專利名稱：用于產(chǎn)生和表示檢查圖像的方法以及所屬的超聲導(dǎo)管的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于產(chǎn)生和表示患者血管的檢查圖像的方法以及一種用于執(zhí)行該方法的合適的超聲導(dǎo)管。
背景技術(shù)：
當(dāng)今存在一整系列不同的成像方法可用，它們各自特別適合于一種特定的檢查。為成像血管和血管樹的解剖結(jié)構(gòu)，例如使用3D旋轉(zhuǎn)血管造影術(shù)作為X射線攝影方法。但是使用這種方法不能獲得關(guān)于血管內(nèi)血流速度的定量信息。
為測(cè)量血流的特征、例如血流速度，使用超聲多普勒方法，相應(yīng)的方法和裝置例如在US 5,957,138和US 5,993,390中提出。然而它們的缺點(diǎn)是所檢查的血管的解剖結(jié)構(gòu)在三維上稍欠精確，且與3D旋轉(zhuǎn)血管造影術(shù)相比顯示分辨率低。
因此，也許迄今使用超聲多普勒方法通過一種與血管造影檢查無關(guān)的檢查來測(cè)量血流速度。

發(fā)明內(nèi)容
因此，本發(fā)明提出的問題在于，提供一種用于產(chǎn)生和表示患者血管的檢查圖像的方法，通過該方法既能獲得解剖學(xué)信息也能獲得關(guān)于血管中的血流速度的信息。
為解決該問題，提供一種具有下述步驟的、本文開始部分提到的方法a)把超聲導(dǎo)管插入要檢查的血管中，b)使用一種成像方法采集包含導(dǎo)管的血管的檢查數(shù)據(jù)，c)根據(jù)成像方法的檢查數(shù)據(jù)建立一個(gè)3D數(shù)據(jù)組，d)采集超聲導(dǎo)管的檢查數(shù)據(jù)和位置，e)根據(jù)所采集的超聲導(dǎo)管的檢查和位置數(shù)據(jù)建立一個(gè)3D數(shù)據(jù)組，f)記錄成像方法和超聲導(dǎo)管的3D數(shù)據(jù)組，和
g)顯示所記錄的3D數(shù)據(jù)組。
利用本發(fā)明的方法，由分開的傳感器采集解剖學(xué)信息和關(guān)于血流速度的信息，由此產(chǎn)生分開的3D數(shù)據(jù)組，它們?cè)谟涗浐笠黄鸨伙@示。按照這種方式得到一幅三維圖像，它除解剖學(xué)信息外還作為動(dòng)態(tài)過程表示血流速度。
例如，在主動(dòng)脈的動(dòng)脈瘤的情況下使用本發(fā)明的方法可以具有特別的優(yōu)點(diǎn)。為此把超聲導(dǎo)管插入主動(dòng)脈。此外，本發(fā)明的方法可以用于頸動(dòng)脈狹窄的情況。為此把超聲導(dǎo)管插入頸靜脈或者相鄰的動(dòng)脈中。該方法還可以在大腦中的動(dòng)脈瘤或者AVM(arteriovenous malformation動(dòng)靜脈畸形)的情況下執(zhí)行。在此，把導(dǎo)管插入大腦中、例如插入一個(gè)相鄰的動(dòng)脈中。本發(fā)明的方法還可以在冠狀動(dòng)脈狹窄的情況下使用，為此把超聲導(dǎo)管在心臟中插入心房或者心室的區(qū)域內(nèi)。
為進(jìn)一步提高檢查圖像的精度，可以在本發(fā)明的方法中記錄患者的心電圖。通過心律周期的記錄，超聲檢查數(shù)據(jù)可以與心電圖的數(shù)據(jù)相關(guān)。按照這種方式，可以給每一幅單個(gè)圖像分配在該心律周期期間的各階段位置，根據(jù)這些數(shù)據(jù)可以顯示具有相同階段位置的超聲檢查數(shù)據(jù)。如果在心律周期的相同階段拍攝顯示的檢查圖像，則該顯示不受在一次心律周期的運(yùn)行中不同血流速度的影響。
