EP0549625A1 - Verfahren und vorrichtung zur ortsrichtigen anatomischen zuordnung der erregungszentren von biomagnetischen signalen - Google Patents

Verfahren und vorrichtung zur ortsrichtigen anatomischen zuordnung der erregungszentren von biomagnetischen signalen

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Publication number
EP0549625A1
EP0549625A1 EP91915794A EP91915794A EP0549625A1 EP 0549625 A1 EP0549625 A1 EP 0549625A1 EP 91915794 A EP91915794 A EP 91915794A EP 91915794 A EP91915794 A EP 91915794A EP 0549625 A1 EP0549625 A1 EP 0549625A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
coordinate system
ultrasound
excitation
applicator
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Withdrawn
Application number
EP91915794A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Dietrich Hassler
Helmut Reichenberger
Günter TEMME
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Siemens AG
Original Assignee
Siemens AG
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Siemens AG filed Critical Siemens AG
Publication of EP0549625A1 publication Critical patent/EP0549625A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

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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

Definitions

  • the invention relates to two methods for correctly assigning the excitation centers of biomagnetic signals in an examination area with an anatomical structure to an image of the anatomical structure.
  • the invention also relates to a device for correctly assigning the excitation centers of biomagnetic signals with an anatomical structure to an image of the anatomical structure.
  • EKG electrocardiogram
  • EEG electroencephalogram
  • biomagnetic signals originate in electrical current pulses that occur periodically or sporadically in the body and are generally not stationary. Such current pulses generate electrical and magnetic fields according to the laws of electrodynamics.
  • a major advantage of the magnetic field is that the course of the field lines from the surrounding tissue remains largely uninfluenced, while the field lines of electrical fields are strongly influenced by inhomogeneities in the conductivity in the body and run to the surface in a variety of deformations. From the distribution of the magnetic induction, the current source or the excitation center can therefore be located much more precisely than from the electrical potential distribution on the body surface.
  • the exact assignment of the measuring system to the patient is of particular importance. For this purpose, special holders for the patient and current-carrying coils serve as positioning aids, the position of which is recognized by the biomagnetic measuring system.
  • the evaluation of the measurement and the presentation of its results can be done in different ways.
  • a selected time interval e.g. a cardiac cycle
  • the time signals are displayed in accordance with the geometric arrangement of the induction coils. This is referred to as a grid representation.
  • the two-dimensional distribution of the magnetic field at the location of the measuring system can be reproduced on a color monitor as a so-called map representation at any time of the interval.
  • a time feed can be selected so that the field distribution, e.g. during the
  • QRS complex at the heart can be represented quasi-dynamically as a sequence of maps.
  • biomagnetic examinations are particularly indicated where it is important to locate current sources or excitation centers as precisely as possible or, since these are generally not stationary, to describe their course quantitatively in terms of space and time.
  • the movement of the current source or of the excitation center can be represented quantitatively in time and in three dimensions and entered in three-dimensional image data sets which can be obtained with a slice image method.
  • NMR systems magnetic resonance systems
  • X-ray systems the expenditure on equipment for creating the image data sets is high.
  • the Positioning aids provided as coils change their position, which results in a shift of the biomagnetic signals in the anatomical sectional images and thus an incorrect anatomical assignment of the excitation centers. If the anatomical structures are determined with the aid of an NMR system, the coils must be exchanged for positioning aids which are visible in the NMR image. Errors can also arise here due to changes in position.
  • the invention is based on the object of determining the anatomical structure of the examination area without radiation exposure and with little outlay on equipment, without the patient having to be repositioned.
  • the object is achieved according to the invention by a first method with the following steps: the excitation locations of the biomagnetic signals determined with the aid of a biomagnetic measuring system are present in a first coordinate system; the image signals obtained with the aid of an ultrasound applicator are present in a second coordinate system; Marking points lie in the examination area or on a surface of the examination area that is accessible to the ultrasound applicator, the position of which is known in both coordinate systems; the two coordinate systems are transformed so that all marking points coincide; the location of each excitation center is shown in the ultrasound image with a sign.
  • the object is achieved by a second method with the following steps: the excitation locations of the biomagnetic measuring system, which are determined with the aid of a biomagnetic measuring system, are present in a first coordinate system; the image signals obtained with the aid of an ultrasound applicator are present in a second coordinate system; the location of the examination area when determining the image signals is compared to the Position of the investigation area unchanged when determining the excitation locations; the two coordinate systems are fixed to each other; one coordinate system is calibrated with respect to the other coordinate system so that both coordinate systems coincide; the location of each excitation location is shown in the ultrasound image with a sign.
  • a device having a biomagnetic measuring system arranged on a framework, which determines the excitation centers of the biomagnetic signals in a first coordinate system, the framework being attached to a base plate at a connection point, with one a linkage attached ultrasound applicator which determines image signals of the examination area in a second coordinate system, the linkage being connected on one side to the base plate at a reference point and one coordinate system being calibrated with respect to the other coordinate system, so that the position of each excitation can be displayed with a character in the ultrasound image.
  • Ultrasound images can be created in particular from the following examination areas: the heart with the ultrasound-permeable intercostal space or from the esophagus; the brain of toddlers across the fontanel and the entire abdomen.
  • the determination of the anatomical structure with the aid of ultrasound is particularly advantageous when the excitation centers of biomagnetic signals are assigned correctly because the ultrasound sectional images can be created immediately before or after the measurement of the biomagnetic signals without rearranging the patient.
