DE69124385T2

DE69124385T2 - Ultraschall-bilderzeugungssystem mit zusätzlichem wandler

Info

Publication number: DE69124385T2
Application number: DE69124385T
Authority: DE
Inventors: Robert Crowley
Original assignee: Boston Scientific Corp
Current assignee: Boston Scientific Corp
Priority date: 1990-09-07
Filing date: 1991-09-04
Publication date: 1997-08-28
Anticipated expiration: 2011-09-05
Also published as: WO1992003972A1; CA2094933A1; EP0547159A1; CA2094933C; JPH06504686A; EP0547159A4; US5131397A; DE69124385D1; EP0547159B1

Description

Gebiet der Erfindung

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein System zum Bestimmen des Ortes und der Ausrichtung von intravaskulären Ultraschallbildern relativ zu der äußeren Anatomie des untersuchten Organs sowie auf eine Bildkorrekturvorrichtung, welche besonders zweckmäßig in dem System ist.

Hintergrund der Erfindung

Ultraschallbild-Katheter liefern Querschnittsansichten von Lumenstrukturen und sind insbesondere zweckmäßig bei der Diagnose von obstruktiven Krankheiten, welche das vaskuläre System im Menschen beeinflussen. Obwohl es verschiedene Arten gibt, diese Art der Bilddarstellung zu bewerkstelligen, wenden die meisten Ultraschall-Bilddarstellungs-Katheter Mechanismen an, um Abtaststrahlen von Ultraschallenergie in das untersuchte Gebiet zu richten und die Rückwurfechos von diesen Strahlen in einer Folge zu empfangen zur Darstellung auf einem Fernsehschirm (CRT). Eine Ausrüstung, welche den Schall erzeugt und die Rückwurfechos empfängt, so daß der Schall auf dem Fernsehschirm angezeigt werden kann, ist bekannt.
Eines der unangenehmeren Probleme, welche während medizinischer Untersuchungen unter Verwendung von Ultraschall-Bilderzeugungs-Kathetern auftreten, ist die Schwierigkeit, welche beim nachfolgenden Zurückkehren auf die exakte selbe Stelle und mit derselben Ausrichtung der Spitze auftritt, wenn eine zweite Untersuchung desselben Gebietes des untersuchten Organs benötigt wird. Wenn die zweite Untersuchung des Organs notwendig ist, kann die Ausrichtung des auf dem Fernsehschirm angezeigten Ultraschallbildes keine Beziehung zu der äußeren Anatomie des katheterisierten Körpers haben, da ein Einführen des Katheters ihn Verdrehungen, Biegungen und anderen Zuständen aussetzt, welche die Ausrichtung der Spitze schwierig machen oder es unmöglich machen, sie genau vorherzusagen. Obwohl die Position des Katheters im allgemeinen durch Röntgen bestimmt werden kann, kann daher der Arzt ihre Ausrichtung leicht von dem Bild auf dem Fernsehschirm identifizieren, d.h. ob das von dem Katheter auf den Bildschirm übertragene Bild "aufrecht", "kopfstehend" oder irgendwo dazwischen ist.
Die Kenntnis des "aufrecht/kopfstehend"-Positionierens ist wichtig, wenn eine Folge von Ultraschallbildern für eine Anzeige nacheinander vorbereitet wird, damit Bilder geschaffen werden, welche, wenn sie zusammengruppiert werden, eine Annäherung einer dreidimensionalen Darstellung des untersuchten Organs erzeugen können.