根據(jù)本發(fā)明方法的一種擴(kuò)展，可以使用具有至少一個(gè)位置傳感器的超聲導(dǎo)管。該位置傳感器能夠?qū)崿F(xiàn)超聲導(dǎo)管的三維位置確定，使得能夠簡(jiǎn)化對(duì)成像方法的三維數(shù)據(jù)組的記錄。
在本發(fā)明的方法中，可以使用具有至少一個(gè)標(biāo)記的超聲導(dǎo)管，特別是該標(biāo)記可以作為血管造影標(biāo)記構(gòu)成。這種血管造影標(biāo)記既能在成像方法的X射線投影中也能在3D數(shù)據(jù)組中看見。按照這種方式，超聲檢查的3D數(shù)據(jù)組可以與成像方法的3D數(shù)據(jù)組一起記錄，以便把這兩個(gè)3D數(shù)據(jù)組組合顯示。
作為成像方法特別合適的是X射線攝影方法，例如血管造影術(shù)，特別是3D旋轉(zhuǎn)血管造影術(shù)。此外，在本發(fā)明的方法中作為成像方法還可以使用計(jì)算機(jī)斷層造影或者核磁共振。
此外，本發(fā)明涉及一種具有至少一個(gè)適于執(zhí)行本發(fā)明的方法的超聲傳感器的超聲導(dǎo)管。
根據(jù)本發(fā)明，超聲導(dǎo)管具有至少一個(gè)在拍攝圖像時(shí)可見的X射線標(biāo)記，特別是血管造影標(biāo)記或者核磁共振標(biāo)記，以及至少一個(gè)位置傳感器。本發(fā)明的超聲導(dǎo)管包括為一方面能夠采集超聲數(shù)據(jù)、另一方面能夠在通過圖像拍攝方法所產(chǎn)生的圖像上顯示該導(dǎo)管所需要的全部部件。
將X射線標(biāo)記或者核磁共振標(biāo)記做成球形具有特別的優(yōu)點(diǎn)。本發(fā)明的超聲導(dǎo)管優(yōu)選地包括多個(gè)在沿圓周分布的球形X射線標(biāo)記或者核磁共振標(biāo)記。根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)可選的結(jié)構(gòu)，可以構(gòu)成環(huán)形標(biāo)記。本發(fā)明的超聲導(dǎo)管優(yōu)選地可以具有多個(gè)、特別是兩個(gè)環(huán)形標(biāo)記。


根據(jù)實(shí)施例參照

本發(fā)明的其它優(yōu)點(diǎn)和細(xì)節(jié)。附圖中圖1表示本發(fā)明方法的流程圖；圖2表示本發(fā)明的超聲導(dǎo)管的第一實(shí)施例；圖3表示本發(fā)明的超聲導(dǎo)管的第二實(shí)施例。
具體實(shí)施例方式
圖1所示流程圖示出了用于產(chǎn)生和表示患者血管的檢查圖像的方法的重要步驟。
在將超聲導(dǎo)管插入要檢查的血管內(nèi)1后，借助于作為成像方法的3D旋轉(zhuǎn)血管造影術(shù)記錄X射線投影2。在主動(dòng)脈中有動(dòng)脈瘤的情況下，將超聲導(dǎo)管定位在主動(dòng)脈內(nèi)。在頸動(dòng)脈狹窄的情況下在頸靜脈內(nèi)或者在一個(gè)相鄰的動(dòng)脈內(nèi)使用超聲導(dǎo)管。在大腦中的動(dòng)脈瘤或者AVM(arteriovenousmalformation動(dòng)靜脈畸形)的情況下將超聲導(dǎo)管定位在大腦中或者一個(gè)相鄰的動(dòng)脈中。
