchungsgeräten gewonnen sind |
US4896673A (en) * | 1988-07-15 | 1990-01-30 | Medstone International, Inc. | Method and apparatus for stone localization using ultrasound imaging |
-
1990
- 1990-09-18 DE DE4029581A patent/DE4029581A1/de not_active Withdrawn
-
1991
- 1991-09-16 EP EP91915794A patent/EP0549625A1/de not_active Withdrawn
- 1991-09-16 WO PCT/DE1991/000731 patent/WO1992004862A1/de not_active Application Discontinuation
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
GB2030698A (en) * | 1978-07-24 | 1980-04-10 | Radiologie Cie Gle | Medical diagnostic apparatus using combined X-ray and ultrasonic wave measurements |
DE3220490A1 (de) * | 1981-06-04 | 1982-12-30 | Instrumentarium Oy, 00101 Helsinki | Diagnoseapparat |
DE3725532A1 (de) * | 1987-07-31 | 1989-02-09 | Siemens Ag | Verfahren zur biomagnetischen lokalisierung einer quelle elektrischer aktivitaet im menschlichen koerper |
EP0371156A1 (de) * | 1988-11-28 | 1990-06-06 | Siemens Aktiengesellschaft | Anordnung zur Messung von im Körper eines Patienten örtlich und zeitabhängig auftretenden schwachen biomagnetischen Feldern |
Non-Patent Citations (6)
Title |
---|
1-145052 A. C-633, Sept. 6, 1989, Vol.13/No.402 * |
ABRAHAM-FUCHS, Klaus * |
et.al.: High-resolution magnetic mapping of PR-interval phenomena of normal sub- jects. In: Medical & Biological Engineering & Computing, 26, 1988, S.130-135 * |
et.al.: MCG Inverse Solution: Influence of Coil Size, Grid Size, Number of Coils, and SNR. In: IEEE Trans.on Biomed.Eng. Vol.35, No.8, 1988, S.573-576 * |
Patents Abstracts of Japan: 1-151438 A. C-635, Sept.13, 1989, Vol.13/No.414 * |
VOORDE, B.J. * |
Cited By (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE4306037A1 (de) * | 1993-02-26 | 1994-09-08 | Siemens Ag | Gerät und Verfahren zum Verknüpfen mindestens eines aus einem Elektrokardiogramm lokalisierten Zentrums intrakardialer Aktivität mit einem Ultraschall-Schnittbild |
DE19827245B4 (de) * | 1997-06-20 | 2011-08-11 | Hitachi, Ltd. | Biomagnetfeld-Messvorrichtung |
DE10328765A1 (de) * | 2003-06-25 | 2005-02-03 | aviCOM Gesellschaft für angewandte visuelle Systeme mbH | Vorrichtung und Verfahen zur Verbindung der Darstellung des elektrischen Herzfeldes mit der Darstellung des zugehörigen Herzens |
DE10328765B4 (de) * | 2003-06-25 | 2005-11-24 | aviCOM Gesellschaft für angewandte visuelle Systeme mbH | Vorrichtung und Verfahren zur Verbindung der Darstellung des elektrischen Herzfeldes mit der Darstellung des zugehörigen Herzens |
DE102007046700A1 (de) * | 2007-09-28 | 2009-04-16 | Siemens Ag | Ultraschallvorrichtung |
US8535230B2 (en) | 2007-09-28 | 2013-09-17 | Siemens Aktiengesellschaft | Ultrasound device |
DE102022206137A1 (de) | 2022-06-20 | 2023-12-21 | Auckland Uniservices Limited | Ultraschallsystem, Verfahren zum Aufnehmen eines 3D- und/oder 4D-Ultraschallbilds, und Computerprogrammprodukt |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
EP0549625A1 (de) | 1993-07-07 |
WO1992004862A1 (de) | 1992-04-02 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
DE60010309T2 (de) | Verfahren zur echtzeitdarstellung von medizinischen bildern | |
DE69721045T2 (de) | Vorrichtung und verfahren zur darstellung von ultraschallbildern | |
DE69432961T2 (de) | Anordnung zur Bestimmung der gegenseitigen Lage von Körpern | |
DE69826421T2 (de) | Bildgesteuerte Eingriffsverfahren | |
DE69133548T2 (de) | System zum Anzeigen einer Stelle in dem Körper eines Patienten | |
US6052611A (en) | Frameless stereotactic tomographic scanner for image guided interventional procedures | |
EP1088514B1 (de) | Verfahren und Anordnung zur Bestimmung der Position eines medizinischen Instruments | |
DE69829161T2 (de) | Stereotaktische Zieleinrichtung | |
DE69022063T2 (de) | Lokal angreifendes interaktives system innerhalb einer nichthomogenen struktur. | |
DE69030926T2 (de) | Sondenkorrelierte anzeige von anatomischen bilddaten | |
DE102006026490B4 (de) | Radiotherapievorrichtung mit Angiographie-CT-Vorrichtung | |
WO2016026758A1 (de) | Steuerung der positionierung eines scanbereichs einer medizintechnischen bildgebenden anlage | |
EP1199031A2 (de) | Röntgenfreies intravaskuläres Lokalisierungs- und Bildgebungsverfahren | |
WO2008142172A2 (de) | Bilderzeugungsapparat und -methode zur nuklearbildgebung | |
DE102008016286A1 (de) | System und Verfahren zum Verfolgen eines Atemzyklus eines Objektes | |
DE102005046824A1 (de) | Systeme, Verfahren und Vorrichtungen zur dualen Mammographie-Bildgebung | |
DE102005048853A1 (de) | Bildgebende medizinische Modalität | |
DE102005053994A1 (de) | Diagnosevorrichtung für kombinierte und/oder kombinierbare radiographische und nuklearmedizinische Untersuchungen sowie entsprechendes Diagnoseverfahren | |
DE102008037424A1 (de) | Verbessertes System und Verfahren für auf Volumen basierende Registrierung | |
DE19751761A1 (de) | System und Verfahren zur aktuell exakten Erfassung von Behandlungszielpunkten | |
DE102010047155A1 (de) | Synchronisierung für Mehrrichtungs-Ultraschallabtastung | |
DE3041112A1 (de) | Ultraschallabbildungssystem | |
DE102005045093A1 (de) | Verfahren zur Lokalisation eines in den Körper eines Untersuchungsobjekts eingeführten medizinischen Instruments | |
EP1110102A1 (de) | Verfahren und vorrichtung zur aufnahme von ultraschallbildern | |
DE4029829C2 (de) |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
OM8 | Search report available as to paragraph 43 lit. 1 sentence 1 patent law | ||
8139 | Disposal/non-payment of the annual fee |