Beschreibung des Standes der Technik

Vorrichtungen zur Verwendung von akustischen Impulsen, um Echoschall zu erzeugen, welcher auf die inneren und äußeren Merkmale verschiedener Teile des Körpers bezogen sind, sind im Stand der Technik bekannt und beschrieben worden. Martinelli et al, 4,821,731, beschreibt ein System gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 1, welches eine elektro-akustische Wandlervorrichtung beschreibt, welche an der Spitze eines Katheters angeordnet ist. Die Wandlervorrichtung kann in einen flüssigkeitsgefüllten Körperkanal oder Hohlraum eingeführt werden. Der Katheter wird in eine Position an einer speziellen Stelle im Körper bewegt, und der Wandler erzeugt akustische Impulse in den Richtungen von Interesse, welche auf einem Fernsehschirm angezeigt werden können.
Derartige Vorrichtungen weisen einen akustischen Ausgangs-Impulsgenerator und einen Empfänger auf, um die Impulse in der Form von Echos zu detektieren. Aus den Oberfiächendiskontinuitäten, der Form von Impedanzfehlabstimmungen und aus der Ultraschallfrequenz des genauen Teils des Körpers, auf welchen der Impuls gerichtet wird, kann ein Bild des Abschnittes des untersuchten Körpers auf dem Fernsehschirm angezeigt werden. Die Impulse liefern Informationen über das Gewebe, durch welches der Impuls läuft, und die Relativzeit der Rückkehrimpulse entspricht den Impedanzdiskontinuitäten, welche Informationen über die Dicke verschiedener Arten von Geweben an dem spezifischen Ort liefern, auf welchen der Anfangsimpuls gerichtet ist. Die relative Stärke der Echos gibt die Impedanzdifferenzen zwischen benachbarten Grenzen verschiedener Arten von Geweben und daher die Differenz der Dichten des Materials wider. Die akustische Technik kann deshalb benutzt werden, um dem Gewebe seinen Charakter zuzuschreiben, von welchem die Echos empfangen werden.
Die Informationen, welche erzeugt werden, sind besonders nützlich in Prozeduren wie z.B. einem Entfernen von arteriosklerotischen Belagablagerungen, welche den Blutfluß in Koronararterien einschränken. Indem die Spitze des Katheters an den Ort bewegt wird, welcher untersucht wird, können die Belagablagerungen identifiziert werden. Wenn die Stellen des Belags oder anderer Irregularitäten bestimmt werden, können die Hindernisse entfernt werden. Häufig können Techniken wie z.B. Laserbestrahlung verwendet werden, bei welchen eine optische Faser oder Fasern verwendet werden, um den Belag mittels der bekannten Techniken zu verdampfen. Der Belag kann somit ohne das mit einer Operation verbundene Trauma entfernt werden. Derartige Prozeduren benötigen jedoch spezielle Kenntnis des Ortes, der Dicke und der Dichte des zu entfernenden Belags, um Schaden an der arteriellen Wand der erkrankten Stelle zu minimieren.
Recht komplizierte Mechanismen, um den Ort präzise zu identifizieren, sind beschrieben worden und schließen eine Röntgenerfassung, die Verwendung externer Magnetfelder oder Systeme und Verfahren zum Sammeln von Datengruppen ein, welche von akustischen Signalen abgeleitet sind, welche an einer entsprechenden Vielzahl von Stellen an der erkrankten Stelle erzeugt werden und zum Beziehen der Gruppen von Daten auf die relativen Orte, von welchen sie erhalten wurden, so daß sie verwendet werden können, um ein kohärentes Bild der erkrankten Stelle zu schaffen.
Beispielhaft für derartige Systeme ist die Martinelli-et-al-Vorrichtung, welche einen Katheter aufweist, welcher teilweise in den Körper eingeführt wird, so daß die Spitze relativ zu der vorgewählten Stelle positioniert wird und Bilderzeugungsdaten, welche auf die inneren Merkmale bzw. Eigenschaften bezogen sind, akustisch durch Bewegen der Spitze zu emer Vielzahl von Positionen relativ zu der Stelle bestimmt werden können. Ein akustisches Signal kann erzeugt werden, wenn die Spitze in jeder der Positionen ist. Die akustische Energie in Reaktion auf das akustische Signal an jeder der Positionen wird abgefühlt bzw. erfaßt, so daß eine Gruppe von Daten geschaffen wird und der Ort magnetisch in jeder der Positionen abgefühlt wird. Die abgefühlten bzw. erfaßten Daten und die jeweiligen Positionen, von welchen jedes Datum erhalten wurde, werden in Relation gebracht, um ein Bild der inneren Eigenschaften des untersuchten Organs zu schaffen.
Bei der Vorrichtung gemäß dem Stand der Technik wird die Schaffung eines Bildes von einer arteriosklerotischen-Gewebsveränderung an der inneren Wand einer Arterie durch in Längsrichtung und drehmäßiges Versetzen der Katheterspitze (und somit des Wandlers in der Katheterspitze) durch die erkrankte Stelle verwirklicht, so daß eine Gruppe von Rückwurfimpulsen aus einer Reihe von Orten innerhalb der erkrankten Stelle erhalten wird. Die Gruppe von Rückwurfimpulsen, welche von jeder winkelmäßigen und longitudinalen Position des Katheters erhalten wird, kann dann zueinander in Bezug gebracht werden, so daß eine relative Rauminformation der Struktur der Abschnitte der erkrankten Stelle geschaffen werden kann, welche durch die Gruppe von Rückwurfimpulsen auf der Basis der bekannten Charakteristika verschiedener Gewebearten dargestellt werden, welche bei derartigen erkrankten Stellen in Betracht zu ziehen sind. Die Ausrichtung der Spitze des Katheters wird durch Abfühlen bzw. Erfassen der Ausrichtung der Magnetfelder durchgeführt. Die zur Schaffung derartiger Ansichten und ihrer Ausrichtungen notwendige Ausrüstung ist bestenfalls kompliziert und sperrig.
In Medical & Biological Engineering & Computing, Band 22, Nr. 3, Mai 1984, Seiten 268-271, "Ultrasonically marked catheter - a method for positive echographic catheter position identification", Breyer et al sind Systeme für eine ultraschall-geführte Katheterisierung beschrieben.

