DE69231126T2

DE69231126T2 - Vorrichtung zur positionsanzeige mittels ultraschall

Info

Publication number: DE69231126T2
Application number: DE69231126T
Authority: DE
Inventors: David Lyons; David Vilkomerson
Original assignee: Catheter Technology Corp
Current assignee: Catheter Technology Corp
Priority date: 1991-03-22
Filing date: 1992-03-05
Publication date: 2001-02-15
Anticipated expiration: 2012-03-06
Also published as: EP0576543A4; DE69231126D1; EP0576543B1; WO1992016148A1; JPH06511396A; US5161536A; EP0576543A1

Description

Technisches Gebiet der Erfindung

Diese Erfindung bezieht sich auf Ultraschallbildverarbeitungssysteme zum Lokalisieren der Position eines Objekts innerhalb eines Körpers, beispielsweise eines medizinischen Geräts, wie einem Katheter, in einem lebenden Körper.

Technischer Hintergrund

Die genaue Positionierung eines Katheters oder eines anderen medizinischen Geräts wurde in den vergangenen Jahren für die Behandlung einer Vielzahl von Krankheiten wichtig, beispielsweise für die Ballonangioplastie koronarer und peripherer Arterien. Es gibt viele neue Verwendungen, die die Notwendigkeit einer präzisen Katheterplazierung erhöhen, welche die in der Prostata ausgeführte Erweiterung einer Verengung, eine selektive Infusion von Medikamenten in spezielle Stellen und eine Unmenge weiterer Anwendungen einschließen. Eine Katheterplazierung wurde zumeist ausschließlich unter Röntgenleitung ausgeführt. Bei derartigen Techniken wird das Kontrastmedium durch das Katheter geschickt, während es durch Röntgenstrahlfluoroskopie beobachtet wird, wobei sich das Kontrastmittel durch den Katheter bewegt und der Strahl an der Spitze den Ort anzeigt. Der Arzt, häufig ein "Interventionsradiologe" ist, führt das Katheter zwischen den Röntgenansichten. Die Einschränkungen bei der Katheterplazierung durch Röntgenstrahlen umfassen die Sicherheitsprobleme wegen der Röntgendosierung, die durch den Patienten und den Arzt aufgenommen wurde, und die Kontrastmittelbelastung für die Niere des Patienten. Andere Einschränkungen beziehen sich auf die Notwendigkeit, daß die Prozedur in einem speziellen Raum stattfindet, und die Notwendigkeit eines Radiologen, der während der Prozedur außerdem anwesend sein muß. Wie man feststellen kann, bringen beide Anforderungen Schwierigkeiten und erhöhen die Kosten der Prozedur.
Eine Ultraschallbildgebung kann exzellente Bilder der Blutgefäße und Prostataharnröhre zur Verfügung stellen, in welchen diese Prozeduren stattfinden. Zusätzlich zum Sichtbarmachen der Gefäße, gestattet die Doppler-Fähigkeit der Ultraschallbildgebung Messungen des durch den Katheter erreichten Flusses, was das Verstärken oder Vermindern des Flusses anbetrifft. Es gab kein zuverlässiges Verfahren des Lokalisierens der Position eines Katheters durch Ultraschallabbildung. Dies beruht darauf, daß, während sich der Katheter in dem Gefäß bewegt, das Ultraschallbild des Katheters von dem Winkel des Katheters zum Ultraschallstrahl abhängt. Ein Abschnitt von ihm wird sichtbar, aber welcher Abschnitt und wann er sichtbar wird, hängt von dem exakten Pfad des abgebildeten Gefäßes und dem speziellen Ort einer beschallenden Ultraschallquelle ab. Aus diesen Gründen verwendet niemand Ultraschall, um zu versuchen, einen Ballon- Katheter beispielsweise innerhalb einer peripheren Arterie genau anzuordnen, obwohl die Arterie und die Blockierung durch die Ultraschallbilder sichtbar sind. Im Stand der Technik war die Verwendung der Ultraschallabbildung zum Lokalisieren der Spitze einer Nadel bekannt.
Es wird Bezug genommen auf das am 10. Februar 1981 an David H. R. Vilkomerson ausgegebene US-Patent 4,249,539 mit dem Titel ULTRASOUND NEEDLE TIP LOCALIZATION SYSTEM. Dieses Patent beschreibt ein Mittel zum Lokalisieren einer Nadelspitze unter Verwendung eines Ultraschallabbildungssystems. Die Einrichtung besteht aus einem kleinen Wandler, dessen Ort bestimmt werden sollte, der den gesendeten Impuls eines Ultraschallabbildungssystems empfängt und ihn zurück an das Abbildungssystem sendet, um seinen Ort anzuzeigen. Insbesondere beschrieb das Patent das Verfahren, wodurch das zurückgegebene Signal elektronisch erzeugt und direkt an das Bildverarbeitungssystem statt akustisch durch den Körper zurückgegeben wurde. Allgemeinere Verwendungen dieser Technik, beispielsweise zum Lokalisieren von in eine Arterie eindringenden Geräten mit Hilfe von dem Katheter getragenen Wand lern, werden erwogen. Derartige Verwendungen erfordern ein genaues Verfahren zum Anzeigen der Position des lokalisierten Wandlers. Der beschriebenen Technik hafteten verschiedene Probleme an. Bei dem in dem Patent beschriebenen Verfahren wurde ein Komparator benutzt, um das mit einem Referenzpegel verglichene empfangene Signal zu messen. Wenn das empfangene Signal höher war, würde der Apparat einen Impuls erzeugen, der, nachdem er um eine Zeitdauer verzögert wurde, die gleich derjenigen ist, die beim Ausbreiten von dem Ultraschallsystem zu dem Wandler vergeht (das heißt, einer Simulation der Zeit, die von einem durch den lokalisierenden Wandler reflektierten Impuls erforderlich wäre, sofern eine direkte Reflexion verwendet würde), in den Signalstrom des Ultraschallabbildungssystems eingefügt wurde, wodurch ein Erscheinen eines "Flecks" am Ort des Wandlers bewirkt wurde. Ein Problem bei diesen Verfahren besteht darin, daß der Referenzpegel ständig neu eingestellt werden muß für variierende Signalpegel. Wenn der sendende Wandler sich in der Nähe des lokalisierenden Wandlers befindet, überschreiten nicht nur die Hauptkeule sondern auch die Seitenkeulen des Abbildungssstrahls den Referenzpegel, was das Erscheinen eines "Flecks" in verschiedenen Strahlpositionen des Bildes bewirkt, was zu einem Verschmieren des Bildes führt.
Sofern der Referenzpegel verringert wird, um die einzige Strahlposition zu gewinnen, die das Zentrum des Abbildungsstrahls darstellt und welche den genausten Ort des lokalisierenden Wandlers erzeugt, kann eine leichte Änderung der Position den Signalpegel an dem lokalisierenden Wandler weit genug reduzieren, um jegliches Signal zu beseitigen, womit der "Fleck" gelöscht wird. So erforderte der Stand der Technik die Notwendigkeit einer kontinuierlichen Neueinstellung des Referenzpegels, um eine Lokalisierung zu erreichen, was ein schwerwiegender Nachteil für den Systembetrieb ist. Bezüglich dieser speziellen Technik siehe außerdem einen Artikel mit dem Titel ULTRASONICALLY MARKED CATHETER - A METHOD FOR POSITIVE ECHOGRAPHIC CATHETER POSITION IDENTIFICATION von B. Breyer, et al., veröffentlicht in The Medical and Biological Engineering and Computing Journal, Mai 1984, S. 268-271. Wie man aus diesem Artikel erkennt, hat das beschriebene System die oben genannten Nachteile.
Es ist folglich eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine bei einem Ultraschallsystem zu benutzende Einrichtung zur Verfügung zu stellen, welche die Notwendigkeit der Neueinstellung jeglicher Art beseitigt, während sie eine optimale Lokalisierung der Position des empfangenden Wandlers erreicht.
Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein genaues und verbessertes System zum Bestimmen der Position eines Ultraschallwandlers zur Verfügung zu stellen.

Offenbarung der Erfindung

Die vorliegende Erfindung ist auf eine Einrichtung gerichtet, wie sie im Anspruch 1 definiert ist.

Kurzbeschreibung der Zeichnungen

Fig. 1 ist eine Blockdarstellung eines Ultraschallabbildungssystems, das eine Verarbeitungsschaltung gemäß dieser Erfindung enthält.
Fig. 2 ist ein detailliertes Blockschaltbild einer Ultraschallpositionsanzeigeeinrichtung nach einem Ausführungsbeispiel dieser Erfindung.
Fig. 3 ist ein detailliertes Blockschaltbild einer Ultraschallpositionsanzeigeeinrichtung nach einem weiteren Ausführungsbeispiel dieser Erfindung.
Fig. 4 ist ein Ablaufdiagramm, das beim Beschreiben eines Betriebsmodus eines anderen Aspekts dieser Erfindung nützlich ist.
Fig. 5 ist ein detailliertes Blockschaltbild einer alternativen Lösung zum Lokalisieren eines Wandlers gemäß dieser Erfindung.
Fig. 6 ist ein zeitliches Signalformdiagramm, das die Feuer-Impulse zeigt, die bei dieser Erfindung benutzt werden.
Fig. 7 ist ein Format, daß das Layout des Speicherarrays zeigt, das bei dieser Erfindung nützlich ist.
Fig. 8A und 8B sind Diagramme, die die Operation eines Wandlers zeigen, auf den Ultraschallwellen auftreffen.
Fig. 9 ist ein Ablaufdiagramm, das die von diesem System ausgeführte Betriebssequenz zeigt.
Fig. 10 ist ein weiteres Ablaufdiagramm, das bei der Beschreibung des Feuer-Interrupt-Modus, der von diesem System implementiert wird, nützlich ist.
Fig. 11 ist ein Ablaufdiagramm, das beim Beschreiben eines Rahmen-Interrupt-Modus nützlich ist.
Fig. 12 ist ein Ablaufdiagramm, das beim Beschreiben des Betriebs des Rahmen-Interrupt-Modus nützlich ist.