  • the ultrasound device is brought into the shielded measuring room.
  • the ultrasound device In the case of the biomagnetic measurement itself, the ultrasound device is located outside the measuring room, so that no part of the device falsifies the biomagnetic measurements can.
  • the ultrasound device is relatively small and inexpensive compared to an X-ray or NMR system.
  • An advantageous embodiment is characterized in that the coordinates of the excitation centers in the first coordinate system are transformed into the coordinates of the second coordinate system. Since only a small number of excitation centers is determined in comparison to the number of pixels in the ultrasound sectional image, such a transformation can be carried out quickly.
  • the coordinate systems are arranged arbitrarily with respect to one another, it is sufficient according to a further embodiment that the position of at least three marking points is known, which, however, must not lie on a line.
  • a particularly advantageous embodiment is characterized by the fact that marking points lie on a surface of the examination area that is accessible to the ultrasound applicator, that the position of at least one marking point in the first coordinate system is determined with the aid of the biomagnetic measuring system, that an auxiliary mark whose Coordinates are recorded in the second coordinate system, are brought into congruence with the marking point or the marking points, and that, in the case of congruence, the coordinates of the auxiliary mark in the second coordinate system correspond to the corresponding coordinates of the existing marking points in the first coordinate system. Coordinate systems lying arbitrarily with respect to one another are thus clearly assigned to one another immediately before the ultrasound sectional images are created.
  • the ultrasound applicator is connected to a linkage, the ultrasound applicator being movable in all spatial directions via a linkage.
  • the coordinates of the cutting plane, which is scanned by the ultrasound applicator, are determined in a simple and precise manner by means of rotary and / or displacement sensors arranged on the linkage.
  • a further advantageous embodiment is characterized in that the ultrasound applicator is displaced with the aid of servomotors. This means that precisely reproducible cutting planes can be scanned automatically.
  • the coordinates of the auxiliary mark and the cutting plane are recorded via a contactless position detection.
  • a particularly advantageous embodiment is characterized in that several ultrasound sectional images are generated from the examination area, the creation of which is triggered by a periodic body signal.
  • the exact location of the excitation centers during a cardiac period can be determined.
  • a particularly advantageous embodiment of the invention is characterized in that the ultrasound applicator is designed as a transesophagus applicator, that the position of the sectional plane that can be scanned by the transesophagus applicator with respect to the first coordinate system is at least three different Nen locations of the transesophagus applicator arranged coils is determined with the help of the biomagnetic measuring system.
  • the heart is particularly well accessible to ultrasound waves from the esophagus and differently lying sectional images of the heart can be created.
  • a particularly advantageous method is characterized in that the coordinate values of the position of the cutting plane in which an excitation center lies are displayed on the screen, that the coordinate values of the position of the sectional image generated by the ultrasound applicator are displayed on the screen and that the ultrasound applicator is moved over the examination area while observing the coordinate values such that the position coordinates of the two sectional planes are the same.
  • the amount of data that is generated during a volume scan is considerably limited by only displaying a section plane on which a predetermined excitation center lies on the screen.
  • a sectional plane in which an excitation center lies can be determined in a further advantageous embodiment in that the position of the sectional plane and the position of an excitation center are shown in a 3D representation, that the excitation location is particularly emphasized when it follows a change in the position of the sectional plane lies in the sectional plane, and that a sectional image is then created in this sectional plane, the location of the excitation location being indicated in the ultrasound image with the symbol.
  • IG 1 coordinate systems displaced parallel to one another for the biomagnetic measurement and for ultrasound sectional images
  • IG 2 two arbitrarily arranged coordinate systems for the biomagnetic measurement and the ultrasound sectional images
  • IG 3 arrangement of the sectional planes in a volume scan, which results from sector scans shifted in parallel
  • IG 4 a tripod with angle and displacement sensors to determine the coordinates of an ultrasound applicator. . scanned cutting plane and for guiding the ultrasound applicator
  • IG 5 an articulated arm with angle sensor to determine the
  • IG 6 is an ultrasound applicator with light-emitting diodes arranged on its surface, which serve for contactless determination of the coordinates of the cutting plane scanned by the ultrasound applicator;
  • IG 7 shows a graphical representation of the angular position of a cutting plane in which a specific excitation center lies and the current cutting plane that can be scanned by the ultrasound applicator;
  • IG 8 is a 3D representation of the position of a specific excitation center and the position of the section plane which can be scanned at the moment.
  • FIG. 9 shows a side view of a device for the correct anatomical assignment of the excitation centers of biomagnetic signals.
  • FIG. 1 shows the position of a coordinate system Km with the coordinates xm, ym, zm, which is used to spatially represent the excitation centers measured by a SQUID system 2 (Superconducting Quantum Interference Device).
  • An ultrasound applicator 4 for transmitting and receiving ultrasound waves is arranged on a free end of a linkage 6. The ultrasound sectional images are recorded at the same location at which the biomagnetic measurements are also carried out.
  • the two coordinate systems Km and Ku are arranged to each other, a marking point 8, the position of which is known both in the coordinate system Km and in the coordinate system Ku, is indicated. It has the coordinates xml, yml, zml in the coordinate system Km and the coordinates xul, yul, perm in the coordinate system Ku.
  • a marking point 8 the position of which is known both in the coordinate system Km and in the coordinate system Ku. It has the coordinates xml, yml, zml in the coordinate system Km and the coordinates xul, yul, perm in the coordinate system Ku.