Zusammenfassung der Erfindung

Entsprechend der vorliegenden Erfindung habe ich ein neues Bilderzeugungssystem erfunden einschließlich einer Katheterspitze mit im Innern aufgenommenen Wandlern und eines akustischen Wandlers bzw. einer akustischen Sonde (Insonifier) zum Erfassen sowohl der Position als auch der Ausrichtung einer Katheterspitze, wenn sie in ein Organ oder einen Kanal des Körpers eingeführt worden ist. Das System meiner Erfindung kann Bilder von Querschnitten des Organs oder Kanals auf einem Fernsehschirm anzeigen, und der Fernsehschirm kann außerdem die Ausrichtung der Spitze gleichzeitig anzeigen.
Ein Teil des Systems weist einen Katheter auf, welcher eine Längsachse, eine Spitze und ein proximales Ende besitzt. Eine Schallbild-Erzeugungseinrichtung und eine Bilderfassungseinrichtung in der Form von Wandlern sind in der Spitze des Katheters angeordnet. Eine akustische Sonde bildet einen weiteren Teil des Systems und ist außerhalb des Abschnittes des untersuchten Abschnittes des Körpers plaziert. Die akustische Sonde weist einen Schallgenerator auf, welcher Schall bei einer Frequenz erzeugt, welche durch die in der Katheterspitze umhüllte Bilderfassungseinrichtung empfangen werden kann.
Die akustische Sonde weist eine Bildkorrekturvorrichtung bzw. einen Bildrektifier auf, welche bzw. welcher zwei Betriebsarten aufweist. In der ersten Betriebsart wird Ultraschallenergie mit weitem Winkel erzeugt bei einer Frequenz, welche durch die Bilderfassungseinrichtung empfangen und angezeigt werden kann, welche in dem Katheter eingeschlossen ist, welcher im Innern des Körpers plaziert wird. Im Betrieb wird der Weitwinkel-Ultraschall von der akustischen Sonde gegen das Äußere des Körpers in dem allgemeinen Gebiet gezwungen, von welchem angenommen wird, das die Katheterspitze dort ist. Die Darstellung des Weitwinkel-Schalls erscheint auf dem Bildschirm und schafft ein Interferenz-Muster benachbart dazu, wo die Katheterspitze angeordnet ist. Gleichzeitig sendet der Schallgenerator in dem Katheter seine eigenen Signale an den Bildschirm. Wenn das allgemeine Gebiet des Katheters geortet ist, wird der Ultraschall der akustischen Sonde so fokusiert, daß genau bestimmt wird, wo die Katheterspitze angeordnet ist. Gleichzeitig wird die Ausrichtung der Katheterspitze auf dem Bildschirm durch das Signal sichtbar, welches durch die akustische Sonde erzeugt und durch die Bilderfassungseinrichtung erfaßt wird. Das Muster von der akustischen Sonde zeigt sich auf dem Bildschirm, da das äußerlich angelegte Feld durch den Wandler innerhalb des Katheters, welcher innerhalb des Patienten angeordnet ist, aufgenommen wird. Das Muster ist am hellsten, wenn die akustische Sonde in dichtester Nähe zur Spitze des Katheters ist. Das Muster weist außerdem eine Richtungscharakteristik auf, welche wegen der Art und Weise vorhanden ist, in welcher die Schallenergie sich durch das Gewebe ausbreitet. Das Muster bildet ein anschaubares Bild auf dem Bildschirm, welches korrekt die Ausrichtung der Katheterspitze relativ zu der akustischen Sonde anzeigt.
Die wirksamste Übertragung von Schallenergie von der akustischen Sonde zu der Bilderfassungseinrichtung tritt auf, wenn die zwei Vorrichtungen einander gegenüberliegen. Indem man die Ausrichtung der einen der Vorrichtungen kennt, kann die Position zu jeder gegebenen Zeit von jeder von ihnen bestimmt werden. Das anschaubare Bild der akustischen Sonde kann ein helles Licht sein, welches zu dem Gebiet des Bildes scheint und der Richtung der akustischen Sonde entspricht. Wenn das Anzeige-Bilderzeugungssystem, die Bildröhre (CRT) mit einer Einrichtung zum elektronischen Rotieren des Bildes ausgerüstet ist, dann kann die Ausrichtung (aufrecht, kopfstehend usw.) korrekt und wiederholt zusammen mit einer Information der exakten Position der Katheterspitze angezeigt werden. Eine Markiervorrichtung kann der akustischen Sonde hinzugefügt werden, um permanent zu markieren und zu identifizieren, wo sich der Katheter relativ zum Äußeren des Körpers befindet.