Beste Ausführungsform der Erfindung

Es wird jetzt auf Fig. 1 Bezug genommen, in der eine einfache Blockdarstellung eines Ultraschallabbildungssystems gezeigt ist, das bei der vorliegenden Erfindung benutzt wird. Das Ultraschallabbildungssystem enthält eine Anzeige 21, die es dem Praktizierenden oder Benutzer des Systems gestattet, den abgerasterten Abschnitt des Körpers eines Patienten sichtbar zu machen. Ultraschallabbildungssysteme wurden in breitem Umfang bei medizinischen Anwendungen benutzt, da derartige Systeme eine Abbildung innerer Strukturen des Körpers ohne die Verwendung schädlicher Formen von Strahlung ermöglichen. Wie zu sehen ist, ist dem Ultraschallabbildungssystem 20 ein Abtastkopf 10 zugeordnet. Der Abtastkopf 10 ist eine von Hand gehaltene Einheit, welche der Arzt manuell über den Körper eines Patienten bewegt, um dadurch eine Bildgewinnung in Übereinstimmung mit einem bestimmten Leiden oder einer Beschwerde auszuführen. Wie es im Stand der Technik bekannt ist, ist es bei von Hand gehaltenen Abtastern, wie beispielsweise 10, die Ultraschall benutzen, wünschenswert, ein klares Abtastbild des Volumens des untersuchten Gewebes zur Verfügung zu stellen. Das Abtastbild oder die Anzeige werden, wie zuvor angegeben, auf einer Anzeige 21 präsentiert. Wie es in Fig. 1 gezeigt ist, stellt der handgehaltene Abtaster 10 einen Strahl von Ultraschallwellen 14 zur Verfügung, wobei dieser Strahl in den Körper 15 eines typischen zu untersuchenden Patienten gerichtet ist. Wie angezeigt, ist es ein Wunsch, den Ultraschall zu benutzen, um das Voranschreiten eines Katheters zu verfolgen, welcher in eine Arterie, Vene oder ein anderes Körperteil eines zu untersuchenden Patienten eingebracht werden kann. Derartige Katheter werden in breitem Umfang benutzt. Wie es in der Figur zu sehen ist, wird ein Katheter 12 in eine Arterie 11 eines Patienten eingeführt und von einem Praktizierenden bewegt. Wie zu sehen ist, zeigt die Anzeige 21 die Arterie ebenso wie den Katheter auf eine herkömmliche Weise an. Um den Katheter zu lokalisieren, so daß der Arzt beim Betrachten der Anzeige 21 in der Lage ist, das Vorrücken des Katheters zu bestimmen, ist ein Wandler 13 gezeigt, welcher auf dem Katheter befestigt ist und in der Lage ist, ein elektrisches Signal zur Verfügung zu stellen, wenn Ultraschallwellen auf die Oberfläche des Wandlers auftreffen. Auf diese Weise wird das von dem Wandler 13 bereitgestellte elektrische Signal über eine Leitung 16 an den Eingang eines empfangenden Verarbeitungsschaltungsmoduls 19 gerichtet. Das Schaltungsmodul 19 bildet, wie es gezeigt ist, zu dem Ultraschallbildverarbeitungssystem über ein Eingabekabel 18 eine Schnittstelle und das Ultraschallbildverarbeitungssystem bildet zu der empfangenden Verarbeitungsschaltung über ein Kabel 17 eine Schnittstelle. Es sei ferner angemerkt, daß die Kopplung durch viele verschiedene Techniken ausgeführt werden kann, wie beispielsweise elektromagnetische oder elektrostatische Kopplung. Auf diese Weise kann man beispielsweise die von dem Abtastkopf 10 zu dem Ultraschallbildverarbeitungssystem führenden Leitungen koppeln, ohne tatsächlich eine direkte Verbindung zu der Leitung herzu stellen, indem man dies mit Hilfe elektromagnetischer Koppler und dergleichen ausführt. Die Kopplung kann auch akustisch sein, indem der Wandler 13 als Transponder verwendet wird. Wie näher erläutert wird, ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen Arzt in die Lage zu versetzen, genau den Ort des Katheters 12 in Bezug auf das vordere Ende des Katheters auf der Anzeige wahrzunehmen. Dementsprechend bestimmt das System die Position des Wandlers 13, welcher an einer vorgegebenen Position auf dem Katheter angeordnet ist. So stellt die empfangende Verarbeitungsschaltung 19, wie erläutert werden wird, Signale an das Ultraschallbildverarbeitungssystem zur Verfügung, welche den exakten Ort des Katheters bestimmen und die Anzeige veranlassen, diesen Ort so anzuzeigen, daß der Arzt genau weiß, wohin der Katheter bewegt wird und welche Position der Katheter hat. Der Wandler 13 beispielsweise kann von der Art eines Wandlers sein, die in der parallel anhängigen Patentanmeldung mit dem Titel ANNULAR ULTRASONIC TRANSDUCERS EMPLOYING CURVED SURFACES USEFUL IN CATHETER LOCALIZATION, angemeldet am 15. Oktober 1990 unter der Seriennummer 597,508 und später als WO-A-92- 06637 veröffentlicht, beschrieben ist, welche Teil des Standes der Technik ist, wie er in Art. 54(3) EPC definiert ist, und auf den Inhaber der vorliegenden Anmeldung übertragen wurde. Bevor das spezielle System gemäß der Erfindung beschrieben wird, soll eine kurze Beschreibung des Betriebs in Verbindung mit der Blockdarstellung gemäß Fig. 1 gegeben werden.
Wie gezeigt, emittiert der handgehaltene Abtaster 10 Ultraschallwellen 14, welche im wesentlichen auf den Wandler 13 auftreffen und den Wandler 13 veranlassen, ein elektrisches Signal zu erzeugen. Dieses Signal wird entlang des Drahtes 16 gesendet, von dem es durch die empfangende Verarbeitungsschaltung 19 empfangen wird. Die empfangende Verarbeitungsschaltung 19 ist in der Lage, die exakte Position des Wandlers und folglich des Katheters in Bezug auf das von dem Bildverarbeitungssystem 20 angezeigte Bild zu bestimmen.
So erzeugt dann die empfangende Verarbeitungsschaltung ein elektrisches Signal, welches an das Ultraschallbildverarbeitungssystem gerichtet wird, und bewirkt, daß der Ort des Wandlers 13 auf der Anzeige deutlich angezeigt wird. Dies kann dadurch erfolgen, daß die Intensität der Anzeige an diesen Ort erhöht wird oder daß ein Symbol zur Verfügung gestellt wird, oder daß die Anzeige ein- und ausgeschaltet wird, oder durch zahlreiche andere Techniken einschließlich des Hinzufügens einer abweichenden Farbe zu der Anzeige, um den Ort des Wandlers anzuzeigen. Durch Kenntnis des Ortes des Wandlers in Bezug auf den Katheter, beispielsweise wieviel Zoll er von der Spitze des Katheters entfernt ist oder aber im Zentrum des Katheters ist, kennt somit der Arzt sofort den Ort des Katheters durch Betrachten der Anzeige. Für ein allgemeines Verständnis des Ultraschallbildverarbeitungsgeräts einschließlich eines speziellen handgehaltenen Abtasters wird auf das US-Patent 4,508,122 mit dem Titel ULTRASONIC SCANNING APPARATUS AND TECHNIQUES, ausgegeben am 02. April 1985 auf B. Gardineer et al. und auf Ultramed, Inc. aus New Jersey übertragen, Bezug genommen. Wie erläutert werden wird, schafft die vorliegende Erfindung eine Darstellung des Ortes des dem Katheter zugeordneten Wandlers, die es dem System ermöglicht, das empfangene Signal über dem gesamten Einzelbild zu bewerten, so daß das genaueste lokalisierende Bild gewonnen und in die aktuelle Anzeige eingebracht wird. So besteht kein Erfordernis für eine Neueinstellung irgendwelcher Art, um die optimale Lokalisierung der Position des empfangenden Wandlers zu erreichen, und keines der sich im Stand der Technik zeigenden Probleme ist bei dem System gemäß der vorliegenden Erfindung vorhanden. Es wird auf Fig. 2 Bezug genommen, in der ein Blockschaltbild eines Katheterlokalisierungssystems gemäß dieser Erfindung gezeigt ist. Gemäß Fig. 2 arbeitet das Katheterlokalisierungssystem bei einem Ultraschallsystem, welches es der Schaltung im wesentlichen gestattet, eine Schnittstelle zu dem in einem derartigen System enthaltenen vorhandenen Abtastkonverter zu bilden. Die meisten Ultraschallsysteme benutzen eine Abtastkonvertiereinrichtung, welche es im wesentlichen gestattet, eine richtige Anzeige zu erzeugen. Bei Ultraschallsystemen stellen die zurückgegebenen Echos aus dem gesendeten Impuls eine Zeile eines Ultraschallbilds zur Verfügung. Diese Zeile in dem Ultraschallbild entspricht der Sequenz von Grenzflächen, die durch den Ultraschallimpuls angetroffen werden, wenn er sich abwärts in den Körper des Patienten ausbreitet. Der Begriff Abtastkonverter umfaßt beliebige abtastgesteuerte Systeme, die es ermöglichen, eine Videoanzeige zu formatieren, indem das Abtasten der Anzeige aus derartigen Zeilen gesteuert wird. Somit stellt der Begriff der Abtaststeuereinrichtung ein breiteres Konzept dar als der des Abtastkonverters. Die Zeileninformationen werden typischerweise in einem Abtastkonverter gespeichert, der die Informationen aus der Sequenz von Zeilen zusammensetzt, die erzeugt werden, während sich der Abtastkopf entlang des Körpers des Patienten bewegt. Das zusammengesetzte Bild oder Einzelbild (Rahmen) liegt in einem Videoformat vor, so daß es direkt auf einem TV-Monitor angezeigt oder auf einem Videorecoder aufgezeichnet werden kann, usw. Bei derartigen Systemen wird die Länge der Bildzeile oder die Länge, bis zu welcher Tiefe das Instrument die Echoinformationen sammelt, in Abhängigkeit davon eingestellt, wie lange das System Echorückgaben empfängt. So muß der Abtastkonverter die Zeilen in ein Bild genau zusammensetzen. Der bestimmende Faktor bei der Genauigkeit und Stabilität des Bildes ist die Positionierung der Abtastzeilen usw. So besteht in Fig. 1 das auf der Anzeige 21 angezeigte Bild aus einer vorgegebenen Anzahl von Zeilen, wobei die vorgegebene Anzahl von Zeilen ein Einzelbild (Rahmen) bildet. Dieses Einzelbild ist typisch für die Videoausdrucksweise und bestimmt im wesentlichen eine diskrete Anzahl von Zeilen, welche durch den Abtastkonverter implementiert werden. Der Beginn des Einzelbildes (Rahmens) ist im wesentlichen der Beginn des Bildes und wird beispielsweise durch den Abtastkonverter mit Hilfe eines "Bild Start" genannten Signals bestimmt. Dies ist ein herkömmliches Signal und ist in Fig. 2 als solches gezeigt. Das Signal "Bild Start", wie es gezeigt ist, wird von sämtlichen Ultraschallsystemen erzeugt, die Abtastkonverter benutzen, und bestimmt im Grunde den Beginn des Bildes. Auf ähnliche Weise wird das Ende des Bildes oder das Ende des Rahmens ebenfalls durch einen Impuls bestimmt, welcher beispielsweise exakt derselbe Bildstartimpuls sein kann, da der Start eines neuen Einzelbildes das Ende des alten Einzelbildes anzeigt. Zwischen den "Bild Start"-Impulsen oder Rahmenimpulsen gibt es Impulse, die im Stand der Technik als FEUER-Impulse bekannt sind. Jeder FEUER-Impuls ist ein Impuls, welcher durch den Abtastkonverter 10 gesendet wird und, wie er gezeigt ist, eine Zeile von Videoinformationen anzeigt. So gibt es zwischen jedem "Bild Start"- oder Rahmenimpuls eine Mehrzahl von FEUER-Impulsen, welche beispielsweise die Gesamtzahl der Zeilen bestimmen, welche das Bild 21 darstellen. Wie man sofort feststellen kann, muß man, um den Ort des Wandlers 13 festzustellen, die Zeile kennen, in der der Wandler in dem Videobild erscheint, ebenso wie den Ort des Wandlers auf dieser Zeile, das heißt, ob er sich im Zentrum oder rechts oder links davon befindet. Somit muß man, wie es in der Videotechnik angezeigt ist, die Koordinaten des Wandlers 13 an der X-Y-Adresse, die den Ort des Katheters definiert, oder die X- und Y-Adresse in der Videoanzeige zum Definieren dieses Ortes kennen. So wird die Position des Katheters auf einer Zeile oder auf einem Strahl (jeder Impuls zeigt einen vom Ultraschallsystem gesendeten Strahl an) und die exakte Position auf diese Zeile oder dem Strahl (Pixel) von diesem System erzeugt, um den Ort des Katheters in Bezug auf das angezeigte Bild zu bestimmen. So arbeitet die Schaltung gemäß Fig. 2, um dies auszuführen, wie erläutert werden wird. Es wird auf Fig. 2 Bezug genommen; das Bezugszeichen 30 bezeichnet den Wandler, beispielsweise 13 gemäß Fig. 1, welcher, wie angezeigt, ein elektrisches Signal erzeugt, wenn er von einem Ultraschallsignal getroffen wird, das von dem Abtastkopf ausgeht. So wird das elektrische Signal aus dem Wandler 