  • the two coordinate systems Km, Ku are arranged fixed to one another, then a calibration of the sensors is sufficient, regardless of their position relative to one another.
  • the two coordinate systems Km and Ku can be matched in position by calibrating the initial position of the angle and displacement sensors arranged in the linkage 6.
  • the position of the examination area must then remain unchanged when determining the image signals compared to the position of the examination area when determining the excitation locations.
  • the ultrasound device is portable and is removed from the shielded measuring chamber during the bio-magnetic measurement, so that the position of the marking points 8 in both coordinate systems Km, Ku are first determined.
  • marking points 8 at least three coils are glued to a surface of the examination area, for example the skin surface, which is accessible with the ultrasound applicator 4.
  • the coils are excited so that the location of the coils is known as marking points 8 in the coordinate system Km via the generated magnetic field using the biomagnetic measuring system.
  • the location of the coils is also determined in the coordinate system Ku. This takes place in such a way that the locations of the marking points 8 are approached before the ultrasound examination with an auxiliary mark 10 (shown in FIGS. 4 and 5) attached to the ultrasound applicator 4 or to the linkage 6.
  • These positions of the marking points 8 are then recorded in the coordinate system Ku, for example the measured values are accepted by the sensors at the push of a button.
  • the coordinates of the ultrasound applicator 4 in the coordinate system Ku with the coordinates xu, yu are continuously recorded with sensors attached to the linkage 6 and assigned to the coordinate system Km, in which the excitation centers of the biomagnetic signals, such as the excitation centers, for example an agnetocardiographic Examination (MKG excitation center) are specified.
  • the assignment takes place in such a way that one or more distinctive points in the coordinate system Km, hereinafter referred to as marking points 6, are brought into register with an excellent point of the ultrasound applicator 4, hereinafter referred to as auxiliary marking.
  • the position coordinates measured in the coordinate system Ku are stored and processed in a computer.
  • a volume 12 which contains the excitation centers of the biomagnetic signals, is then automatically scanned in many sectional planes 14 by hand or with the aid of servomotors.
  • FIG. 3 shows the volume scan for a parallel shift of sector scans.
  • the volume scan is recorded in chronological increments over a cardiac period. This means that a series of sectional images triggered by EKG are generated in each sectional plane, which reproduce the anatomical changes of this sectional plane during a cardiac period.
  • This volume information is now stored completely or only for a very specific heart phase.
  • the physiological excitation centers are now entered and displayed subsequently in the stored image of the spatially and temporally appropriate plane or in a new sectional plane calculated from the volume information.
  • This step consists of displaying a perspective model of the heart, which can be rotated and cut open with the aid of a CAD program loaded into a computer.
  • An ultrasound diagnostician familiar with ultrasound images now transfers the anatomical structure from the ultrasound image into the heart model by setting characteristic marks there for the corresponding section plane.
  • a variant C further limits the amount of data to be recorded by taking into account only one scanning plane 14 in which a specific excitation center is to be assigned to the anatomy.
  • a scanning plane containing the selected excitation center must be defined with computer means. Either the position coordinates of the scanning plane 14 are communicated to the automatic scanner or the examiner e.g. optically displayed so that the correct scanning level 14 is set.
  • the ultrasound applicator 4 is attached to a linkage 6 designed as a stand 16.
  • the ultrasound transducer 4 is suspended on the stand 16 in such a way that it can be rotated in all spatial directions xu, yu, controlled by hand or by actuating motors and displaced in translation.
  • the position of the ultrasound applicator 4 is determined by sensors so that the position of the scanned in this position
  • Section plane 14 in the coordinate system Ku is known. It is also possible to read the position of the ultrasound applicator 4 from scales and to enter them as coordinates into the ultrasound device by hand. If the positions can be changed via servomotors, then a complete volume scan or a restricted volume scan according to the second variant B can be carried out automatically.
  • the recording parameters can e.g. can be entered via a computer which also simultaneously ensures that the sectional plane coordinates in the coordinate system Ku are correctly assigned to the stored image.
  • FIG. 3 A possible realization of the stand 16 is given in FIG. 3.
  • a vertically arranged main cross member 20 is attached to a vertically arranged main support 18 in a height-adjustable manner.
  • a vertical movement of the main cross member 20 is possible and illustrated by a double arrow 22.
  • the main cross member 20 can also be moved in the horizontal position, which is indicated by a double arrow 24.
  • an L-shaped auxiliary support 26 is fastened in a rotatable manner.
  • the rotational mobility is illustrated by a curved double arrow 28.
  • a secondary cross member 30 is arranged laterally on the secondary support 26 on the secondary support 26.
  • the secondary beam 30 is similar to the main cross beam 20 in two mutually perpendicular positions wegungsraume ⁇ movably mounted, which is illustrated by a double arrow 32 and 34, respectively.
  • a bracket 36 is rotatably mounted.
  • the rotational mobility is illustrated by a curved double arrow 38.
  • the ultrasonic transducer 4 is now rotatably arranged on the free end of the holder 36, this is illustrated by a curved double arrow 40.
  • the axes of rotation which are marked by the double arrows 28, 38 and 40, are perpendicular to one another.
  • a further embodiment of a linkage 6, to which the ultrasound transducer 4 is fastened, is represented by an articulated arm 42 shown in FIG. 5.