Kurze Beschreibungen der Zeichnungen

Figur 1 ist eine Ansicht des Systems, und zwar teilweise im Querschnitt, gemäß der vorliegenden Erfindung einschließlich eines in einer Arterie angeordneten Katheters, einer Bildkorrekturvorrichtung und zugehörige elektro-akustische Übertragungs- und Anzeigevorrichtungen.
Figur 2 ist eine Schnittansicht einer akustischen Zweibereichs-Übertragungsvorrichtung, welche innerhalb des Systems der vorliegenden Erfindung verwendet werden kann.
Figur 3 ist eine Ansicht eines Sonogramms, wie es auf einer Katheterimpulsröhre angezeigt wird, wobei die Ausrichtung des Katheters durch ein Interferenzsignal bestimmt werden kann.

Beschreibung der bevorzugten Ausführungsbeispiele

Bezugnehmend auf Figur 1 ist der Katheter 20 innerhalb einer Arterie 28 angeordnet, wobei der Spitzenabschnitt 30 gegenüber einer stenotischen Gewebsveränderung, welche bei 32 gezeigt ist, positioniert ist. Ein Wandler 34, welcher in dem Spitzenabschnitt 30 angeordnet ist, ist so positioniert, daß er einen Strahl akustischer Impulse von dem Spitzenabschnitt 30 quer zu der Längsachse 22 des Katheters 20 vorzugsweise durch ein Fenster 30a überträgt. Schallimpulse werden in Antwort auf elektrische Impulse erzeugt, welche entlang einer Gruppe von isolierten elektrischen Leitern (nicht gezeigt) übertragen werden, welche innerhalb eines Kabels 50 angeordnet sind. Die Erzeugung und das Empfangen von Schall kann durch den Wandler 34 realisiert werden, welcher ein einzelner Wandler sein kann, welcher zwischen einem Übertragungsmodus und einem Empfangsmodus hin- und hergeschaltet werden kann. Vorzugsweise wird jedoch eine Gruppe von Wandlern 34 und 34a verwendet, wobei einer zur Übertragung geschaltet und der andere zum Empfangen geschaltet ist. Die akustischen Impulse werden entlang eines Übertragungsradiuses 38 übertragen und gelangen in eine Gewebsveränderung 32 und die darunterliegende arterielle Wand 28. Akustische Echos, welche durch Impedanzfehlabstimmungen der verschiedenen Oberflächen der unterschiedlichen Substrate reflektiert werden, kehren zu dem Wandler 34 (oder 34a) zurück und werden in elektrische Signale umgewandelt, welche durch die Leiter in dem Kabel 50 übertragen werden. Der Wandler ist innerhalb des Spitzenabschittes 30 angeordnet und kann um die Längsachse 22 rotieren. Eine derartige Rotation wird durch Drehen des Kabels 50 mit einem Motor 51 bewirkt. Der Motor 51 und die Verwendung eines Wandlers, welcher in einem Katheter auf einem drehbaren Kabel angeordnet ist, sind bekannt.
Bei dem gewöhnlichen Betrieb eines Ultraschall-Bilderzeugungs-Katheters und der Anzeige des Bildes positioniert eine Motorsteuervorrichtung den Wandler 34 für die nächste Abtastzeile. Innerhalb einer konventionellen Einheit 53 treibt ein Übertragungs-Pulser den Ultraschallwandler. Der Wandler 34 wandelt die elektrische Energie in akustische Energie um und emittiert eine Schallwelle bei einer vorbestimmten Frequenz. Die Schallwelle wird von dem Abschnitt 32 des untersuchten Organs reflektiert. Ein Anteil der Schallwelle kehrt zu dem Wandler 34 (oder zu einem zweiten Wandler 34a, welcher in dichter Nähe zu dem ersten angeordnet ist) zurück. Die akustische Energie wird wieder in elektrische Energie umgewandelt. Ein Empfänger in der Einheit 53 sucht eine Wellenform der elektrischen Energie und gibt den ursprünglich übertragenen Impuls aus. Die erhaltenen Informationen werden so verarbeitet, daß die Signalamplitude in die Intensität umgewandelt wird und die Zeit von dem ursprünglich übertragenen Impuls und das Signal werden in eine Entfernung umgesetzt. Die Helligkeits- und Entfernungsinformation werden in eine Vektor/Abtast-Steuerungseinrichtung übertragen, welche zusammen mit den Positionsinformationen von der Muttersteuerungseinrichtung die Polarkoordinaten in rechtwinklige Koordinaten für einen Rastermonitor umwandelt. Der Prozeß kann viele tausend Male pro Sekunde wiederholt werden, um ein zweidimensionales Ultraschall-Realzeit-Bild des untersuchten Subjektes und zur Anzeige auf einem Fernsehschirm 53a und zum Aufzeichnen wiederholt werden.