30 dem Eingang eines Verstärkers 31 eingekoppelt. Der Ausgang des Verstärkers 31 ist mit dem Eingang eines Analog-Digital(A/D)-Konverters 32 gekoppelt. Der Analog-Digital-Konverter 32 ist von herkömmlichem Aufbau und kann beispielsweise ein 8-Bit- oder 16-Bit- Analog-Digital-Konverter sein. Ein Ausgang des A/D-Konverters 32 ist mit dem Eingang einer Amplituden-Latch-Schaltung 33 gekoppelt. Der Zwecke der Amplituden-Latch-Schaltung besteht, wie erläutert werden wird, darin, die größte Amplitude zu speichern, die aus dem Analog-Digital-Konverter 32 während eines Rahmens (Einzelbilds) herrührt. Der Ausgang des A/D-Konverters 32 ist außerdem auf die P-Eingänge der Komparatoren 34 und 35 gerichtet. Jeder Komparator 34 und 35 ist ein herkömmlicher Digitalkomparator, welcher betrieben werden kann, um ein Signal an dem P-Eingang mit einem Signal an den Q-Eingang zu vergleichen und ein Ausgangssignal zur Verfügung zu stellen, wenn das Signal an dem P-Eingang gleich dem Signal an dem Q-Eingang ist oder dieses überschreitet. Die Operation solcher Komparatoren ist gut bekannt. Das Ausgangssignal aus dem Analog-Digital-Konverter 32, welches ein digitales Ausgangssignal ist, wird an die P- Eingänge der Komparatoren 34 und 35 angelegt. Der Q-Eingang des Komparators 34 wird aus einer Rauschpegelzahl abgeleitet, welche im wesentlichen eine Digitalzahl ist, die einen vorgegebenen Schwellwert anzeigt, oberhalb welchem das System arbeitet. Um Rauschen zu kompensieren, welches bei jedem derartigen Unterschallsystem erzeugt wird, muß es einen bestimmten Schwellwertpegel geben, der überschritten werden muß, bevor das System arbeitet. So ist die Rauschpegelzahl eine Digitalzahl, welche experimentell oder empirisch ausgewählt und an den Q-Eingang des Komparators 34 angelegt werden kann. Wenn somit das Ausgangssignal an dem Analog-Digital-Konverter 32 am Eingangsanschluß P die Rauschpegelzahl am Eingangsanschluß Q überschreitet, erzeugt der Komparator 34 ein Ausgangssignal, welches an einen Eingang des NOR-Gat ters 36 gerichtet ist. Das NOR-Gatter 36 gibt das Amplituden-Latch 33 frei, welches dann das Ausgangssignal aus dem Analog-Digital-Konverter 32 speichert. Der P-Eingang des Komparators 35 ist ebenfalls mit dem Ausgang des Analog-Digital-Konverters 32 gekoppelt. Der Q-Eingang des Komparators 35 ist mit dem Ausgang des Amplituden-Latch 33 gekoppelt. Auf diese Weise arbeitet der Komparator 35, wenn das Signal aus dem A/D-Konverter 32 größer als das in dem Amplituden- Latch 33 gespeicherte Signal ist. In dem Amplituden-Latch 33 ist stets der Pegel des Signals gespeichert, welches das zuvor gespeicherte Signal überschreitet und welches außerdem die Rauschpegelzahl überschreitet. Es ist ferner zu sehen, daß das Gatter 36 während des FEUER-Impulses freigegeben wird. So gibt während des FEUER-Impulses ein Taktoszillator 40 das Gatter 36 frei, um dadurch zu sichern, daß dann, wenn einer der Komparatoren 34 oder 35 arbeitet, das Amplituden- Latch das Ausgangssignal aus dem Analog-Digital-Konverters 32 in geeigneter digitaler Form speichert. Das Ausgangssignal des Amplituden-Latch, wie es angezeigt und dargestellt ist, geht außerdem in einen Digital-Analog-Konverter 39, welcher das digitale Signal in ein analoges Signal konvertiert, wobei das analoge Signal verwendet wird, um die Verstärkung des Verstärkers 31 zu steuern, eine Verstärkerverstärkungssteuerung "AGC". Der Digital-Analog-Konverter 39 wird bei dem "Bild Start" eingerastet, um das AGC-Signal, sofern erforderlich, bei jedem Rahmen zu ändern. So wird das AGC einmal pro Rahmen aktualisiert. So wird die Verstärkung des Verstärkers 31 als Funktion des in dem Amplituden-Latch 33 gespeicherten Signals gesteuert. Wenn das NOR-Gatter 36 betätigt wird, stellt dies das Fleck-Freigabesignal bereit. Das Fleck- oder Punkt-Freigabesignal ist im wesentlichen das Signal, welches dem System anzeigt, daß der Ort des Wandlers gefunden worden ist. Das Fleck-Freigabesignal aktiviert jetzt das Fleck-Gefunden-Latch oder -Flip-Flop 37. Das Fleck-Gefunden-Latch ist ein normales DQ-Flip-Flop, welches stets beim "Bild Start"-Impuls gelöscht wird. Es ist klar, daß das Amplituden-Latch ebenfalls beim "Bild Start"-Impuls zurückgesetzt wird. Wenn somit das Fleck-Freigabesignal zur Verfügung gestellt wird, aktiviert das Flip-Flop 37 das Fleck-Gültig-Latch 38, welches wiederum ein weiteres DQ- Flip-Flop ist. Wie man feststellen kann, erzeugt der Fleck- Gültig-Ausgang des Flip-Flop 38 bei Vorhandensein des "Bild Start"-Impulses einen hohen Pegel, der anzeigt, daß ein Fleck während des letzten Einzelbildes (Rahmens) gefunden worden ist. Das Fleck-Gültig-Signal zeigt an, daß ein Symbol in dem Bild erscheinen sollte. Der Ort des Flecks wird durch die Schaltung bestimmt, welches im folgenden beschrieben wird. Der Taktoszillator 40, wie er gezeigt ist, kann einen einzelnen Freigabeimpuls während des Feuerzustands zur Verfügung stellen, kann aber auch so betrieben werden, daß er die Analog-Digital- und Digital-Analog-Konverter 32 und 39 steuern sowie einen Takt für die Aufwärts-Abwärts-Zähler 41 und 51 bereitstellt. Wie zu sehen ist, wird der Aufwärts-Abwärts-Zähler 41 bei dem "Bild Start"-Impuls gelöscht, was ein Löschen zu Beginn des Einzelbildstarts bedeutet. Das Eingangssignal zum Aufwärtszähler 41 ist der FEUER-Impuls. Der FEUER-Impuls tritt, wie oben gezeigt, auf, wenn das Ultraschallsystem einen Impuls emittiert, der eine Einzelzeile von Informationen anzeigt. So zählt der Aufwärtszähler 41 diese Impulse. Wie zu sehen ist, wird während der Erzeugung des Fleck-Freigabe-Signals über das Gatter 36 das Strahl- Latch oder Zeilen-Latch 42 freigegeben. Somit werden dann, wenn das Fleck-Freigabe-Signal zur Verfügung gestellt wird, die Inhalte des Aufwärtszählers 41 in dem Latch 42 gespeichert. Dies bestimmt im wesentlichen die Zeile, in welcher das Fleck-Freigabe-Signal erschien. Es ist klar, daß sich dann, wenn sich die Amplitude ändert oder erhöht, die Inhalte des Strahl-Latch 42 ebenfalls ändern, um stets die dem Fleck-Freigabe-Signal zugeordnete Zeile zu speichern. Das Ausgangssignal aus dem Strahl-Latch 42 wird an das Latch 43 gerichtet, welches ein Strahl-Übertragungs-Latch ist. Das Latch 43 wird durch das "Bild Start"-Signal freigegeben. So mit werden am Ende eines Rahmens (Einzelbilds) oder zu Beginn des nächsten "Bild Start"-Signals die Inhalte aus dem Strahl-Latch 42 in das Strahl-Übertragungs-Latch 43 übertragen und gespeichert. Das Ausgangssignal des Strahl-Übertragungs-Latch 43 ist mit dem Eingang des Puffers 44 gekoppelt, welcher im wesentlichen die Inhalte des Strahl-Übertragungs- Latch 43 ausgibt, wenn er durch das Lese-Strahlnummer-Kommando, das auf der Freigabeleitung des Moduls 43 vorhanden ist, aufgefordert wird, dies zu tun. Dieses Lese-Strahlnummer-Kommando wird herkömmlicherweise durch den Abtastkonverter des gesteuerten Ultraschallbildverarbeitungssystems geliefert. So erscheint das Strahlnummer-Hinaus-Signal auf Leitung 46 und wird an den Abtastkonverter des Ultraschallbildverarbeitungssystems gerichtet, womit der Abtastkonverter benachrichtigt wird, daß das größte Signal während des letzten Rahmens auf einer gegebenen Zeile erschien. Die Zeile wurde angegeben, und jetzt muß das System wissen, wo auf der Zeile das größte Signal erschien. Diese Koordinate wird mittels eines Aufwärtszählers 51 zur Verfügung gestellt. Der Aufwärtszähler 51 wird während jedes FEUER-Impulses gelöscht und weist einen Eingang auf, der mit dem Ausgang der Taktschaltung gekoppelt ist. Somit wird jede Zeile in eine Reihe von Segmenten aufgeteilt, die von dem Takteingang des Aufwärtszählers 51 bestimmt werden. Somit zählt während jedes FEUER-Impulses der Aufwärtszähler 51 während der Länge der Zeile. Beispielsweise kann eine typische Zeile in viele Segmente aufgeteilt werden. Während der Fleck-Freigabe wird das Pixel-Latch 52 freigegeben mit Hilfe des Fleck-Freigabe-Signals, und somit speichert das Pixel- Latch die Inhalte des Aufwärtszählers 51 während der Fleck- Freigabe. Das Pixel-Übertragungs-Latch 53 arbeitet auf eine ähnliche Weise wie das Strahl-Übertragungs-Latch und wird durch das "Bild Start"-Signal freigegeben, wodurch am Ende eines Einzelbildes die Inhalte aus dem Pixel-Latch 52 zu dem Pixel-Übertragungs-Latch 53 übertragen werden. Der Puffer 54 gibt die Pixelnummer an den Abtastkonverter des Ultraschall bildverarbeitungssystem aus, wenn das Lies-Pixelnummer-Kommando empfangen wird. Somit empfängt jetzt der Abtastkonverter die Strahlnummer-Hinaus und die Pixelnummer und kann nunmehr folglich diesen Ort mit Hilfe der Erhöhung der Intensität oder durch Farbe oder durch Pulsieren der Anzeige modulieren. Auf diese Weise kann man genau das größte Signal bestimmen, das von dem Wandler während eines Einzelbilds (Rahmens) erzeugt wird, und dieses Signal auf dem Bild für eine exakte Lokalisierung der Position des Katheters markieren. Es ist klar, daß das größte Signal die Mittelposition des Wandlers 13 anzeigen kann. Man kennt die exakte Dimensionen des Wandlers 13 in Bezug auf die Gesamtanzeige, und somit kann man durch Verwendung der Strahlnummer-Hinaus- und der Pixelnummer-Hinaus-Informationen eine Anzeige des Wandlers über mehr als eine Zeile oder über mehr als einen Strahl in der Anzeige genau zur Verfügung stellen, um dadurch dem Praktizierenden eine absolut klare Ansicht der exakten Dimensionen des Wandlers und des Katheters in Bezug auf das angezeigte Bild zu geben. Während das oben beschriebene System das maximale Ausgangssignal oder die Position des maximalen Amplitudensignals für eine Zeile und ein Pixel erzeugen würde, ist es selbstverständlich klar, daß durch einfache Modifikation des in Fig. 2 gezeigten Systems man eine Mehrzahl von Signalen bereitstellen könnte, die alle einer großen Amplitude zugeordnet sind, und dann aus diesen Signalen eine genauere Bestimmung des exakten Orts des Katheters herstellen könnte. Wie man beispielsweise feststellen wird, ist der Wandler 13 im wesentlichen physikalisch breiter als eine Zeile des Bildes und kann beispielsweise in vier oder fünf Zeilen erscheinen. Die vier oder fünf Zeilen, denen sämtlich eine große Amplitude zugeordnet ist, sind außerdem nah beieinander bei etwa denselben Pixeln in aufeinanderfolgenden Zeilen angeordnet. Beispielsweise kann der Katheter so breit wie die Zeilen 100, 101, 102 und 103 sein und sich näherungsweise bei den gleichen Pixeln oder benachbarten Pixeln auf jeder Zeile befinden. Folglich würde man große Signale während der Pixel jeder dieser Zeilen erwarten. Somit wird es sofort klar, daß das System angepaßt werden kann, um auf diese Weise zu arbeiten, und die vier größten Signale oder eine gegebene Anzahl größter Signale in aufeinanderfolgenden Zeilen bei etwa den gleichen Pixelorten zu speichern. Wenn man sagt, bei etwa den gleichen Pixelorten, sagt man im wesentlichen, daß der Wandler nicht perfekt vertikal orientiert sein kann und tatsächlich sich bei einem positiven oder negativen Winkel in Bezug auf die vertikale oder horizontale Achse aufhalten kann, und daß folglich die jeder der Zeilen zugeordneten Pixelorte variieren können. Wie oben angezeigt, ist das Fig. 2 zugeordnete Blockschaltbild relevant, wenn man einen direkten Zugriff auf den Abtastkonverter des Ultraschallbildverarbeitungssystems hat. Der Grund dafür ist, daß der Abtastkonverter, wenn er eine Strahl- und Pixelnummer empfängt, exakt weiß, wo in dem Bild des Katheters auf der Anzeige einzufügen ist. Wie oben erläutert, wird das verstärkte Signal aus dem Lokalisierungswandler 30 mit dem höchsten zuvor während eines Einzelbilds auftretenden Wert verglichen. Die obige Diskussion zeigt eine digitale Implementierung der Schaltung, aber wie man verstehen kann, kann alles, was oben beschrieben wurde, ebenso auf eine analoge Weise aufgeführt werden, indem beispielsweise Kondensatorspeichereinrichtungen verwendet werden, usw., und man kann somit direkt mit analogen Signalen arbeiten. Es ist selbstverständlich klar, daß die digitale Implementierung in Bezug auf Rauschen und andere Variationen zuverlässiger ist. Wie oben angezeigt, wird dann, wenn eine große Amplitude erfaßt wird, ihre Position hinsichtlich sowohl der akustischen Strahlposition, die den Winkel aus dem sendenden Wandler darstellt, als auch hinsichtlich der Zeit des Auftretens, die die Distanz von dem sendenden Wandler darstellt, gespeichert. Somit wird am Ende des Rahmens (Einzelbilds), bei dem das Abtasten des interessierenden Gebiets abgeschlossen ist, die exakte Position des höchsten Signals in den Registern 43 und 53 gespeichert. Das Signal muß höher sein, als der Rauschpegel für das freizugebende System. Wie oben angezeigt, bestimmt diese Information präzise den Ort des Flecks in dem Bild, der die Position des lokalisierenden Wandlers darstellt. In Fig. 2 werden die Informationen verwendet, um den Fleck zu dem Bild hinzuzufügen, indem direkt mit dem Abtastkonverter verbunden wird, wodurch die Strahlnummer und die Zeit in die richtige Position in dem Bild übersetzt werden. Dieser lokalisierende Fleck kann, wie er in dem Bild angezeigt wird, in Farbe durch ein als graphische Überlagerung über das Bild bekanntes Mittel gezeigt werden. Es kann mehrere Wandler geben, welche lokalisiert werden können, und sie können verschieden kodiert werden, wie man feststellen kann.