通過超聲導(dǎo)管的超聲傳感器采集多普勒超聲數(shù)據(jù)3。步驟2和3，即3D旋轉(zhuǎn)血管造影的執(zhí)行和多普勒超聲數(shù)據(jù)3的采集同時(shí)進(jìn)行，必要時(shí)，在其它的方法中也相繼執(zhí)行。在第一步驟中拍攝投影，接著執(zhí)行3D旋轉(zhuǎn)血管造影。在此，插入的超聲導(dǎo)管至少其尖峰可見，由此可簡(jiǎn)化在步驟5中執(zhí)行的3D/3D記錄。另外記錄心電圖(EKG)4，以便監(jiān)視患者的心跳，和能夠把多普勒超聲數(shù)據(jù)3與心跳的各階段對(duì)應(yīng)，由此能夠依賴于心跳考慮不同的血流速度。
實(shí)時(shí)采集的多普勒超聲數(shù)據(jù)3首先作為二維數(shù)據(jù)組出現(xiàn)。同時(shí)通過設(shè)置在導(dǎo)管內(nèi)的位置傳感器采集超聲導(dǎo)管的位置數(shù)據(jù)。根據(jù)這些數(shù)據(jù)和心電圖的數(shù)據(jù)執(zhí)行多普勒超聲數(shù)據(jù)3的3D重建。
在步驟5進(jìn)行旋轉(zhuǎn)血管造影數(shù)據(jù)組和多普勒超聲數(shù)據(jù)組的3D/3D記錄。通過這一記錄使這兩個(gè)數(shù)據(jù)組匹配，能夠共同顯示兩者。
接著執(zhí)行3D可視化6，這意味著在旋轉(zhuǎn)血管造影數(shù)據(jù)組內(nèi)進(jìn)行時(shí)間分辨的多普勒超聲數(shù)據(jù)的組合的3D顯示。
在本方法中，X射線投影、在本例中為3D旋轉(zhuǎn)血管造影數(shù)據(jù)，用于顯示要檢查的血管的解剖結(jié)構(gòu)。同時(shí)實(shí)時(shí)地顯示超聲導(dǎo)管，其位置由位置傳感器采集。從這些數(shù)據(jù)重建3D旋轉(zhuǎn)血管造影數(shù)據(jù)。
EKG數(shù)據(jù)用于使2D多普勒超聲數(shù)據(jù)在時(shí)間上與一個(gè)心跳階段對(duì)應(yīng)，以便在時(shí)間上分辨地構(gòu)建3D多普勒超聲數(shù)據(jù)組。在此，選擇具有相同心跳階段的數(shù)據(jù)進(jìn)行可視化。
根據(jù)實(shí)時(shí)采集的2D多普勒超聲數(shù)據(jù)可以實(shí)時(shí)地顯示在要檢查的血管內(nèi)的血流速度，此外，根據(jù)這些數(shù)據(jù)重建3D多普勒超聲數(shù)據(jù)組。
圖2表示導(dǎo)管的第一實(shí)施例。
圖2中僅表示出導(dǎo)管7的尖峰，導(dǎo)管7包括多個(gè)相鄰設(shè)置的超聲傳感器8，通過它們以常規(guī)方式采集超聲信號(hào)。導(dǎo)管7具有四個(gè)標(biāo)記9，它們?cè)谘茉煊暗娘@示中可見。分別兩個(gè)這樣的標(biāo)記9位于超聲傳感器8之前和之后，且彼此相對(duì)設(shè)置。在導(dǎo)管7的尖峰區(qū)內(nèi)，設(shè)置一個(gè)示意表示的位置傳感器10，它能夠相對(duì)于一個(gè)坐標(biāo)系三維地采集導(dǎo)管7的瞬時(shí)位置。位置采集以已知方式通過未圖示的磁鐵進(jìn)行，這些磁鐵相應(yīng)于該坐標(biāo)系的軸對(duì)準(zhǔn)。在導(dǎo)管的另外的實(shí)現(xiàn)中也可以存在多個(gè)位置傳感器。位置傳感器10允許三維重建多普勒超聲數(shù)據(jù)組，由此把屬于相同心律周期的二維多普勒超聲數(shù)據(jù)在空間排列。
作為血管造影標(biāo)記構(gòu)造的標(biāo)記9既在X射線投影上也在3D旋轉(zhuǎn)血管造影數(shù)據(jù)組中可見。因?yàn)樵摌?biāo)記9在3D旋轉(zhuǎn)血管造影數(shù)據(jù)組中可見且標(biāo)記9相對(duì)于超聲導(dǎo)管7的尖峰的位置已知，所以可以把3D多普勒超聲數(shù)據(jù)組在時(shí)間上分辨，并淡入在3D旋轉(zhuǎn)血管造影數(shù)據(jù)組中。