Zusätzlich zu dem auf dem Fernsehschirm 53a von den Wandlern in dem Katheter dargestellten Bild ist ein zweites Bild auf dem Fernsehschirm durch eine Bildkorrekturvorrichtung dargestellt. Wie zuvor ausgeführt, werden die Schallemisionen für das zweite Bild durch die Bildkorrekturvorrichtung erzeugt und sind als gepunktete Linien 56 gezeigt. Bei dem veranschaulichten Beispiel wird ein Weitwinkelsignal durch die Bildkorrekturvorrichtung erzeugt, was es dem Nutzer ermöglicht, die Vorrichtung in dem allgemeinen Gebiet des Körpers 46 zu reiben, in welchem man annimmt, daß sich die Katheterspitze 30 befindet. Sobald die Vorrichtung 55 in dem allgemeinen Bereich der Katheterspitze 30 angeordnet worden ist, zeigt sich ein Interferenzsignal auf dem Fernsehschirm. Wenn das Gebiet allgemein festgestellt bzw. ausgemacht ist, kann die Emission von der Vorrichtung 55 so fokusiert werden, daß ein schmaleres Signal erzeugt wird, wodurch ein heller Bereich auf dem Fernsehschirm geschaffen wird, welcher der relativen Position der Vorrichtung 55 und der Spitze 30 des Katheters entspricht. Danach kann mit einer geeigneten Einstellung das "Obere" des untersuchten Organs auf dem Fernsehschirm nach Wunsch eingestellt werden. Aus der Zeichnung ist ersichtlich bei dem bevorzugten Ausführungsbeispiel, daß keine elektrische Verbindung zwischen der Einheit 53 und der Vorrichtung 55 existiert, obwohl in einigen Fällen es wünschenswert sein kann, einen Impulsstab zu verwenden, welcher von einem gewöhnlichen Impulsgenerator in der Einheit 53 zum Zuführen eines Impulses sowohl der Vorrichtung 55 als auch dem Wandler 34 gepulst wird. Das Signal von der Vorrichtung 55 sollte vorzugsweise so gepulst sein, daß es Leistung konserviert, da die Vorrichtung 55 batterie-betrieben ist und ein kontinuierlicher Betrieb der Vorrichtung 55 ihre Leistung rasch reduziert. In solchen Fällen, in welchen es sich herausgestellt hat, daß es effizienter ist, Impulse in jedem Wandler zu verwenden, welche von einer einzigen Quelle erzeugt wurden, ist eine elektrische Verbindung zwischen der Vorrichtung 55 und der Einheit 53 erforderlich.
Bezugnehmend auf Figur 2 ist ein Ausführungsbeispiel der Schallbildkorrekturvorrichtung gezeigt. Das bevorzugte Ausführungsbeispiel einer Vorrichtung weist einen röhrenförmigen Körper mit einem Bedienungsende 82 und einem Untersuchungsende 84 auf. Das Bedienungsende 82 ist mit dem Untersuchungsende 84 mittels Gewinde 79 und eines Außen/Innen-Paßstückes verbunden. Ein Ein/Aus-Knopf 63 gleitet innerhalb eines Kragens 65, welcher vorzugsweise mittels Gewinde an dem Ende des Bedienendes 82 angebracht ist. Der Kragen 65 kann abgeschraubt werden, um es dem Nutzer zu ermöglichen, an ein Batterieset 67 für deren Austausch zu gelangen. Der Knopf 63 ist normalerweise in einer "Aus"-Position mittels einer Feder 71 vorgespannt, wie es bei vielen batterie-betätigten Vorrichtungen üblich ist. Das Batterieset 67 sitzt auf einer Feder 73, welche auf einer Wand 76 ruht.
Eine innerhalb des Bedienendes 82 angeordnete Kammer 74 nimmt in einem Gehäuse eine konventionelle Impulsgeneratorschaltung auf, welche auf einer Leiterplatte 75 angeordnet ist. Eine elektrische Verbindung zwischen dem Batterieset 67 und der Impulsgenerator-Leiterplatte 75 wird durch einen Draht 77 hergestellt.