Es wird auf Fig. 3 Bezug genommen, in der eine Technik gezeigt ist, welche bei Ultraschallbildverarbeitungssystemen benutzt werden kann, welche keinen einfachen Zugriff auf den Abtastkonverter haben. Bei dem in Fig. 3 gezeigten Ausführungsbeispiel wird, nachdem die richtige Position berechnet ist, der Fleck in den nächsten Rahmen (Einzelbild) eingegeben. So wird die gespeicherte Strahlnummer, bei der das Signal das höchste war, mit der aktuellen Strahlnummer verglichen. Wenn sie gleich sind, wird ein Impuls in diese Zeile des sendenden Wandlers zu einem Zeitpunkt eingebracht, der gleich dem zweifachen der Zeit ist, die zwischen dem Sendeimpuls und dem Auftreten des Maximalsignals gemessen wurde. Die Verdopplung der Zeit kompensiert die Ausbreitungszeit zurück von dem lokalisierenden Wandler zu dem sendenden Wandler. So wird ein heller Fleck an präzise dem Ort des lokalisierenden Wandlers angezeigt. Dieses Verdoppeln der Zeit wäre nicht erforderlich, wenn eine Transponderfunktion des Wandlers implementiert wird, wie beispielsweise durch Pulsieren des Wandlers. Es ist selbstverständlich klar, daß der Wandler 60 auf irgendeinem medizinischen Gerät angeordnet sein kann. Wie es in Fig. 3 gezeigt ist, ist der Katheter- Wandler 60 wiederum mit dem Eingang des Verstärkers 61 gekoppelt, dessen Ausgangssignal an den A/D-Konverter 62 ange legt wird. Der A/D-Konverter 62 liefert Eingangssignale für den P-Eingang des Komparators 64 und 65. Komparator 64 stellt ein Ausgangssignal zur Verfügung, wenn das Signal das Rauschpegelzahl-Eingangssignal zum Komparator 64 überschreitet, wobei dessen Amplitude in dem Amplituden-Latch 63 gespeichert wird. Der Komparator 65 wiederum erzeugt ein Ausgangssignal, wenn das Eingangssignal aus dem A/D-Konverter 62 den in dem Latch 63 gespeicherten Amplitudenwert überschreitet. Der Digital-Analog-Konverter 67 steuert die Verstärkung des Verstärkers 61. Wie angemerkt, wird der Digital-Analog-Konverter 67 bei "Bild Start" verriegelt. So wird das AGC-Signal einmal pro Rahmen aktualisiert. Das Ausgangssignal des NOR-Gatters 66 wiederum erzeugt das Freigabesignal, welches, wie oben angezeigt, das Fleck-Gefunden-Latch bei dem "Bild Start" oder zu Beginn oder Ende des Rahmensignals über das Latch 68 betreibt. Der Ausgang des Latch 68 ist mit dem Latch 69 gekoppelt, welches das Fleck-Übertragungs-Latch ist. Das Anzeige-Fleck-Signal wird jetzt an den Eingang des NOR-Gatters 79 statt an den des Abtastkonverters angelegt. Dies wird näher erläutert. In jedem Fall wird, wie angezeigt, der Takt an den Analog-Digital-Konverter 62 und an das NOR-Gatter 66 ebenso wie an den Aufwärtszähler 72 angelegt, wie zuvor angezeigt. Jedoch wird der Takt auch an eine Teile-durch-2-Schaltung 82 angelegt, welche während des Vorhandenseins jedes FEUER-Signals gelöscht wird. Dieser Takt 82 wird an den Daten-Hinein-Abwärtszähler 78 angelegt, welcher näher beschrieben wird, um zu erläutern, wie der Fleck bei dem System gemäß Fig. 3 zur Verfügung gestellt wird. In ähnlicher Weise gibt es, wie oben beschrieben, einen Aufwärtszähler 71, welcher eine Zählung für jeden FEUER- Impuls erzeugt, der während des Einzelbildes (Rahmens) auftritt. Der Aufwärtszähler 71 wird durch das "Bild Start"-Signal gelöscht. Somit zählt der Aufwärtszähler 71 jede Zeile in der Bildanzeige. Auf eine ähnliche Weise wird der Aufwärtszähler 72 so betrieben, daß er eine Pixelzählung zur Verfügung stellt, und bei jedem FEUER-Impuls gelöscht wird und beginnt aufwärts zu zählen, was eine vorgegebene Anzahl von Pixeln für jede Zeile oder jeden Strahl ergibt. Somit arbeitet, wie zu sehen ist, der Pixelaufwärtszähler 72 in Verbindung mit dem Pixel-Latch 76, welches durch die Fleck- Freigabe freigegeben wird, ebenso wie mit dem Pixel-Übertragungs-Latch 77, welches durch das "Bild Start"-Signal freigegeben wird. Die Pixelinformationen werden an den Dateneingang des Abwärtszählers 78 angelegt. Das Ausgangssignal aus dem Aufwärtszähler 71, in welchem der Zeilenwert gespeichert ist, wird an einen Eingang des Strahlkomparators 75 angelegt. Der andere Eingang aus dem Strahlkomparator 75 wird aus dem Strahl-Übertragungs-Latch 74 angelegt. Auf diese Weise vergleicht der Strahlkomparator 75 die aktuelle Zeilennummer mit der gespeicherten Zeilennummer. So werden mit dem "Bild Start" der Strahl-Latch-Wert und der Pixel-Latch- Wert zu dem Strahl-Übertragungs-Latch 74 und dem Pixel-Übertragungs-Latch 77 übertragen. Außerdem wird der Fleck-Gefunden-Latch-Wert zu dem Fleck-Übertragungs-Latch 69 übertragen, um das Anzeige-Fleck-Signal zu erzeugen. Bei dem nächsten Einzelbildrahmen stellen die Strahl-Komparator-Signale aus dem Komparator 75 ein Signal zur Verfügung, wenn die aktuelle Bildstrahlnummer die gleiche ist, wie die Strahlnummer, die in dem Strahl-Übertragungs-Latch 74 gespeichert ist, welches bei jedem "Bild Start" die Inhalte des Strahl- Latch 73 latch-speichert. Wenn dies auftritt, wird der Wert in dem Pixel-Übertragungs-Latch in den Abwärtszähler 78 geladen. Der Abwärtszähler 78 wird dann auf Null mit dem Takt 82 bei der Hälfte derjenigen Frequenz dekrementiert, die verwendet wird, um den Katheterort zu erlangen. Dies führt die erforderliche Zeitverdopplung aus, die oben beschrieben wurde. Wenn der Abwärtszähler 78 Null erreicht und den Übertrag erzeugt, wird das sich ergebende Fleck-Signal verstärkt und über ein Modul 90 pegelverschoben. Das Ausgangssignal des Moduls 90, welches die Verstärkerpegelverschiebung ist, wird an den Eingang eines Summierverstärkers 83 angelegt. Der Summierverstärker empfängt an seinem Eingang das Bildvi deoeingangssignal, welches aus dem Ultraschallbildverarbeitungssystem gewonnen wird. So werden die Fleck-Videoinformationen zu den Bildvideoinformationen summiert, um ein Bildvideoausgangssignal auf Leitung 84 zu erzeugen. Dieses Bildvideoausgangssignal enthält den Fleck-Ort, der den Ort des Katheters anzeigt, und wird an das Videosignal der Anzeige angelegt, um dadurch den Katheterort zu diesem Videosignal hinzuzufügen. Mit dem Eingang des NOR-Gatters 79 ist außerdem der Ausgang des UND-Gatters 81 gekoppelt gezeigt, welches Gatter ein Blink-Freigabe-Signal an einem Eingang empfängt und an seinem anderen Eingang ein mit Hilfe des Teilers 80 durch zwei geteiltes "Bild Start"-Signal aufweist. Auf diese Weise gibt das Gatter 81, wenn es freigegeben ist, den Fleck-Ort derart frei, daß er blinkt bzw. daß er bei jedem zweiten Einzelbild (Rahmen) zur Verfügung gestellt wird, was eine Blinkaktion bereitstellt.
Es wird auf Fig. 4 Bezug genommen, in der ein Ablaufdiagramm gezeigt ist, welches durch Hardware oder über einen Mikroprozessor implementiert werden kann, welche sich ferner dem Problem des Hinzufügens des Katheterortes zu einer Bildanzeige zuwenden. Wie es bekannt ist, benutzen Ultraschallbildverarbeitungssysteme des Standes der Technik Abtastkonverter, welche vier bis zwanzig Einzelbilder (Rahmen) je Sekunde erzeugen können. Der Katheter kann sich beispielsweise sehr schnell oder sehr langsam bewegen. Wenn ein Katheter langsam bewegt wird, so hält sich der Wandler während einer Reihe aufeinanderfolgender Einzelbilder bei etwa derselben Position auf, und es ist klar, daß ein Fleck für jedes Einzelbild erzeugt wird. So ist die Anzahl der erzeugten Flecken eine Funktion der Bewegungsgeschwindigkeit. Wenn der Katheter schnell bewegt wird, dann erzeugen die Flecken eine Linie auf der Anzeige statt eines Punktorts des Katheters. In Fig. 4 ist ein einfaches Ablaufdiagramm gezeigt, welches in der gezeigten Weise durch herkömmliche Hardware oder durch einen Mikroprozessor implementiert werden kann, wie es beispielsweise die gesamte in Fig. 2 und Fig. 3 gezeigte Hardware sein kann. Um eine Liniendarstellung oder ein Verschmieren auf der Anzeige zu verhindern, wird die in Fig. 4 gezeigte Logik verwendet. Wie gezeigt ist, liest das Modul 90 die gegenwärtige Strahl- und Pixelnummer und speichert sie. Die gegenwärtige Strahl- und Pixelnummer werden mit der vorhergehenden Strahlnummer und der vorhergehenden Pixelnummer verglichen, wie es im Modul 91 angezeigt ist. Sofern sie nicht gleich sind, dann wird, wie es durch Modul 96 gezeigt ist, der alte Fleckort gelöscht oder entfernt und ein neuer Fleck wird an dem neuen Pixel- und Strahlort plaziert, wie es durch Modul 96 gezeigt ist. Sofern sie gleich sind, zeigt das Modul 92 dann an, ob ein Blinken dieses Ortes zur Verfügung gestellt werden soll. Sofern kein Blinken zur Verfügung gestellt werden soll, wird das Programm verlassen. Sofern ein Blinken zur Verfügung gestellt werden soll, so bestimmt das Modul 93, ob sich ein Fleck auf dem Schirm befindet. Sofern sich ein Fleck auf dem Schirm befindet, wird der Fleck gelöscht, wie es durch Modul 94 gezeigt ist. Sofern sich kein Fleck auf dem Schirm befindet, wird ein Fleck auf den Schirm gebracht, wie es durch Modul 95 gezeigt ist. Auf diese Weise kann jetzt ein Blinken des Flecks bei jedem zweiten Einzelbild erzeugt werden, wie es durch das Ablaufdiagramm gezeigt ist. In der Praxis kann das in Fig. 4 gezeigte Ablaufdiagramm deshalb sehr einfach implementiert werden, weil der Wert jedes Strahls und jedes Pixels während der Erzeugung eines Flecks bekannt sind, und wegen der Tatsache, daß die vorhergehenden Werte des Strahls und des Pixels ebenfalls mit Hilfe der Latch-Speicher gespeichert sind. Es ist folglich für einen Fachmann klar, daß die oben beschriebenen Techniken extrem zuverlässig sind bei der Tatsache, daß das System einen gesamten Bildrahmen benutzt, um das optimale Signal während dieses Rahmens zu bestimmen, und folglich die genaueste Ortsinformation bezüglich des Katheters in Verbindung mit dem damit gekoppelten Wandler zur Verfügung stellt. Es ist außerdem klar, daß viele Variationen des obigen benutzt werden können, wie beispielsweise, daß mehr als ein Amplitudensignal gespeichert und verglichen werden können, um zu bestimmen, ob der Wandler in aufeinanderfolgenden Zeilen erschien, was die normale Prozedur infolge der endlichen Größe des Wandlers ist. Auf diese Weise kann man tatsächlich den exakten Ort des Wandlers und somit den Katheterort während einer Anzeige und Einzelbild für Einzelbild herausfinden.