  • This articulated arm 42 like the stand 16 according to FIG. 4, allows the ultrasound applicator 4 can be rotated and shifted translationally in all spatial directions by hand or controlled by motors, the spatial position being determined by sensors on the joints or by reading. It is therefore also possible, like the stand 16 according to FIG. 4, to carry out automatic volume scans with the aid of motor controls.
  • the articulated arm 42 according to FIG. 5 is rotatably mounted on a mounting plate 44. This rotary movement is to be illustrated by a curved double arrow 46.
  • a U-shaped bearing block 48 is rotatably mounted on the mounting plate 44.
  • a first articulated arm 50 is rotatably mounted between the legs of the bearing block 48, which is illustrated by a curved double arrow 56.
  • a second articulated arm 54 is rotatably attached, which is illustrated by a curved double arrow 56.
  • At the end of the articulated arm 50 is transverse fixed a shaft 58 on which a holder 60 is fixed.
  • the holder 60 on the shaft 58 can perform a rotary movement, which is identified by a curved double arrow 62.
  • a rotary arm 64 is rotatably mounted in the holder 60 in the direction of a curved double arrow 66.
  • the free end of the rotating arm 64 rotatably supports the ultrasonic transducer 4 in the direction of a curved double arrow 68.
  • the ultrasonic transducer 4 can be rotated in three mutually perpendicular axes of rotation .
  • the axes of rotation are identified here by the double arrows 62, 66 and 68. In this way, the ultrasound transducer 4 on the articulated arm 42 can also be easily rotated around a certain point in space.
  • each double arrow 22, 24, 28, 32, 34, 38, 40 in FIG. 4 and each double arrow 46, 52, 56, 62 is not shown in detail in FIGS. 66.
  • 68 in FIG. 5 is to indicate at the same time that the movement or change in position is detected by corresponding sensors when scanning or assigning the marking points 8 to the coordinate system Ku.
  • these double arrows are also intended to indicate the possibility of carrying out these movements in a controlled manner using servomotors, the illustration of which has also been omitted for reasons of clarity.
  • the point of contact of the ultrasound applicator 4 on the skin surface should be preferred as the fulcrum.
  • This enables simple handling when recording the sectional images.
  • Another, particularly convenient option is provided by non-mechanical position detection of the ultrasound applicator 4.
  • a possible realization is given by optical position recognition through pattern recognition, as is used in robot technology. The detection of the ultrasound applicator 4 and thus the possibility of its position determination, such as location and direction of the longitudinal axis of the transducer, is possible.
  • a further contactless measurement can be carried out by means of light-emitting diodes 70 shown in FIG. 6, which are attached to the ultrasound applicator 4 in a specific arrangement.
  • Different light-emitting diode arrangements 70 are distributed here over the circumference of the ultrasound applicator 4, so that a clear assignment to the cutting plane 14 scanned by the applicator 4 is possible.
  • the position of the light-emitting diodes 70 which light up in succession at fixed time intervals, can be easily recognized and determined by two television cameras or a camera and a mirror system, the mirror system replacing the second television camera.
  • the optical frequency of the camera and the light emitting diodes can be matched to one another.
  • the number and arrangement of the light-emitting diodes 70 can be selected redundantly, so that position detection of the applicator 4 by means of a computer is always possible by evaluating the recorded camera images, even if light-emitting diodes 70 are to be covered by the user's hand.
  • Another possibility for the contactless position determination of the ultrasound applicator 4 is given by a distance measurement, for example by an ultrasound range finder. In principle, it is a similar arrangement as in the case of the optical position determination with the aid of the light-emitting diodes 70.
  • Two or more transmitters can now be attached to the applicator 4, for example, which transmit at different frequencies and / or in succession.
  • catcher the position and direction of the axis of the ultrasonic applicator 4 can be determined.
  • the image points and their coordinates are saved at the same time with the aid of the computer in the case of automatic recordings, and the recording time e.g. which can be specified with regard to the heart phase.
  • the recording time e.g. which can be specified with regard to the heart phase.
  • a further possibility for data reduction in the case of a complete volume scan arises in a recording specified by hand.
  • the examiner determines the point in time when the ultrasound image is recorded, so that images are not recorded for all time phases. This can e.g. done with a button with which the recording time is determined. Appropriate help can be given to the examiner via an ECG triggering of the ultrasound device.
  • the coordinates are determined by optical readout, either the images recorded by the camera can be stored and later evaluated in the computer, or a position or coordinates can be determined immediately by evaluating the camera images, which leads to a considerable reduction in the amount of data , but requires a fast calculator for pattern recognition. If the position of the ultrasound applicator 4 is determined with the aid of the stand 16, the articulated arm 42 or by non-contact distance measurement, the measured applicator positions can also be transferred to a computer after reading by direct input. An automatic specification of the scanning planes 14 via the motor control is then no longer possible, because in this case there is no connection between the sensors and the motor control.
  • the heart can advantageously also be scanned using a transesophagus applicator.
  • the transesophagus applicator is equipped with at least three coils. By activating the coils, they act as magnetic dipoles, the position of which can be located by the biomagnetic measuring system. This is possible without relocating the patient from the biomagnetic measuring room, since the images can be recorded directly before or after the MKG measurements.
  • the procedure is as follows. After the applicator has been inserted, the coils are activated and the positions are determined by means of the biomagnetic system.
  • the image plane of the applicator 4 can now be shifted in a defined manner in the biomagnetic coordinate system Km and the sectional plane can then be scanned.