Ein Koaxialdraht 81 erstreckt sich von der Leiterplatte 75 und der oberen Kammer 74 durch eine Wand 78 bis zur Oberseite eines Stempels 83. Das Koaxialkabel 81 besitzt eine ausreichende Länge, damit der Stempel 83 entlang der Achse einer unteren Kammer 85 bewegt werden kann. Der Stempel 83 besitzt einen Knopf 83a, welcher sich nach außen von der unteren Kammer 85 erstreckt und in einem Schlitz 85a bewegbar ist. Ein Hohlstab 87 erstreckt sich von dem Stempel 83 und nimmt das Koaxialkabel 81 auf. Eine Stützplatte 89, welche vorzugsweise durch Kniestücke 89a gestützt ist, ist an dem Ende des Stabes 87 und innerhalb des Prüfendes 84 der Vorrichtung angeordnet. Ein Wandler 91 ist an der Stützplatte 89 angeordnet und ist mit dem Koaxialkabel 81 verbunden. Die Spitze des Prufendes 84 bildet eine Fluidhaltekammer 92 und ist mit Fluid 93 gefüllt, welches gewöhnlich für die Übertragung von Schall verwendet wird. Fluide können z.B. Wasser, Öl oder Silikone sein. Um die Fluide innerhalb der Kammer 92 zu halten, sitzt der Stab 87 innerhalb einer O-Ringdichtung 92, welche ein Lecken verhindert. Ein Fenster 95, welches im allgemeinen aus Kunststoff ausgebildet ist, welcher transparent für Schallwellen ist, ist in der Spitze angeordnet.
Eine Bewegung des Stempels 83 relativ zu dem Fenster 95 bewegt den Wandler 91 relativ zu dem Fenster 95. Wenn der Wandler 91 am weitesten entfernt relativ zu dem Fenster 95 angeordnet ist, ist die Schallabstrahlung am schärfsten im Fokus. Wenn er näher an das Fenster 95 bewegt wird, wird der Focus reduziert, das Gebiet, welches bestrahlt wird, ist jedoch breiter. Somit kann die Bildkorrekturvorrichtung 55 über einen weiten Bereich umherbewegt werden, wobei der Wandler 91 am nächsten dem Fenster 95 ist, bis sich das Interferenzverfahren auf dem Fernsehschirm zeigt. Dann kann der Fokus durch Bewegen des Wandlers 91 weg von dem Fenster 95 enger gemacht werden, um den präzisen Ort der Katheterspitze zu bestimmen.
Um permanent den exakten Ort dessen zu identifizieren, wo der Katheter auf der Innenseite des Körpers sich befindet, habe ich eine Markierungsbuchse 97 einbezogen, welche gleitbar um das Ende des Prüfendes 84 angeordnet ist. Die Markierungsbuchse 97 kann eine Filzspitze 97a und eine Farbstoffzufuhr 97b aufweisen. Wenn das Interferenzsignal durch die Bedienperson der Ausrüstung auf dem Fernsehschirm 53a gesehen wird und wenn der Katheter präzise angeordnet worden ist, kann die Buchse 97 entlang des Prüfendes 85 bewegt werden und kann den präzisen Ort auf der Haut zur weiteren Verwendung markieren. Konventionelle Markierfarbstoffe können an dem Ende der Buchse 97 verwendet werden, um das Markieren zu bewirken.
Bezugnehmend auf Figur 3 ist eine Ansicht eines Interferenzmusters gezeigt, welches über ein typisches Sonogramm einer Arterie gelegt ist. In dem Sonogramm ist der kreisförmige dunkle Eintrittsbereich das Lumen des Katheters. Der kreisförmige helle Bereich ist die Wand des Katheters. Rechts von dem hellen Bereich (zwischen 12 und 5 Uhr) ist ein dunkler Abschnitt, welcher der Abschnitt der Arterie ist, welche Blut führt und nicht vom Katheter eingenommen ist. Die Wände der Arterie sind skizzenhaft als die Linie zwischen dem Blut enthaltenen dunklen Abschnitt und dem es umgebenden hellen Gebiet dargestellt. Ein kreisförmiges dunkles Gebiet ist bei 9 Uhr gezeigt. Dieses Gebiet stellt eine Vene dar, welche benachbart zu der Arterie ist. Die allgemein radialen hellen Linien bei 12, 1 und 3 Uhr sind das durch die Bildkorrekturvorrichtung gebildete Interferenzmuster. Mit dieser visuellen Darstellung des Interferenzmusters ist es für die Bedienperson möglich, die Ausrichtung des Katheters in der untersuchten Arterie mit Gewißheit festzulegen. Mit einer zusätzlichen Reduktion des Fokus der Bildkorrekturvorrichtung kann das Interferenzmuster nach Wunsch enger gemacht werden, oder es kann in ein Zeichen wie z.B. einen Pfeil umgewandelt werden.
Es versteht sich, daß Modifikation und Änderungen durchgeführt werden können. Meine Erfindung soll jedoch lediglich durch den Schutzumfäng der beigefügten Ansprüche begrenzt bzw. beschränkt sein.