Es wird jetzt auf Fig. 5 Bezug genommen, in der eine Ultraschallpositionsanzeigeeinrichtung gezeigt ist, welche einen Mikroprozessor 101 benutzt. Wie erläutert wird, steuert der Mikroprozessor 101 den Betrieb der Schaltungsanordnung, die beschrieben werden soll. Die Schaltung ermöglicht Antworten auf Signale, welche während jeder der Abtastzeilen auftreten und das Lokalisieren einer Reihe aufeinanderfolgender Signale oberhalb einer vorgegebenen Amplitude innerhalb eines Einzelbildes (Rahmens). Durch Bestimmen dieser aufeinderfolgenden Signale kann man die Position des Wandlers bezüglich der Anzeige lokalisieren. Dies gestattet, den Wandler auf der Anzeige durch verschiedene Mittel zu zeigen, wie beispielsweise durch einen hellen Fleck, einen Pfeil oder auf eine andere Weise des Hervorhebens des Wandlers in Bezug auf die Ultraschallbildanzeige.
Wie aus Fig. 5 zu sehen ist, empfängt der Mikroprozessor 101 das RAHMEN-Signal und das FEUER-Signal an den Echtzeiteingängen. Der Mikroprozessor weist einen Datenbus 105 auf, welcher, wie erläutert werden wird, so betrieben wird, daß er eine Schnittstelle zu der oben genannten Schaltung bildet. Der Mikroprozessor weist außerdem Echtzeitausgänge auf, die allgemein durch das Bezugszeichen 106 gekennzeichnet sind und welche die Steuerung der oben beschriebenen Schaltung ermöglichen. Es gibt einen 20 MHz-Oszillator 102, welcher als Systemtakt arbeitet. Das Ausgangssignal des Oszillators 102 wird an den Takteingang des Mikroprozessor 101 gerichtet. Das Ausgangssignal des Oszillators 102 wird darüber hinaus über ein Teilermodul 103 durch zwei dividiert, wobei dessen Ausgangssignal als Takteingang für verschiedene andere in dem System enthaltende Module dient. Daneben ist in Fig. 5 der Wandler 100 gezeigt, welcher auf einem Katheter positioniert ist, welcher in den Körper eines Patienten eingeführt wird. Es ist selbstverständlich klar, daß der Wandler 100 auf einem beliebigen medizinischen Gerät angeordnet sein kann. Der Wandler 100 ist von der Art, welche ein Signal emittiert oder zurückgibt, wenn Ultraschallwellen auf die Oberfläche des Wandlers auftreffen. Der Wandler stellt dieses Signal als ein elektrisches zur Verfügung, wie dies ein piezoelektrisches Bauelement oder ein anderes Mittel tut. Das Ausgangssignal aus dem Wandler wird an den Eingang eines Verstärkers 110 angelegt, wobei die Verstärkung eines Verstärkers über den AGC-Eingang gesteuert werden kann. Das Ausgangssignal des Verstärkers wird wiederum an einen Analog-Digital-Konverter 111 angelegt. Die Operation des Analog-Digital-Konverters 111 besteht darin, die aus dem Wandler 100 an dem Eingang empfangenen Analogsignale in digitale Signale an dem Ausgang umzusetzen. Das Ausgangssignal aus dem Analog-Digital-Konverter wird an ein Latch 195 gerichtet. Die Funktion des Latch 195 besteht darin, in Echtzeit jedes digitale Ausgangssignal oder jedes 8-Bit-Ausgangssignal des Analog-Digital-Konverters 111 zu speichern. Das Ausgangssignal des Latch 195 wird an einen Komparator 116 und darüber hinaus an ein zweites Latch 118 gerichtet. Die Funktion des zweiten Latch 118 besteht darin, ein beliebiges Signal zu speichern, welches größer ist als das vorhergehende Signal aus dem Analog-Digital-Konverter 111. Im wesentlichen arbeitet der Komparator 116 so, wie die oben beschriebenen Komparatoren. Der Komparator 116 nimmt das Ausgangssignal aus dem Latch 115 und vergleicht das Ausgangssignal des Latch 115 mit dem letzten größten Signal, das im Latch 118 gespeichert ist. Sofern das Signal aus dem Latch 115 größer als das im Latch 118 gespeicherte Signal ist, veranlaßt der Komparator, daß das neue größere Signal in dem Latch 118 für zukünftige Vergleiche gespeichert wird. Das Ausgangssignal des Latch 118 wird zu dem Latch 117 unter Steuerung des Mikroprozessors 101 übertragen. Auf diese Weise ist in dem Latch 117 stets das größte Signal gespeichert. Das Ausgangssignal des Latch 117 wird an einen Eingang eines Ausgangsauswahlmoduls 120 gerichtet. Das Modul 120 ist, wie erläutert werden wird, im wesentlichen ein Schalter, welcher unter der Steuerung des Gatters 121 steht. Die Eingangssignale zu dem Gatter 121 werden aus den Mikroprozessorausgangssignalen 106 gewonnen, welche den Ausgangsauswahlschalter so freigeben, daß er entweder das größte Amplitudensignal, wie es im Latch 117 gespeichert ist, oder das Pixelsignal, welches im Latch 131 gespeichert ist, auswählt, wie erläutert werden wird. Das Ausgangssignal des Ausgangsauswahlmoduls 120 wird an einen Verstärker 122 gerichtet, welcher direkt mit dem Datenbus 105 des Mikroprozessors gekoppelt ist.
Aus dem Obigen ist somit ersichtlich, daß die Amplitude des größten Signals für jedes FEUER-Signal oder jeden Strahl, welches/r aus dem Wandler 100 herrührt, in dem Latch 117 gespeichert wird. Wie gezeigt ist, wird ein FEUER-Impuls in eine Reihe von Zeilensegmenten unterteilt, um zu ermöglichen, daß der Impuls des größten Betrags in XY-Koordinaten definiert werden kann. Somit will man dann, wenn ein großer Amplitudenimpuls erscheint und im Latch 115 gespeichert wird, den FEUER-Impuls wissen, bei welchem dieser Impuls erschien, ebenso wie die Position des Impulses zwischen den FEUER-Impulsen. Auf diese Weise kann, wie oben erläutert wurde, der XY-Ort jedes Impulses festgestellt werden. Um dies auszuführen, enthält das System einen Aufwärtszähler 132. Der Aufwärtszähler 132 empfängt den Takt aus dem Ausgang des Frequenzteilers 103. Es ist wichtig, daß der Aufwärtszähler 132 bei jedem FEUER-Impuls gelöscht wird. Wie in Fig. 5 zu sehen ist, wird der FEUER-Impuls außerdem mit einer Maskierter-FEUER-Schaltung 133 gekoppelt, welche im wesentlichen ein Monoflop ist. Die Maskierter-FEUER-Schaltung 133 setzt den Aufwärtszähler 132 bei jedem FEUER-Impuls zurück. Der Aufwärtszähler 132 beginnt bei der Frequenz von der Hälfte der Taktfrequenz aufwärts zu zählen. Auf diese Weise wird jeder FEUER-Impuls in eine Reihe kleinerer Intervalle oder Segmente mit Hilfe des Aufwärtszählers unterteilt. Jedesmal dann, wenn der Komparator 116 anzeigt, daß er ein größeres Signal aus dem Analog-Digital-Konverter empfangen hat, wird das Pixel-Latch 131 ebenfalls freigegeben. Wenn das Pixel-Latch 131 freigegeben wird, wird das Pixel- oder Zeilensegment, bei welchem der größere Impuls erschien, automatisch im Latch 131 gespeichert. Das Ausgangssignal des Latch 131 wird an den anderen Schaltereingang des Ausgangsauswahlmoduls 120 angelegt. Auf diese Weise kann das Ausgangsauswahlmodul 120 entweder das Pixel oder die maximale Amplitude an den Ausgangsverstärker 122 richten. Es ist außerdem ein Abwärtszähler 134 gezeigt, welcher ebenfalls mit Hilfe des Ausgangssignals des Teilers 133 getaktet wird. Der Abwärtszähler wird von dem Mikroprozessor im Grunde genommen aus dem D-Bus 105 geladen und empfängt das Ladesignal aus dem Mikroprozessor an dem mit O3 (PIX) bezeichneten Ausgang. Die Funktion des Abwärtszählers 134 ist folgende. Wenn der Mikroprozessor das Größte-Amplitude-Signal während des FEUER-Impulses empfängt, empfängt er außerdem die Pixelnummer. Um das Signal auf der Bildverarbeitungssystemanzeige anzuzeigen, muß man erkennen, daß dann, wenn die Ultraschallwellen die Oberfläche des Wandlers 100 treffen, sie dann zurück zu dem Abtastkopf des Ultraschallsystems reflektiert werden. Auf diese Weise ist die Ausbreitungszeit gleich dem doppelten der Zeit für das Ultraschallsystem. Das heißt, der Wandler erzeugt einen Impuls, wenn die Strahlen die Oberfläche des Wandlers streifen. Jedoch wird dieser Impuls zurück durch im wesentlichen den gleichen Pfad reflektiert. Somit ist die Zeit, zu der der Impuls bei dem Ultraschallsystem oder dem Ultraschallabtastkopf eintrifft, gleich dem doppelten der Zeit, die der Impuls benötigt, um auf der Wandleroberfläche einzutreffen. Somit lädt der Mikroprozessor den Abwärtszähler mit dem doppelten der diesem Strahl zugeordneten Pixelnummer, so daß sich der Abwärtszäh ler 134, wenn er die Zählung von Null erreicht, an dem richtigen Ort bezüglich des Bildformats befindet. Das Ausgangssignal des Abwärtszählers wird an das Gatter 138 gerichtet, welches ein UND-Gatter ist. Der andere Eingang des UND-Gatters 138 wird aus dem Pegeländerer 135 abgeleitet, welcher ebenfalls von dem Mikroprozessor 106 gesteuert wird. Somit aktiviert der Mikroprozessor 106 den Pegeländerer 135 zu geeigneten Intervallen, und es wird ein Fleck an dem richtigen XY-Ort auf der Anzeige erzeugt, wenn der Abwärtszähler Null erreicht. Dieser Fleck oder Impuls dient dazu, die Anzeige an den XY-Koordinaten des Ortes des Wandlers hervorzuheben. Das Ausgangssignal des Fleck-Gatters 138 geht durch einen Kabelpulsierer 139, welcher, wie angezeigt ist, den Impuls direkt in den Abtastkopf mit Hilfe elektromagnetischer Kopplung injizieren kann. Das Fleck-Ausgangssignal kann direkt zu einem Summierverstärker 140 gehen, welcher wiederum das Videosignal mit dem aus dem Ultraschallbildverarbeitungssystem gewonnenen Signal summiert, wobei das Ausgangssignal des Summierers an den Abtastkonverter gerichtet wird, wie zuvor in Bezug auf die in Fig. 3 gezeigte Schaltung erläutert wurde. Man kann somit kurz feststellen, wie die Schaltung arbeitet. In Fig. 5 ist außerdem ein Digital-Analog- Latch 136 gezeigt. Ein Eingang des Latch 136 ist mit dem Bus 105 gekoppelt, welches von dem Mikroprozessor herrührt, und das Latch weist einen Ausgang auf, der mit einem Digital- Analog-Konverter 137 gekoppelt ist. Das Ausgangssignal des Digital-Analog-Konverters 137 wird als AGC bezeichnet. Wie erläutert werden wird, stellt der Mikroprozessor einen digitalen Code zur Verfügung, welcher in ein Analogsignal konvertiert wird, um das AGC-Signal für den Verstärker 110 zur Verfügung zu stellen. Auf diese Weise wird das durch den Mikroprozessor zur Verfügung gestellte Signal, wie erläutert werden wird, mit dem Eingang des D/A-Latch 136 gekoppelt, welches im wesentlichen dieses Signal an den Digital-Analog- Konverter 137 überträgt. Der Digital-Analog-Konverter 137 konvertiert das Digitalsignal in ein analoges AGC-Signal, welches an den AGC-Eingang des Verstärkers 110 angelegt wird. Auf diese Weise wird ein geeignetes AGC-Signal zur Verfügung gestellt, um den Verstärker 110 zu befähigen, effizient auf jeden aus dem Wandler 100 empfangenen Impuls zu antworten.
Es wird jetzt auf die Fig. 6-12 Bezug genommen. Es sei angemerkt, daß bezüglich der Erörterung dieser Figuren zurück auf Fig. 5 Bezug genommen werden kann, um im wesentlichen zu zeigen, wie der Mikroprozessor 101 in Verbindung mit den verbleibenden Systemkomponenten arbeitet.
Fig. 6 zeigt eine Serie von FEUER-Impulsen, welche einen Rahmen (Einzelbild) erzeugen. Ein Ultraschallsystem kann 256 FEUER-Impulse benutzen, um somit eine 256-Zeilen-Anzeige zu erzeugen, oder kann 512 FEUER-Impulse erzeugen, um eine Anzeige von 512 Zeilen zur Verfügung zu stellen. Die bei verschiedenen Ultraschallsystemen benutzte Anzahl von FEUER- Impulsen kann variieren. Im wesentlichen erzeugt das Ultraschallsystem jedesmal dann, wenn ein FEUER-Impuls emittiert wird, einen Ultraschallenergiestrahl, der auch als Strahl bezeichnet wird.