  • a volume scan according to variant A as well as a restricted volume scan according to variant B or only the scanning of a plane according to variant C is possible.
  • the image plane has to be displaced by means of a location measurement such that the excitation center sought lies in the image plane.
  • the calculation of the value by which distance the array in the transesophagus applicator has to be shifted can be done by the computer and can be output on a screen, for example.
  • the following procedure can be followed.
  • the ultrasound applicator 4 is placed at a point by which the origin of a sectional plane 14 is defined, identified by reference numeral 72 in FIG.
  • the rotation about the third axis is now calculated with the computer, so that the predetermined excitation center lies in the scanning plane 14.
  • the computer can, for example, be coupled to the ultrasound device in order to transmit the scan shape and the size and position of the image section. These parameters can also be entered into the computer manually.
  • the angle at which the ultrasound applicator 4 must be set can be output as a numerical value or graphically on a screen. For example, the deviation of the angle from the setpoint can be displayed in the graphic output.
  • FIG. 7 One possibility for this is given in FIG. 7.
  • an angle scale 74 the angle is given which the sectional plane must take in order to detect the center of excitation.
  • This target angle is provided with the reference numeral 76 in FIG.
  • the angular position of the current cutting plane 14 is indicated by a second mark 78 (actual angle).
  • the ultrasound applicator 4 is now rotated so that the two marks 76 and 78 coincide. This indicates that the angle matches. With this procedure, all other parameters are specified except for one angle.
  • FIG. 8 Another possibility for a graphic output is a 3D representation of the scan plane of the point to be searched. This is shown in FIG. 8, for example for a sector scan.
  • the 3D representation of the sectional plane 14 bears the reference symbol 80, the predetermined excitation center is identified by the reference symbol 82.
  • the ultrasound applicator 4 is rotated about the axes so that the excitation center 82 lies in the sectional plane 14 or 3D representation of the sectional plane 80. This can be particularly emphasized graphically on the screen by changing the point marking 82 when the excitation center comes to lie in the cutting plane.
  • the image can either be transferred to a computer and output there to an imager, the point being marked graphically by a character.
  • the excitation center 82 can be represented by corresponding characters directly in the ultrasound image of the device.
  • the two coordinate systems Km and Ku are fixed to one another.
  • the SQUID system or biomagnetic measuring system 2 already shown in FIG. 1 is movably arranged on a frame 90, so that the biomagnetic measuring system 2 can be brought close to the area of a patient to be examined and fixed there.
  • the coordinate origin of the coordinate system Km is detected by position and angle sensors installed in the frame 90. These displacement and angle sensors arranged in the frame 90 are symbolized by the arrows 92.
  • the scaffold 90 has a base plate 94 attached to a connection point 96.
  • the linkage 6 is also connected to the base plate 94 at a reference point 98 at a distance A from the scaffold.
  • the linkage 6 is formed here similar to the articulated arm 42 in Fig. 5 with the corresponding angle sensors.
  • the angle sensors initially detect the position of the ultrasound applicator 4 with respect to the reference point 98.
  • a patient table 100 is slidably arranged on the base plate 94, so that the patient table 100 is in a first end position 102 under the biomagnetic measuring system 2 and in a second end position 104 under the ultrasound applicator 4.
  • the displacement path which is arranged transversely to the longitudinal direction of the patient couch 100, is designated by delta L. Since the connection point 96 and the reference point 98 are now firmly arranged on the base plate 94, the angles and displacement sensors in the linkage 6 can be calibrated taking into account the displacement path delta L in such a way that the origins of the biomagnetic measuring system Km and of the Ku ultrasound system. It is also possible to calibrate the displacement and angle sensors 92 in the frame 90.
  • the patient couch 100 can also be firmly connected to the base plate.
  • the reference point 98 is arranged closer to the connection point 96 by the displacement path delta L.
  • the biomagnetic measuring system is then raised, so that the desired sectional images can be created with the ultrasound applicator 4 arranged on the linkage 6 without hindrance.
  • the linkage 6 is detachably fastened to the base plate 94 at the reference point 98.
  • the linkage 6 is then e.g. mobile and is only introduced in the biomagnetic measuring space for the production of the ultrasound sectional images and is connected to the base plate 94 at the reference point 98.

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Description

Verfahren und Vorrichtung zur ortsrichtigen anatomischen Zuordnung der Erregungszentren von biomagnetischen Signalen
Die Erfindung betrifft zwei Verfahren zur ortsrichtigen Zuord- nung der Erregungszentren von biomagnetischen Signalen in einem Untersuchungsgebiet mit anatomischer Struktur zu einer Bild¬ darstellung der anatomischen Struktur. Die Erfindung betrifft außerdem eine Vorrichtung zur ortsrichtigen Zuordnung der Er¬ regungszentren von biomagnetischen Signalen 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 unbeeinfluß 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 Erregungszeπtrum 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 U lagerung des Patienten aus dem abgeschirmten biomagnetischen Meßraum zur NMR- oder Röntgen-Anlage erforderlich. Bei der Umlagerung können die als Spulen vorgesehenen Positioπierungshilfen 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.
Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine Vorrichtung gelöst mit einem an einem Gerüst angeordneten biomagnetischen Meß- system, welches die Erregungszentren der biomagnetischen Sig¬ nale in einem ersten Koordinatensystem ermittelt, wobei das Gerüst mit einer Grundplatte an einem Verbindungspunkt befe¬ stigt ist, mit einem an einem Gestänge befestigten Ultraschall- Applikator, welcher Bildsignale des Untersuchungsgebiets in einem zweiten Koordinatensystem ermittelt, wobei das Gestänge einseitig mit der Grundplatte an einem Bezugspunkt verbunden und wobei ein Koordinatensystem in Bezug auf das andere Koor¬ dinatensystem kalibriert ist, so daß die Lage jedes Erregungs¬ ortes im Ultraschallbild mit einem Zeichen angezeigt werden kann.
Ultraschallbilder lassen sich insbesondere von folgenden Uπter- 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 Koordinatensystemen zu kennen. Die Annahme, daß beide Koordinatensysteme 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 da¬ durch aus, daß Markierungspunkte an einer für den Ultraschall- Applikator zugänglichen Oberfläche des Untersuchungsgebietes liegen, daß die Lage mindestens eines Markierungspunktes im ersten Koordinatensystem mit Hilfe des biomagnetischen Meß- Systems ermittelt wird, daß eine Hilfsmarke, deren Koordinaten im zweiten Koordinatensystem erfaßt werden, mit dem Markie¬ rungspunkt bzw. den Markierungspunkten in Deckung gebracht wird und daß bei Deckungsgleichheit die Koordinaten der Hilfs¬ marke im zweiten Koordinatensystem den entsprechenden Koordi- naten der vorhandenen Markierungspunkte im ersten Koordinaten- system zugeordnet werden. Damit werden unmittelbar vor Erstel¬ lung der Ultraschallschnittbilder beliebig zueinander liegende Koordinatensysteme eindeutig einander zugeordnet.
In einer weiteren Ausführungsform ist der Ultraschall-Applika- tor mit einem Gestänge verbunden, wobei der Ultraschall-Appli- kator über ein Gestänge in allen Raumrichtungen beweglich ist. Durch am Gestänge angeordneten Dreh- und/oder Weggeber werden auf einfache 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 Hil¬ fe von Stellmotoren erfolgt. Damit können automatisch genau reproduzierbare 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 Ösophagus ist das Herz besonders gut für Ultraschallwellen zu¬ gänglich 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 Erregungszentrum liegt, auf dem Bildschirm angezeigt werden, daß die Koordinatenwerte der Lage des vom Ultraschall- Applikators erzeugten Schnittbildes auf dem Bildschirm ange¬ zeigt werden und daß der Ultraschall-Applikator unter Beobach¬ tung der Koordinatenwerte so über das Untersuchungsgebiet be¬ wegt wird, daß die Lagekoordinaten der beiden Schnittebeneπ gleich sind. Mit Hilfe dieses Verfahrens wird die Datenmenge, die bei einem Volumenscan erzeugt wird, erheblich eingeschränkt, indem nur eine Schnittebene in der ein vorgegebenes Erregungs¬ zentrum 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 nde- rung der Lage der Schnittebene in der Schπittebene liegt, und daß dann ein Schnittbild in dieser Schπittebene 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; IG 2 zwei beliebig zueinander angeordnete Koordinatensysteme für die biomagnetische Messung und die Ultraschall¬ schnittbilder; IG 3 Anordnung der Schnittebenen bei einer Volumenabtastung, der sich ergibt aus parallel verschobenen Sektorabta¬ stungen; IG 4 ein Stativ mit Winkel- und Wegaufnehmer zur Ermittlung der Koordinaten der von einem Ultraschall-Applikator ..ab¬ getasteten Schnittebene und zur Führung des Ultraschall- Applikators; IG 5 ein Gelenkarm mit Winkelaufnehmer zur Ermittlung der
Koordinaten der von einem Ultraschall-Applikator abge¬ tasteten Schnittebene und zur Führung des Ultraschall- Applikators; IG 6 ein Ultraschall-rApplikator mit an seiner Oberfläche ange¬ ordneten Leuchtdioden, die zu einer berührungslosen Be¬ stimmung der Koordinaten der vom Ultraschall-Applikator abgetasteten Schnittebene dienen; IG 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; IG 8 eine 3D-Darstellung der Lage eines bestimmten Erregungs¬ zentrums und der Lage der augenblicklich abtastbaren Schnittebene.
FIG 9 eine Seitenansicht einer Vorrichtung zur ortsrichtigen anatomischen Zuordnung der Erregungszentren von biomag¬ netischen Signalen.
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 Koordinaten¬ system Km dargestellt, mit dessen Hilfe die Lage von Bild¬ punkten eines oder mehrerer Ultraschall-Schnittbilder ange¬ geben werden. Ein Ultraschall-Applikator 4 zum Aussenden und Empfangen von Ultraschallwellen ist an einem freien Ende eines Gestänges 6 angeordnet. Die Ultraschall-Schnittbilder werden am gleichen Ort aufgenommen, an dem auch die biomag¬ netischen Messungen durchgeführt werden.
In Fig. 2 sind die beiden Koordinatensysteme Km und Ku belie¬ big zueinander angeordnet, ein Markierungspunkt 8, dessen Lage sowohl im Koordinatensystem Km als auch im Koordinaten¬ system Ku bekannt ist, ist angegeben. Er hat im Koordinaten¬ system Km die Koordinaten xml, yml, zml und im Koordinaten- system Ku die Koordinaten xul, yul, zul. Bei beliebiger Lage der Koordinatensysteme Km und Ku zueinander müssen jedoch mindestens drei Markierungspunkte 8 vorhanden sein, die nicht auf einer geraden Linie liegen dürfen. Aus Gründen der Über¬ sichtlichkeit ist jedoch nur ein Markierungspunkt 8 einge- zeichnet.