Claims

1. Bildsystem zum Erzeugen von intravaskulären Ultraschallbildern von einem menschlichen Körper, aufweisend:

einen Katheter (20) mit einer Längsachse (22), einem distalen Ende (30) und einem proximalen Ende, wobei der Katheter des weiteren eine Schallbilderzeugungseinrichtung (34) und eine Schallbildaufnahmeeinrichtung (34a) aufweist, welche in dessen distalem Ende angeordnet ist, wobei der Katheter so angepaßt ist, daß er in einem vaskulären Organ (28) des Körpers (46) angeordnet ist und in der Lage zu einer zufälligen axialen Ausrichtung innerhalb des vaskulären Organs (28) relativ zum Äußeren des Körpers (46) ist;

dadurch gekennzeichnet, daß

zum Erfassen der Postion und Ausrichtung des Katheters (20) und um eine Bedienperson des Systems in die Lage zu versetzen, die Vorrichtung in derselben Position und Ausrichtung zu repositionieren, das System eine außerhalb des Körpers (46) anzuordnende akustische Sonde (55) (insonifier), welche funktionsmaßig mit der Schallbildaufnahmeeinrichtung (34a) derart verbindbar ist, daß sie Schall bei einer Frequenz bereitstellt, welcher durch die Schallbildaufnahmeeinrichtung (34a) erfaßt werden kann;

und eine Einrichtung (53,53a) zum Anzeigen eines durch die Schallbildaufnahmeeinrichtung (34a) erfaßten Bildes und zum gleichzeitigen Anneigen auf derselben Anzeigevorrichtung des Schallmusterbildes aufweist, welches durch die akustische Sonde (55) erzeugt wird. wobei die Schallbilderzeugungseinrichtung (34) und die Schallbildaufnahmeeinrichtung (34a) um die Längsachse (22) des Katheters (20) drehbar sind, wodurch ein Sonogram (53a) erzeugt wird, welches einen Querschnitt des katheterisierten vaskulären Organs darstellt.