Der Mikroprozessor dient dazu, daß Gatter 121 (Fig. 5) abzufragen, um dadurch die Ausgangsauswahl 120 zu veranlassen, an den Mikroprozessor über den Verstärker 122 die während jedes FEUER-Impulses oder Strahls empfangene maximale Amplitude und die Pixelnummer oder den Ort dieses Maximalimpulses in Bezug auf den Strahl zu übertragen. Dies wird durch den Mikropozessor ausgeführt, indem die Eingänge Iφ und I-2 des Gatters 121 aktiviert werden. Auf diese Weise speichert der Mikroprozessor, wie es in Fig. 7 gezeigt ist, in einem Speicherarray die maximale Amplitude und die Pixelnummer für jeden Strahl von Null bis N. Der in Fig. 6 zu sehende Mikroprozessor erzeugt die Impulse, um das Gatter 121 zur Lesezeit zu betätigen, welche zu dem Zeitpunkt auf der rechten Seite vor dem nächsten FEUER-Impuls (gestrichelte Linie) gezeigt ist. Es ist klar, daß der Mikroprozessor auf den FEUER-Impuls auf der Grundlage des FEUER-Eingangssignals in den Mikroprozessor anspricht. Der Mikroprozessor berechnet darüber hinaus den Beginn und das Ende eines Rahmens, typischerweise, indem er ein vorübergehendes Ausbleiben von FEUER-Impulsen bemerkt. Der Mikroprozessor überwacht somit jeden der FEUER-Impulse und steuert die Schaltung dementsprechend. Somit speichert der Mikroprozessor, wie es in Fig. 7 gezeigt ist, in verschiedenen Speicherplätzen die Amplitude des Maximalimpulses, welcher während jedes Strahls auftritt, und das Pixel- oder Zeilensegment, bei welchem der Impuls auftritt. Am Ende eines Rahmens (Einzelbilds), welches aus N Strahlen oder N FEUER-Impulsen, beispielsweise aus 256 oder 512 oder einer beliebigen anderen Anzahl, besteht, addiert der Mikroprozessor sämtliche in dem Speicherarray für eine gegebene Anzahl von Strahlen gespeicherten Amplituden und dividiert die Summe durch die gegebene Anzahl von Strahlen. So addiert beispielsweise der Mikroprozessor sämtliche Amplituden, die in jeden der Speicherplätze, die mit Null bis N bezeichnet sind, und dividiert dann die Zahl durch N+1. Auf diese Weise gewinnt der Mikroprozessor einen Mittelwert des Amplitudensignals für jedes Einzelbild. Der Mittelwert für jedes Einzelbild wird dann von jedem gespeicherten Amplitudenwert subtrahiert. Auf diese Weise kann der Mikroprozessor Rauschen unterdrücken, daß die während eines Einzelbilds empfangenen Impulse beeinflussen kann. Indem er auf aufeinanderfolgende Impulse größerer Amplituden anspricht, kann der Mikroprozessor die XY-Orte des Wandlers auswählen. Dies wird detaillierter erläutert.
In Fig. 8a ist eine vergrößerte Ansicht des Wandlers 13 gezeigt, wobei eine Serie von Ultraschallwellen auf die Oberfläche auftrifft und reflektiert wird. Fig. 8b zeigt im wesentlichen die Antwort des Wandlers 13. Beispielsweise ist zu sehen, daß die Amplitude beim Strahl 6, wie es in Fig. 8c gezeigt ist, größer als die beim Strahl 5 und Strahl 7 und diese wiederum größer als die beim Strahl 4 und Strahl 8 ist. In Fig. 7 ist gezeigt, daß die gleiche Sequenz von Er eignissen auftritt, wobei die Amplitude maximal, nämlich 38, beim Strahl 6 ist, 33 beim Strahl 5, 34 beim Strahl 7, 35 beim Strahl 8 und 30 beim Strahl 4. Statt des Durchsuchens nach dem Impuls mit der größten Amplitude während des Einzelbilds, wie zuvor beschrieben, sieht das vorliegende System somit auf eine Gruppe von Impulsen, um aus diesen Informationen zu bestimmen, wo sich der Wandler befindet. Dies reduziert weiter die Möglichkeit, daß zufälliges Rauschen das System beeinflußt, da das zufällige Rauschen nicht als Sequenz von Impulsen auftreten würde. Darüber hinaus entwickelt dann das System eine mittlere Spannung auf der Grundlage sämtlicher Amplituden, die während eines Einzelbilds gespeichert wurden, um dadurch den Schwellenwert des Systems gemäß dem gespeicherten Wert zu steuern. Um die Betriebsweise gemäß Fig. 5 in Verbindung mit den Erläuterungen der Signalformen und des Speicherarrays, die in den Fig. 6, 7 und 8 erörtert wurden, vollständig zu verstehen, wird jetzt auf die Ablaufdiagramme beginnend mit Fig. 9 Bezug genommen.
Somit wird auf Fig. 9 Bezug genommen, in der ein Ablaufdiagramm gezeigt ist, welches bei der Erläuterung der Betriebsweise des Mikroprozessors 101 gemäß Fig. 5 und zum näheren Zeigen der Betriebsweise des Systems nützlich ist. Das Programm beginnt beim Modul 200 und 201, wobei dort ein Initialisieren und Freigeben von Interrupts durch den Mikroprozessor stattfindet. Dies ermöglicht dem Mikroprozessor 101, für irgendwelche Informationen empfänglich zu sein, welche auf dem mit RAHMEN und FEUER bezeichneten Eingangsleitungen erscheinen. Der Mikroprozessor beginnt dann gemäß dem Hauptprogramm zu arbeiten, 202. Dies kann eine beliebige Art eines Programms sein. Der Mikroprozessor 101 kann zeitlich geteilt sein oder könnte Operationen gemäß dem Hauptprogramm ausführen, beispielsweise den Mittelwert sämtlicher in dem Array, wie es in Fig. 7 gezeigt ist, gespeicherter Werte berechnen oder die Zeit zwischen FEUER-Impulsen berechnen, usw., wie es näher erläutert werden wird. Im we sentlichen wartet der Mikroprozessor darauf, daß er einen FEUER-Impuls an seiner Eingangsleitung empfängt, wie es in Fig. 5 gezeigt ist. Somit fragt das Modul 203: Wurde ein FEUER-Impuls empfangen? Wenn kein FEUER-Impuls empfangen worden ist, dann fährt die Operation über das Hauptprogramm fort. Sofern ein FEUER-Impuls empfangen worden ist, fragt dann das Programm, ob es Zeit ist, die Amplitude und Pixelnummer des maximalen Wandlersignals während der letzten FEUER-Periode zu lesen. Dies wird im Modul 204 ausgeführt. Es wird auf Fig. 5 Bezug genommen; der Mikroprozessor 101 empfängt den FEUER-Impuls und beginnt vom Empfang des FEUER- Impulses an aufwärts zu zählen, da der Mikroprozessor weiß, wann der nächste FEUER-Impuls zu erwarten ist. Dies basiert auf der Wiederholrate des Systems. Folglich initiiert der Mikroprozessor das Lese-Signal, wie es in Fig. 6 gezeigt ist, bevor der nächste FEUER-Impuls erwartet wird. Dies ist eine zeitliche Berechnung, welche von dem Mikroprozessor ausgeführt wird, wobei der Mikroprozessor zu einem gegebenen Zeitpunkt anzeigt, daß es Zeit ist, die Amplitude und das Pixel zu lesen, wie es im Modul 204 gezeigt ist. Der Mikroprozessor aktiviert dann zunächst das IφMAG-Ausgangssignal, welches das Gatter 121 veranlaßt, das Ausgangssignal aus dem Amplituden-Latch 117 auszuwählen, welches dann über den Verstärker 122 an den Bus 105 des Mikroprozessors angelegt wird. So empfängt während dieses Modus der Mikroprozessor die Amplitude des Signals. Der Mikroprozessor weiß auch, um welchen FEUER-Impuls es sich handelt, da er sämtliche FEUER- Impulse empfängt und diese zählt. So weiß der Mikroprozessor bereits, daß es der erste FEUER-Impuls des neuen Rahmens oder der zweite oder der dritte ist und speichert somit die Amplitude in dem Speicherarray, wie es in Fig. 7 gezeigt ist. Der Mikroprozessor aktiviert dann das I-2 PIX-Lesen, welches dann den Schalter 120 veranlaßt, die Pixelnummer aus dem Latch 131 auszuwählen, welche wiederum an den Ausgang des Verstärkers 122 gerichtet wird, um dem Mikroprozessor die Pixelnummer zu geben. Diese wird ebenfalls in dem Spei cherarray benachbart zu der empfangenen Amplitude gespeichert. Somit speichert der Mikroprozessor, wie es im Modul 205 gezeigt ist, die Amplitude und die Pixelnummer in dem Array. Nachdem dies ausgeführt ist, löscht der Mikroprozessor, wie es im Modul 206 gezeigt ist, die A/D-Konverter- Hardware und sperrt das Zeigen des Flecks. Dies wird ausgeführt, um das Auftreten irgendwelcher Mehrdeutigkeiten zu vermeiden. Der Mikroprozessor kehrt dann nach der Löschsequenz zum Hauptprogramm zurück, wie es durch das Modul 206 gezeigt ist. Somit "liest" der Mikroprozessor für jeden FEUER-Impuls das Amplituden-Latch 117 und das Pixel-Latch 131 über den Ausgangsauswahlschalter 120 und speichert die maximale Amplitude und den Pixelort in dem Speicherarray für jeden Strahl oder FEUER-Impuls. Wie es außerdem in Fig. 9 zu sehen ist, führt der Mikroprozessor außerdem nach der Initialisierung und der Freigabe der Interrupts im Modul 210 ein FEUER-Interrupt-Freigabeprogramm jedesmal dann aus, wenn ein FEUER-Impuls erscheint. Der Mikroprozessor sucht über das Modul 207 nach einem FEUER-Impuls an dem Eingang. Wenn es einen FEUER-Impuls gibt, gibt der Prozessor das FEUER-Interrupt-Programm frei. Im Modul 208 fragt der Mikroprozessor ab, um zu bestimmen, ob es einen FEUER-Impuls gibt. Sofern es keinen FEUER-Impuls gibt, kehrt der Mikroprozessor in seinen anfänglichen Zustand zurück. Sofern es einen FEUER- Impuls gibt, führt der Mikroprozessor das FEUER-Interrupt- Programm aus. In ähnlicher Weise gibt es, wie zu sehen ist, außerdem ein Rahmen-Interrupt-Freigabeprogramm, wie es durch das Modul 209 gezeigt ist. Somit sieht der Mikroprozessor außerdem nach einem Rahmen-Signal auf dem anderen Eingangsanschluß. Sofern es ein Rahmen-Signal gibt, leitet der Mikroprozessor das Rahmen-Interrupt-Programm ein, wie es durch Modul 210 gezeigt ist. Sofern es kein Rahmen-Signal gibt, wartet der Mikroprozessor auf eine weitere Eingabe aus dem Modul 209.
Es wird auf Fig. 10 Bezug genommen, in der ein Ablaufdiagramm für den FEUER-Interrupt-Modus gezeigt ist, wie er durch das Modul 208 gemäß Fig. 9 angezeigt ist. Während des FEUER-Interrupt-Modus sperrt der Mikroprozessor dann das Zeigen des Flecks und gibt die Analog-Digital-Hardware frei, wie es durch Modul 211 angezeigt ist. Gemäß Fig. 5 sperrt der Mikroprozessor das Gatter 138 zum Zeigen des Flecks mit Hilfe des Pegeländerer-Latch 135, welches von dem Mikroprozessor während des FEUER-Interrupt-Modus gesetzt wird, und während des FEUER-Impulses gibt der Mikroprozessor darüber hinaus das Latch 117 frei und löscht das Größter-Wert-Latch 118, um es dem neuen FEUER-Impuls zu ermöglichen, die Operation aufzunehmen. Das System arbeitet so, daß es Daten während sämtlicher ungerader Einzelbilder (Rahmen), wie beispielsweise 1, 3, 5, 7 usw., sammelt und Daten während sämtlicher gerader Einzelbilder, wie 2, 4, 6, 8 usw., sendet. Dies ist lediglich ein bequemer Weg des Betriebs auf der Basis der Einzelbilder, und im wesentlichen kann eine beliebige andere Kombination des Sammelns und Übermittelns von Daten auf der Grundlage verschiedener Einzelbilder usw. ebensogut implementiert werden. So zeigt Fig. 10 ein Modul 212, welches ungerade Einzelbilder anzeigt. Wenn ein ungerades Einzelbild vorhanden ist, sammelt das System Daten. Somit wird der Ausgang aus dem Modul 212, der mit einem JA gekennzeichnet ist, zu dem Modul 213 gerichtet, welches angibt, daß der Mikroprozessor die Hardware des A/D-Konverters 111 freigibt und das Zeigen des Flecks sperrt. Dies ist redundant, da dies im Modul 211 ausgeführt wurde, ist aber eine weitere Überprüfung, um einen zuverlässigen Betrieb zu sichern. So werden die gleichen Latch-Einrichtungen, wie 117 und 118 gesetzt, sowie die Tatsache, daß der Pegeländerer und das Zeige-Fleck-Gatter 138 gesperrt werden. Dann fährt der Mikroprozessor damit fort, die vorhergehende FEUER-Periode zu berechnen und den FEUER-Zähler 214 zu inkrementieren. Wie angezeigt, kennt der Mikroprozessor exakt die FEUER-Periode, welche die Zeitdauer zwischen den FEUER-Impulsen ist, und zählt im wesentlichen herunter, bis er eine Zählung erreicht, die den Lese-Ort anzeigt, bei dem der Mikroprozessor die maximale Amplitude und Pixelwerte wie oben beschrieben liest. In der Zwischenzeit berechnet der Mikroprozessor die FEUER-Periode und startet das Inkrementieren der FEUER-Zählung, wie es durch Modul 214 angezeigt ist. Wie es im Modul 215 gezeigt ist, weiß der Mikroprozessor, wann die FEUER-Periode zu lang oder zu kurz ist. Im wesentlichen bestimmt der Mikroprozessor, ob er einen FEUER-Impuls empfangen hat, welcher ein falscher Impuls ist. Wenn dies auftritt, dann bestimmt der Mikroprozessor, daß die FEUER-Periode zu kurz oder zu lang ist, sofern der FEUER-Impuls nicht zu dem Zeitpunkt erscheint, zu dem er angenommen wurde, wie es durch Modul 215 angezeigt ist. Wenn eines der Ereignisse auftritt, wird der Mikroprozessor angewiesen, erneut zu starten. Wie man sehen