Sind die beiden Koordinatensystem Km, Ku fest zueinander an¬ geordnet, dann genügt unabhängig von ihrer Lage zueinander eine Kalibrierung der Geber. Mit anderen Worten: sind das SQUID-System 2 und das Gestänge 6 zueinander fest angeordnet, dann kann eine Lageübereinstimmung der beiden Koordinaten¬ systeme Km und Ku durch eine Kalibrierung der Anfangsstellung von im Gestänge 6 angeordneten Winkel- und Weggebern erreicht werden. Die Lage des Untersuchuπgsgebietes muß dann jedoch bei der Ermittlung der Bildsignale gegenüber der Lage des Un¬ tersuchungsgebietes bei der Ermittlung der Erregungsorte un¬ verändert 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 bio¬ magnetischen Messung aus der abgeschirmten Meßkammer entfernt, so daß die Lage der Markierungspunkte 8 in beiden Koordinaten¬ systeme Km, Ku erst bestimmt werden. Als Markierungspunkte 8 werden mindestens drei Spulen an eine mit dem Ultraschall- Applikator 4 zugänglichen Oberfläche des Untersuchungsgebietes, z.B. der Hautoberfläche, geklebt. Die Spulen werden erregt, so daß über das erzeugte Magnetfeld mit Hilfe des biomagnetischeπ Meßsystems der Ort der Spulen als Markierungspunkte 8 im Ko¬ ordinatensystem Km bekannt ist. Vor oder nach der biomagneti¬ schen Messung wird der Ort der Spulen auch im Koordinatensy¬ stem 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 angebrachten Hilfsmarke 10 (in FIG 4 und 5 dargestellt) angefahren werden. Diese Positionen der Markierungspunkte 8 werden dann im Koor¬ dinatensystem 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- Applikators 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 Erregungszentren der biomagnetischen Signale, wie z.B. die Erregungszentren aus einer agnetokardiographischen Untersuchung (MKG-Erregungszentrum) , angegeben sind. Die Zu¬ ordnung erfolgt in der Art, daß ein oder mehrere markante Punkte im Koordinatensystem Km, im folgenden als Markierungs¬ punkte 6 bezeichnet, mit einem ausgezeichneten Punkt des Ultraschall-Applikators 4, im folgenden als Hilfsmarkierung bezeichnet, in Deckung gebracht werden. Die dabei gemessenen Lagekoordinaten im Koordinatensystem Ku werden in einem Rech¬ ner gespeichert und verarbeitet. Danach wird von Hand oder mit Hilfe von Stellmotoren automatisch gesteuert ein Volumen 12, das die Erregungszentren der biomagnetischen Signale ent¬ hält, 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 Verände¬ rungen dieser Schnittebene während einer Herzperiode wieder¬ geben. Diese Volumeniπformation wird nun vollständig oder auch nur für eine ganz bestimmte Herzphase gespeichert. Die phy¬ siologischen Erregungszeπtren 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 Anwender die anatomische Zuordnung leicht faßlich zu präsen- tieren, 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- w hltes 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 Ult'—<schall- 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 veräπder- lieh 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 aufeinanderstellenden Be- wegungsrichtungeπ 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 befestigt. Die Drehbeweglichkeit ist durch einen gebogenen Dop- pelpfeil 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 Drehachsen, die durch die Doppelpfeile 28, 38 und 40 gekenn¬ zeichnet sind, stehen senkrecht aufeinander. Durch die gewählte Anordnung der Drehachsen 28, 38, 40 ist es auf einfache Art möglich, den Ultraschall-Applikator 4 um einen beliebig im Raum angeordneten Aufpunkt zu drehen, ohne daß die Postion der Stüt¬ zen 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 Leuchtdiodenanordnungeπ 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 Koordninatensystem 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 Ultraschallger tes 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- gäbe 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 Wiπkelposition 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.
Bei der in Fig. 9 dargestellten Vorrichtung zur ortsrichtigen Zuordnung der Erregenszentren von biomagnetischeπ Signalen sind die beiden Koordinatensysteme Km und Ku fest zueinander angeordnet. Das schon in Fig. 1 dargestellte SQUID-System oder biomagnetische Meßsystem 2 ist an einem Gerüst 90 be¬ weglich angeordnet, so daß das biomagnetische Meßsystem 2 in die Nähe des zu untersuchenden Gebiets eines Patienten gebracht und dort fixiert werden kann. Der Koordinatenur¬ sprung des Koordinatensystems Km wird von im Gerüst 90 ein¬ gebauten Weg- und Winkelgebern erfaßt. Diese im Gerüst 90 angeordnete Weg- und Winkelgeber sind durch die Pfeile 92 symbolisiert. Das Gerüst 90 ist mit einer Grundplatte 94 an einem Verbindungspunkt 96 befestigt. Dem Gerüst gegenüber ist im Abstand A das Gestänge 6 an einem Bezugspunkt 98 eben¬ falls mit der Grundplatte 94 verbunden. Das Gestänge 6 ist hier ähnlich wie der Gelenkarm 42 in Fig. 5 mit den entsprechenden Winkelgebern ausgebildet. Die Winkelgeber erfassen die Position des Ultraschall-Applikators 4 vorerst bezüglich des Bezugs¬ punktes 98.