2. Bildsystem nach Anspruch 1, welches des weiteren in der akustischen Sonde (55) eine Einrichtung (83,87,91) zum Erzeugen von Ultraschallwellen mit sowohl schmalem als auch breitem Winkel aufweist.

3. Bildsystem nach Anspruch 1, bei welchem die durch die akustische Sonde (55) erzeugte akustische Energie zwei Stufen aufweist, wobei die erste Stufe einen breiten Schwall akustischer Energie schafft und die zweite Stufe einen engfokusierten Schallabgabestrahl aufweist, wodurch der Nutzer in die Lage versetzt wird, die untersuchte allgemeine Fläche anfänglich zu identifizieren und dann klar auf die präzise Fläche zu fokusieren.

4. Bildsystem nach Anspruch 1, bei welchem die akustische Sonde (55) ein Gehäuse, ein proximales Ende (65), ein distales Ende und ein an dem distalen Ende angeordnetes Fenster (95), eine in dem Gehäuse an dessen distalem Ende angeordnete Kammer (92), eine in der Kammer angeordnete Schallbilderzeugungseinrichtung (91) und eine Pulserzeugungseinrichtung (75) welche in dem proximalen Ende angeordnet ist, um Pulse für die Schallbilderzeugungseinrichtung (91) zu erzeugen, und eine Einrichtung (81) aufweist, welche die Pulserzeugungseinrichtung (75) mit der Schallbilderzeugungseinrichtung (91) verbindet;

wobei das durch die akustische Sonde (55) erzeugte Bild als ein Interferenzsignal angezeigt wird, um so die Ausrichtung des Katheters anzuzeigen, wodurch die Bedienperson des Systems die Ausrichtung der Bilderzeugungs- und Bildaufnahmeeinrichtung bestimmen kann.

5. Bildsystem nach Anspruch 1 oder 4, welches des weiteren eine Markierungseinrichtung (97) aufweist, um den Ort der Schallabgabeeinrichtung an dem Äußeren des untersuchten Körpers zu markieren.

6. Bildystem nach Anspruch 1, wobei die akustische Sonde aufweist:

ein Gehäuse (84) mit einer ultraschall-transparenten Spitze (95), einem proximalen Ende und einem distalen Ende;

eine in dem Gehäuse (84) an dem distalen Ende davon angeordnete Kammer (92);

eine in der Kammer (92) angeordnete Schallbilderzeugungseinrichtung (91), wobei die Schallbilderzeugungseinrichtung (91) auf einer Langsachse relativ zu der transparenten Spitze (95) aus einer vorgeschobenen Position, in welcher sie Ultraschallabstrahlungen in einem breiten Winkel erzeugen kann, welche als unfokusierte Abstrahlungen durch die Ultraschallbilderzeugungseinrichtung (91) empfangen werden können, welche innerhalb des Körpers angeordnet ist, in eine zurückgezogene Postion weg von der transparenten Spitze (95) bewegbar ist, in welcher sie fokusierte Schallabstrahlungen erzeugen kann und welche als fokusierte Abstrahlungen durch die Vorrichtung empfangen werden können;

eine Einrichtung (83a) zur Bewegung der Schallbilderzeugungseinrichtung (91) aus der zurückgezogenen Postion in die vorgeschobene Position;

eine Pulserzeugungseinrichtung (75), welche in dem proximalen Ende des Gehäuse (84) angeordnet ist;

eine Einrichtung (81), welche die Pulserzeugungseinrichtung (75) mit der Schallbilderzeugungseinrichtung (91) verbindet.

7. Bildsystem nach Anspruch 6, welches des weiteren eine Markiereinrichtung (97) aufweist, um den Ort der akustischen Sonde an dem Äußeren des untersuchten Körpers zu markieren.

8. Bildsystem nach Anspruch 6, bei welchem die Schallbilderzeugungseinrichtung (91) ein an einem auf einer Längsachse bewegbaren Plunger angeordneter Transducer ist.