kann, beeinflußt dies nicht die Schaltungsoperation. Wenn ein richtiger FEUER-Impuls empfangen wird, berechnet der Mikroprozessor die Zeit, zu dem das System dann die Amplitude und den Pixelwert über das Gatter 121 lesen soll, wie beschrieben wurde, und dies passiert im Modul 216. Nachdem dies ausgeführt ist, beendet der Mikroprozessor diese Phase, und es gibt dann eine Rückkehr aus der FEUER-Interrupt-Sequenz, wie es von dem Modul 217 bestimmt wird. Es wird wiederum auf Fig. 10 Bezug genommen. Wenn das Einzelbild kein ungerades Einzelbild ist und folglich ein gerades Einzelbild ist, wie es durch Modul 212 angezeigt ist, dann werden Daten gesendet. Wie es über das Modul 218 zu sehen ist, lädt der Mikroprozessor den Abwärtszähler 134 gemäß Fig. 5 mit dem Fleckausgabe-Pixelort, wie oben erläutert. So gibt der Mikroprozessor den Abwärtszähler 134 über die Ausgabeanschlüsse frei. Dann inkrementiert der Mikroprozessor, wie es durch Modul 219 gezeigt ist, die FEUER-Zählung entsprechend. Wie zu verstehen ist, empfängt der Mikroprozessor den Fleck-Pixelort und speichert ihn in dem Array. Der Mikroprozessor kennt das Pixel oder den Y-Ort, an dem der Impuls der maximalen Amplitude auftrat. Der Mikroprozessor kennt auch den Strahl oder den FEUER-Impuls, bei welchem die maximale Amplitude auftrat. Folglich inkrementiert der Mi kroprozessor den FEUER-Zähler 219. Wenn die FEUER-Zählung gleich der FEUER-Flecknummer ist, was im wesentlichen aussagt, daß das Pixel jetzt bei dem richtigen Strahl oder der richtigen Zeile ist, so gibt der Mikroprozessor dann den Abwärtszähler 134 über den LD-Eingang frei, um dem Abwärtszähler zu ermöglichen, mit dem Abwärtszählen während des FEUER- Impulses zu beginnen, wie oben erläutert wurde. Der Mikroprozessor gibt dann auch das Gatter 138 frei. Auf diese Weise wird dann, wenn der Abwärtszähler die Zählung von Null erreicht, ein Impuls am Ausgang des Gatters 138 erzeugt, um dadurch die Intensität der Anzeige zu erhöhen. Dies zeigt deutlich den Ort des Wandlers auf der Anzeige entweder über den Kabelpulsierer 139 oder über den Summenverstärker 140. Nachdem dies ausgeführt worden ist, wie es durch das Modul 121 gezeigt ist, geht das System dann in die Rückkehr aus dem FEUER-Interrupt-Modus 217 zurück zu dem Hauptprogramm oder zurück zum Modul 207 über.
Es wird jetzt auf Fig. 11 Bezug genommen, in der die Rahmen-Interrupt-Sequenz gezeigt ist, das heißt, beispielsweise die in Fig. 9 Genannte veranschaulicht ist. Während des Rahmen-Interrupt führt der Mikroprozessor, der einen Rahmen-Interrupt-Impuls an dem Eingang empfängt, eine Bestimmung durch, ob dieser ein ungeradzahliger Rahmen oder ein geradzahliger Rahmen ist. Wie oben angedeutet, werden während der ungeradzahligen Rahmen die Daten gesammelt, und während der geradzahligen Rahmen diese gesendet, wobei aber die spezielle benutzte Sequenz ohne Bedeutung ist. Dies wird über das Modul 250 ausgeführt. Sofern es ein ungeradzahliger Rahmen ist, setzt der Mikroprozessor den Indikator für ungeradzahlige Rahmen auf FALSCH, wie es im Modul 253 gezeigt ist. Dies bedeutet, daß der nächste Rahmen ein geradzahliger Rahmen sein wird. Nachdem der Ungeradzahliger-Rahmen-Indikator auf FALSCH gesetzt worden ist, erzeugt der Mikroprozessor dann den Signalmittelwert, wie oben beschrieben wurde. Somit addiert dann der Mikropozessor sämtliche in dem Array für den Rahmen gespeicherten Amplituden und dividiert diesen Wert durch die Anzahl der Speicherplätze in dem Array, um den Signalmittelwert zu erlangen. Der Mikroprozessor bestimmt dann über das Modul 255, ob der Signalmittelwert zu groß oder zu gering ist. Dies wird ausschließlich auf der Basis vorprogrammierter Schwellenwerte ausgeführt, welche in dem Mikroprozessor programmiert werden. Sofern der Signalmittelwert zu groß oder zu gering ist, erzwingt der Mikroprozessor über das Modul 256, das ein durchschnittlicher Signalwert durch die Schaltung verwendet werden soll. So gibt der Mikroprozessor bei der Feststellung, daß der durchschnittliche Signalwert für den speziellen Rahmen zu groß oder zu gering war, irgendeine Art eines durchschnittlichen Wertes vor, welcher für einen Rauschpegel kennzeichnend ist. Sofern der Signalmittelwert nicht zu groß oder zu klein ist, zeigt dann der Mikroprozessor dies über den Nein-Eingang an und fährt mit der Rahmen-Interrupt-Verarbeitung fort, welche in Verbindung mit Fig. 12 beschrieben wird.
Es wird auf Fig. 12 Bezug genommen, in der die Operation des Mikroprozessors beim Auswählen von Gruppen von Impulsen, um zu bestimmen, ob ein Wandlersignal empfangen worden ist, gezeigt ist. So, wie es in Fig. 12 zu sehen ist, fährt der Mikroprozessor jetzt, nachdem die Inhalte des Arrays, wie sie beispielsweise in Fig. 7 gezeigt sind, zur Verfügung gestellt worden sind, damit fort, das Array zu durchsuchen, um Gruppen von 5 oder mehr aufeinanderfolgenden Rückgaben oder aufeinanderfolgenden Feuern zu finden, deren Pixelnummern nicht mehr als 10 von denen der anderen abweichen. Was der Mikroprozessor im wesentlichen tut, ist auf sämtliche Pixelwerte und Amplituden zu schauen, um festzustellen, ob es bei aufeinanderfolgenden FEUER-Impulsen bei aufeinanderfolgenden Strahlen ausreichende Amplituden gab, bei denen die Pixelnummern im wesentlichen die gleichen sind, beispielsweise wie es für die Strahlen 4 bis 8 mit den Pixelnummern 22, 23, 24, 25 und 28 gezeigt ist. Wenn dies auftritt, dann bestimmt der Mikroprozessor als nächstes, ob diese Gruppe von Impulsen eine Amplitude aufweist, die grö ßer ist als die irgendeiner weiteren nachfolgenden gefundenen Gruppe und welche über dem Signalmittelwert liegt. Was der Mikroprozessor im wesentlichen tut, ist, wie es im Modul 258 gezeigt ist, daß er auf sämtliche Werte in dem Array sieht und bestimmt, ob es dort irgendwelche fünf anderen aufeinanderfolgenden Impulse gibt, die größere Amplituden haben, und mit aufeinanderfolgenden Pixelnummern. Sofern der Mikroprozessor eine solche Gruppe findet, findet der Mikroprozessor die FEUER-Nummer, bei welcher es sich um den Strahl mit der größten Amplitude in der Gruppe handelt, und sichert diese in der FEUER-Fleck-Nummer, wie es im Modul 258 gezeigt ist. Der Mikroprozessor muß eine nachfolgende Gruppe finden, deren Amplitude größer als irgendeine andere gefundene Gruppe und über dem Signalmittelwert ist. Wie zuvor gezeigt, berechnet der Mikroprozessor den Signalmittelwert, indem er den Gesamtwert jeder Pixelamplitude in jeder der Arrayspeicherplätze addiert und durch die Anzahl der Speicherplätze in dem Array dividiert. Dies bildet dann den Signalmittelwert für den gesamten Rahmen. Es wird wiederum auf Fig. 7 Bezug genommen. Es sei angenommen, daß der Mikroprozessor, nachdem er einen Signalmittelwert für den gesamten Rahmen berechnet hat, einen Signalmittelwert von 10 berechnet. Der Mikroprozessor subtrahiert dann den Wert 10 von jedem Speicherplatz, wie beispielsweise von den Speicherplätzen 0, 1, 2 ... N. Wie zu sehen ist, ist die Amplitude im Strahlspeicherplatz 1 gleich 9 beim Pixel 27. Wenn der durchschnittliche Signalpegel 10 war, dann wird dieses Signal, welches geringer als 10 ist, ignoriert. Der Wert am Strahlspeicherplatz 2 würde ebenfalls 0 sein und somit ignoriert werden, und auch der Wert am Strahl 3 würde ignoriert werden. Der Wert beim Strahl 4, welcher 30 ist, würde auf 20 reduziert werden. Der Wert bei 5, welcher 33 ist, würde auf 23 reduziert werden, usw. Auf diese Weise ignoriert das System sämtliche Rauschimpulse beim Bestimmen des Ortes des Wandlers und kann somit sämtliche Signale herausmitteln und beseitigen, welche nicht über der berechneten Durchschnitt samplitude liegen. Auf diese Weise findet der Mikroprozessor die aufeinanderfolgenden Gruppen, wie es durch Modul 258 angezeigt ist. Wenn eine solche Gruppe gefunden ist, findet der Mikroprozessor dann die FEUER-Nummer der größten Amplitude in der Gruppe und sichert diese in der FEUER-Fleck-Nummer. Es wird wieder auf Fig. 7 Bezug genommen; diese Amplitude wäre die Amplitude 38 für den Strahl 6, welche die größte Amplitude in der FEUER-Fleck-Gruppennummer ist. Auf ähnliche Weise findet der Mikroprozessor die Pixelnummer der größten Amplitude in der Gruppennummer und sichert diese in der Fleck-Pixelnummer, wie es durch Modul 260 gezeigt ist. Wiederum gemäß Fig. 7 wird dies das Pixel 24 sein. Der Mikroprozessor findet dann den Wert der größten Amplitude in der Gruppe und berechnet eine neue AGC-Nummer, wie es im Modul 261 angezeigt ist. So ist der größte Wert 38, welcher basierend auf einem Durchschnittssignal von 10 auf 28 reduziert würde. Jetzt wird der Mikroprozessor mit einem von vielen verfügbaren Algorithmen programmiert, was im wesentlichen anzeigt, daß deshalb, weil das Durchschnittssignal 28 war, es wünschenswert wäre, nach einem Signal von dem doppelten Wert zu suchen. Folglich wird das AGC-Signal jetzt so gesteuert, daß es dem Verstärker 110 gemäß Fig. 5 gestattet, seine Verstärkung soweit zu erhöhen, daß das Doppelte des Amplitudenausgangssignals gewonnen wird. So wird diese AGC-Nummer ausgegeben und beispielsweise an den Eingang des Latch 136 gerichtet, wo sie in einen Analogwert auf der Grundlage des Digital-Analog-Konverters 137 konvertiert wird, und, wie es im Modul 262 gemäß Fig. 12 gezeigt ist, um die Verstärkung des Verstärkers entsprechend zu steuern. Nachdem dies getan ist, kehrt die Verarbeitung aus dem Rahmen-Interrupt-Programm zurück, wie es durch das Modul 263 gezeigt ist. Es ist außerdem eine Rückkehr zu dem Rahmen-Interrupt-Programm gemäß Fig. 12 (Modul 257) gezeigt, sofern der Mikroprozessor nicht 5 Gruppen aufeinanderfolgender Rückkehrungen in einem Rahmen finden kann, dessen Pixelnummern innerhalb von 10 zueinander liegen, wobei dann das Sy stem eine neue AGC-Nummer zur Verfügung stellt, welche die maximale Verstärkung des Verstärkers angibt, wie es im Modul 264 gezeigt ist. Wenn es somit während eines Rahmens (Einzelbilds) keine aufeinanderfolgenden Pixel gibt, erzeugt der Mikroprozessor eine Ausgabenummer, welche im Latch 136 gespeichert wird und welche in ein Analogsignal durch den Digital-Analog-Konverter 137 konvertiert wird, um den Verstärker 110 bei maximaler Verstärkung zu betreiben. Das System macht dann die FEUER-Fleck-Nummer nicht anzeigbar, wie es durch Modul 265 gezeigt ist. An dieser bestimmten Stelle zeigt der Mikroprozessor an, daß kein Wandlerort während eines gesamten Rahmens gefunden werden konnte und es folglich keinen Grund gibt, den Abwärtszähler 134 oder das Fleck-Gatter 138 zu betreiben, und folglich wird kein Fleck sichtbar, wie es durch Modul 266 angezeigt ist. Wie man verstehen kann, wählt das System gemäß Fig. 5 konstant während jeder Zeile oder jedes Strahls das Signal mit der größten Amplitude, einschließlich der Pixelnummer dieses Signals aus. Nachdem sämtliche dieser Signalamplituden addiert und gemittelt worden sind, wird das Mittelwertsignal subtrahiert. Sofern der Rest einen vorgegebenen Wert nicht überschreitet, gibt es kein Signal in dem Einzelbild, welches das Vorhandensein eines Wandlers anzeigt. Dies ist gut möglich während einer Ultraschalluntersuchung durch einen Praktizierenden. Sofern dies vorhanden ist, arbeitet das System mit einer maximalen Verstärkung, bis ein Wandlersignal gefunden wird. In ähnlicher Weise dient das Fordern, das eine Sequenz von Impulsen erfaßt wird, dazu, einen zuverlässigen Betrieb zu sichern. Es sei darauf hingewiesen, daß die obige Technik zum Erzeugen eines Mittelwertsignals, das von sämtlichen während jedes Strahls gefundenen Ausgangssignalen subtrahiert werden soll, sehr wichtig ist, da es dazu dient, Rauschen substantiell zu reduzieren und einen zuverlässigen Betrieb zu schaffen.