Eine Patentientenliege 100 ist auf der Grundplatte 94 ver- schiebbar angeordnet, so daß die Patentientenliege 100 in einer ersten Endposition 102 unter den biomagnetischen Meßsystem 2 und in einer zweiten Endposition 104 unter dem Ultraschall- Applikator 4 steht. Der Verschiebeweg, der quer zur Längsrich¬ tung der Patientenliege 100 angeordnet ist, ist mit delta L bezeichnet. Da nun der Verbindungspunkt 96 und der Bezugspunkt 98 auf der Grundplatte 94 fest angeordnet sind, können die Win¬ kel und Weggeber im Gestänge 6 unter Berücksichtigung des Ver¬ schiebewegs delta L so kalibriert werden, daß sich die Ursprün¬ ge des biomagnetischen Meßssystems Km und des Ultraschallsy- stems Ku decken. Ebenso ist es möglich, die Weg- und Winkel¬ geber 92 im Gerüst 90 zu kalibrieren.
In einer hier nicht dargestellten Variante kann die Patienten¬ liege 100 auch fest mit der Grundplatte verbunden sein. Der Bezugspunkt 98 ist um den Verschiebeweg delta L näher an dem Verbindungspunkt 96 angeordnet. Zur Erstellung der Ultraschall¬ schnittbilder wird dann das biomagnetische Meßsystem angehoben, so daß mit dem am Gestänge 6 angeordneten Ultraschallapplikator 4 ohne Behinderung die gewünschten Schnittbilder erstellt wer- den können.
In einer weiteren Variante zur Fig. 9 ist das Gestänge 6 lös¬ bar mit der Grundplatte 94 am Bezugspunkt 98 befestigt. Das Gestänge 6 ist dann z.B. fahrbar und wird nur zur Erstellung der Ultraschall-Schnittbilder in dem biomagnetischen Meßraum eingebracht und am Bezugspunkt 98 mit der Grundplatte 94 ver¬ bunden.

Claims

Patentansprüche
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, d a d u r c h g e k e n n - z e i c h n e t , 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, d a d u r c h g e - k e n n z e i c h n e t , 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, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , 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, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß die Markierungspunkte (8) an einer für den Ultraschall-Applikator (4) zugänglichen Ober¬ fläche des Untersuchungsgebietes liegen, daß die Lage mindestens eines Markieruπgspunktes (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, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , 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, d a d u r c h g e k e n n ¬ z e i c h n e t , 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, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , 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, d a d u r c h g e k e n n ¬ z e i c h n e t , 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, d a d u r c h 9 e - k e n n z e i c h n t , daß die Koordinaten teilweise mit am Gestänge (6) angeordneten linearen Weggebern ermittelt werden.
12. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 11, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß eine Verschiebung des Ul¬ traschall-Applikators (4) mit Hilfe von Stellmotoren erfolgt.
13. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 12, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß eine Verdrehung des Ultra¬ schall-Applikators (4) mit Hilfe von Stellmotoren erfolgt.
14. Verfahren nach Anspruch 5, d a d u r c h g e k e n n ¬ z e i c h n e t , 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, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , 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, d a d u r c h g e ¬ k e n n z e i c h n e t , daß die berührungslose Positionser¬ kennung mit optischen Mitteln (70) erfolgt.
17. Verfahren nach Anspruch 16, d a d u r c h g e k e n n ¬ z e i c h n e t , 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, d a d u r c h g e k e n n ¬ z e i c h n e t , 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, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , 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, d a ¬ d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß der Ultra¬ schall-Applikator (4) als Transösophagus-Applikator ausgebildet ist, daß die Position der vom Transδsophagus-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, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , 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, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß die Lage der Schnittebene und die Lage eines Errregungszentrums 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.
23. Vorrichtung zur ortsrichtigen Zuordnung der Erregungszen¬ tren von biomagnetischen Signalen in einem Untersuchungsgebiet mit anatomischer Struktur mit einem an einem Gerüst (90) ange¬ ordneten biomagnetischen Meßsystem (2), welches die Erregungs¬ zentren der biomagnetischen Signale in einem ersten Koordina- tensystem (Km) ermittelt, wobei das Gerüst (90) mit einer
Grundplatte (94) an einem Verbindungspunkt (96) befestigt ist, mit einem an einem Gestänge (6) befestigten Ultraschall-Appli¬ kator (4), welcher Bildsignale des Untersuchungsgebiets in einem zweiten Koordinatensystem (Ku) ermittelt, wobei das Ge- stänge (6) einseitig mit der Grundplatte (94) an einem Bezugs¬ punkt (98) verbunden und wobei ein Koordinatensystem in Bezug auf das andere Koordinatensystem kalibriert ist, so daß die Lage jedes Erregungsorts im Ultraschallbild mit einem Zeichen angezeigt werden kann.
24. Vorrichtung nach Anspruch 23, d a d u r c h g e ¬ k e n n z e i c h n e t , daß eine Patientenliege (100) auf der Grundplatte (94) verschiebbar angeordnet und daß die Pa¬ tientenliege (100) in einer ersten Endposition (102) unter dem biomagnetischen Meßsystem (2) und in einer zweiten End¬ position (104) unter dem Ultraschall-Applikator (4) steht.
25. Vorrichtung nach Anspruch 24, d a d u r c h g e ¬ k e n n z e i c h n e t , daß die Patientenliege (100) quer zu ihrer Längsrichtung verschiebbar ist.
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