Claims

1. Eine Einrichtung mit einem ersten Wandler und einem zweiten Wandler (13, 10) und Mitteln darin zum Antworten auf den ersten Wandler (13) innerhalb eines Bereichs eines Körpers, wobei der erste Wandler (13) auf von dem zweiten Wandler (10) emittierte Ultraschallenergie, die auf seine Oberfläche auftrifft, anspricht, wobei die Einrichtung ein Ultraschallbildgebungssystem (20) zum Abbilden eines Bereichs des Körpers enthält, wobei das System so ausgebildet ist, daß es den ersten Wandler (13) veranlaßt, jedesmal dann Rückgabesignale zur Verfügung zu stellen, wenn Ultraschallenergie aus dem zweiten Wandler (10) auf ihn auftrifft, wobei das System (20) erste Mittel zum Bereitstellen einer Anzeige des Bereichs durch Konvertieren von Abbildungsinformationen in eine vorgegebene Anzahl von Abtastzeilen enthält, wobei die vorgegebene Anzahl von Abtastzeilen den Bereich abdecken soll, wobei die vorgegebene Anzahl von Abtastzeilen ein Einzelbild anzeigt, und wobei das System zweite Mittel enthält, die auf die Rückgabesignale während des Einzelbildes ansprechen, um die Amplituden der Rückkehrsignale Einzelbild für Einzelbild zu analysieren, dadurch gekennzeichnet, daß die zweiten Mittel so ausgebildet sind, daß sie ein Steuersignal in jedem Einzelbild auf der Basis des Rückgabesignals mit der größten Amplitude zum Steuern der Analyse des nächstfolgenden Einzelbildes zur Verfügung stellen.

2. Eine Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die auf die Rückgabesignale ansprechenden Mittel Mittel (51, 52, 53, 54) zum Aufteilen jeder Abtastzeile in eine Mehrzahl von Segmenten und Mittel zum Kennzeichnen des Segments jeder Zeile, in dem ein Rückgabesignal vorhanden ist, enthalten, um eine Pixelnummer für jede Zeile zur Verfügung zu stellen, die ein zurückgegebenes Signal aufweist.

3. Eine Einrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß Mittel (33) vorgesehen sind, welche auf jedes der Rückgabesignale ansprechen, um eine Darstellung der Amplitude der Rückgabesignale für jede Zeile während eines Einzelbildes zur Verfügung zu stellen und zu speichern.

4. Eine Einrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß sie auf die gespeicherten Amplituden ansprechende Mittel zum Erlangen eines Mittelwerts der Amplitude der Rückgabesignale über ein Einzelbild und auf den Durchschnitt ansprechende Mittel zum Reduzieren der für jede Zeile gespeicherten Amplitudendarstellung enthält.

5. Eine Einrichtung nach Anspruch 4, gekennzeichnet dadurch, daß ein Auswahlmittel auf die reduzierten gespeicherten Amplituden anspricht, um die größte gespeicherte Amplitude für eine gegebene Anzahl von aufeinanderfolgenden Zeilen in einem Einzelbild auszuwählen, die Pixelnummern aufweisen, welche geringer sind, als eine ausgewählte Nummer von einer anderen, und durch auf das Auswahlmittel ansprechende Mittel zum Bereitstellen der Zeilennummer und Segmentnummer für die aufeinanderfolgenden Zeilen, die die Position des Wandlers kennzeichnen.

6. Eine Einrichtung nach Anspruch 5. dadurch gekennzeichnet, daß sie auf die Zeilennummer und Segmentnummer ansprechende Mittel zum Anzeigen der Position des Wandlers auf dem Display enthält.

7. Eine Einrichtung nach Anspruch 1, wobei die zweiten Mittel so ausgebildet sind, daß sie die jeder Abtastzeile innerhalb des Einzelbildes entsprechenden Rückgabesignale analysieren, um zu bestimmen, welcher der Rückgabesignale die höchste Amplitude aufweisen und den Ort des ersten Wandlers kennzeichnen, und um Koordinatenorte für den Ort des ersten Wandlers zur Verfügung zu stellen.

8. Eine Einrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die ersten Mittel zum Bereitstellen einer Anzeige des Bereichs eine Abtaststeuereinrichtung enthalten, um den Bereich mit einer vorgegebenen Anzahl von Abtastzeilen pro Einzelbild bei einer vorgegebenen Anzahl von Einzelbildern pro Sekunde abzubilden, wobei die Abtaststeuereinrichtung ein Einzelbildstartsignal und ein Einzelbildstopsignal zur Verfügung stellt, wobei eine Mehrzahl von FIRE-Signalen dazwischen angeordnet ist, wobei jedes FIRE-Signal einer der Abtastzeilen entspricht.

9. Eine Einrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die auf die Rückgabesignale ansprechenden zweiten Mittel Zeilenzählmittel, die eine Zeilennummer während des Vorhandenseins der Rückgabesignale zur Verfügung stellen können, die eine erste Koordinate anzeigt, Pixelerzeugungsmittel, die jede Zeile in eine Mehrzahl von Segmenten unterteilen können, und Mittel, die auf das Vorhandensein der Rückgabesignale ansprechen, die eine erste Koordinate kennzeichnen, um eine Pixelnummer zur Verfügung stellen, die eine zweite Koordinate anzeigt, enthalten, wodurch die erste und die zweite Koordinate den Ort des ersten Wandlers während des Einzelbildes definieren.

10. Eine Einrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Wandler auf einem Katheter (12) positioniert und daran befestigt ist, wobei das Katheter so ausgebildet ist, daß es in dem Körpergewebe angeordnet sein kann.

11. Eine Einrichtung nach Anspruch 1, aufweisend mit dem ersten Wandler gekoppelte Mittel zum Messen einer vorgegebenen Signalcharakteristik der von dem zweiten Wandler während eines Einzelbilds emittierten Signale und auf die von dem ersten Wandler emittierten Signale ansprechende Mittel zum Bereitstellen einer X- und einer Y-Koordinate für einen ge messenen Maximalwert der Signalcharakteristik innerhalb des abgetasteten Bereichs für jedes Einzelbild.

12. Eine Einrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die auf die X- und Y-Koordinaten ansprechenden Mittel bereitgestellt werden, um eine Markierkennzeichnung auf dem Display (21) für jedes Einzelbild zur Verfügung zu stellen, die den Ort des maximal gemessenen Werts und folglich des ersten Wandlers anzeigt.

13. Eine Einrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß Mittel bereitgestellt werden, welche auf das erste Wandlersignal ansprechen, um es mit einem Schwellenwert zu vergleichen, wobei dann, wenn das Signal des ersten Wandlers den Schwellenwert überschreitet, ein Steuersignal zur Verfügung gestellt wird, und daß auf das Steuersignal ansprechende Mittel zum Speichern des Werts des ersten Wandlersignals, wenn es den Schwellenwert überschreitet, zur Verfügung gestellt werden.

14. Eine Einrichtung nach Anspruch 1, wobei die ersten Mittel eine Abtaststeuereinrichtung enthalten und die zweiten Mittel (35) das Rückgabesignal mit anderen emittierten Signalen vergleichen, um emittierte Signale größerer Amplitude während einer Zeile zu erfassen, und das dritte Mittel (33) vorgesehen sind, die auf die Erfassung der größeren emittierten Signale während jeder Zeile ansprechen, um eine X- und Y-Koordinate bereitzustellen, die die emittierten Signale größerer Amplitude für jede Zeile in einem Einzelbild kennzeichnen, wobei vierte Mittel vorgesehen sind, die auf die größeren emittierten Signale und die X- und Y-Koordinaten ansprechen, zum Speichern der emittierten Signale größerer Amplitude während des Einzelbilds, und wobei Mittel vorgesehen sind, die auf die gespeicherten Signale ansprechen, um diejenigen Signale auszuwählen, die den Ort des Wandlers während des Einzelbilds anzeigen.

15. Eine Einrichtung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß die ersten Mittel einen Verstärker (31) zum Verstärken des emittierten Signals an einem Ausgangsanschluß und einen Analog-zu-Digital-Umsetzer (32) mit einem mit dem Ausgangsanschluß gekoppelten Eingang zum Bereitstellen eines den die Amplitude des emittierten Signals anzeigenden Wert aufweisenden Digitalsignals an einem Ausgang enthalten.

16. Eine Einrichtung nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß die zweiten Mittel einen ersten Komparator (34) enthalten, der einen Eingang aufweist, der mit einer Rauschpegeldigitalzahl gekoppelt ist, und einen mit dem Ausgang des Analog-zu-Digital-Umsetzers (32) gekoppelten zweiten Eingang, um ein Ausgangssignal bereitzustellen, wenn das zweite Eingangssignal das erste Eingangssignal überschreitet, und ein auf das Ausgangssignal ansprechendes Latch (33) zum Speichern des Werts des emittierten Signals.

17. Eine Einrichtung nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß die dritten Mittel einen zweiten Komparator (35) enthalten, der einen mit dem Wandler gekoppelten Eingang und einen mit dem Ausgang des Analog-zu-Digital-Umsetzers (32) gekoppelten weiteren Eingang aufweist, um den Wert des in dem Latch (33) gespeicherten emittierten Signals mit den Werten der neu emittierten Signale aus dem Analog-zu-Digital-Umsetzer (32) zu vergleichen und um ein Ausgangssignal zur Verfügung zu stellen, wenn der neu emittierte Signalwert den in dem Latch (33) gespeicherten Wert des emittierten Signals überschreitet, und Mittel, die das Latch veranlassen, den Wert des neu emittierten Signals zu speichern, wodurch das Latch (33) in sich den größten Wert des bei dem Einzelbild erzeugten emittierten Signals speichert.

18. Eine Einrichtung nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß die vierten Mittel einen ersten Zähler (41) zum Zählen jeder Abtastzeile während eines Einzelbilds und mit dem Zähler gekoppelte Mittel (42) zum Speichern der gezählten Zeile während der Erfassung des größten Signals, die die X-Koordinate anzeigen, enthalten, und ein zweites Mittel (51), das jede der Zeilen in Segmente unterteilen kann und Mittel zum Speichern (52) des Segments während der Erfassung des größten Signals enthält, das eine Y-Koordinate anzeigt.

19. Eine Einrichtung nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß sie ferner Mittel (75) zum Vergleichen der X-Koordinaten des vorhergehenden Einzelbilds mit denen des gegenwärtigen Einzelbilds und zum Bereitstellen eines Ausgangssignals, wenn diese gleich sind, und auf das Ausgangssignal ansprechende Mittel zum Einfügen eines Signals in das Bildsignal zum Markieren des Ortes des Katheters enthalten.

20. Eine Einrichtung nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß sie einen Digital-zu-Analog-Umsetzer (39) enthält, der einen Eingang aufweist, der mit dem Ausgang des Latch (33) gekoppelt ist, zum Bereitstellen eines Analogsignals an einem Ausgangsanschluß, wobei der Ausgangsanschluß mit den Verstärkungsmitteln (31) zum Steuern der Verstärkung dieser Verstärkungsmittel gemäß dem Wert des gespeicherten Signals gekoppelt ist.

21. Eine Einrichtung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß sie ein mit der Abtaststeuereinrichtung gekoppeltes Videodisplay zum Bereitstellen einer Videoanzeige für jedes Einzelbild und eine mit den vierten Mitteln gekoppelte Markierung zum Hervorheben des X-Y-Koordinantenortes auf der Anzeige zum Unterscheiden des Ortes des Objekts von dem Rest der Anzeige enthält.

22. Eine Einrichtung nach Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet, daß die Markierung Mittel enthält, die ein Blinken des X- und Y-Koordinatenortes bewirken.

23. Eine Einrichtung nach Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet, daß die Markierung Mittel enthält, die eine Farbkennzeichnung an dem X- und Y-Koordinatenort bereitstellen.