圖3示出了超聲導(dǎo)管的第二實(shí)施例。與第一實(shí)施例一致，超聲導(dǎo)管11包括彼此并排設(shè)置的超聲傳感器8和一個(gè)位置傳感器10。與第一實(shí)施例不同的是提供環(huán)形標(biāo)記12、13，它們?cè)O(shè)置在超聲傳感器8之前和之后。這些環(huán)形標(biāo)記12、13既在X射線投影上也在3D旋轉(zhuǎn)血管造影數(shù)據(jù)組中可見。
在計(jì)算產(chǎn)生兩個(gè)3D數(shù)據(jù)組之后，執(zhí)行3D可視化。在組合的3D顯示中，3D旋轉(zhuǎn)血管造影數(shù)據(jù)組表示關(guān)于血管的解剖結(jié)構(gòu)的信息，并由透明顏色表示。3D多普勒超聲數(shù)據(jù)組表示血管中的血流速度的信息。該信息在時(shí)間上分辨，也就是說表示心律周期的一個(gè)確定的階段。血流速度在3D旋轉(zhuǎn)血管造影數(shù)據(jù)組中用彩色表示，例如根據(jù)不同的血流方向，從暗紅色到亮紅色或者從暗藍(lán)色到亮藍(lán)色。
在本方法的另外的變形中，3D旋轉(zhuǎn)血管造影數(shù)據(jù)組可以用3D計(jì)算機(jī)斷層數(shù)據(jù)組或者3D核磁共振數(shù)據(jù)組代替。
本方法和所建議的超聲導(dǎo)管允許在干預(yù)期間組合X射線攝影和多普勒超聲數(shù)據(jù)，以便同時(shí)采集和顯示關(guān)于解剖結(jié)構(gòu)和動(dòng)態(tài)過程的信息。通過所建議的方法，簡(jiǎn)化了兩個(gè)數(shù)據(jù)組的記錄，因?yàn)閮蓚€(gè)數(shù)據(jù)組被同時(shí)記錄，并減小由于不同的患者位置引起的偏差。
權(quán)利要求
1.一種用于產(chǎn)生和表示患者血管的檢查圖像的方法，包括下述步驟a)利用第一成像方法例如計(jì)算機(jī)斷層攝影、核磁共振、或者血管造影、特別是3D旋轉(zhuǎn)血管造影采集血管的檢查數(shù)據(jù)，b)根據(jù)該第一成像方法所采集的檢查數(shù)據(jù)建立3D數(shù)據(jù)組，c)采集位于血管中的超聲導(dǎo)管的檢查數(shù)據(jù)和位置，d)作為第二成像方法根據(jù)所采集的超聲導(dǎo)管的檢查和位置數(shù)據(jù)建立一個(gè)3D數(shù)據(jù)組，e)記錄所述第一和第二成像方法的3D數(shù)據(jù)組，和f)顯示所記錄的3D數(shù)據(jù)組。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其特征在于，記錄患者的心電圖。
3.根據(jù)權(quán)利要求2的方法，其特征在于，將超聲檢查數(shù)據(jù)與心電圖的數(shù)據(jù)相關(guān)聯(lián)。
4.根據(jù)權(quán)利要求2或3的方法，其特征在于，顯示具有與由心電圖采集的心律周期相同階段的超聲檢查數(shù)據(jù)。
5.根據(jù)上述權(quán)利要求之一的方法，其特征在于，通過超聲多普勒方法獲得所述超聲檢查數(shù)據(jù)。
6.根據(jù)上述權(quán)利要求之一的方法，其特征在于，為了三維地確定位置使用具有至少一個(gè)位置傳感器的超聲導(dǎo)管。
7.根據(jù)上述權(quán)利要求之一的方法，其特征在于，使用具有至少一個(gè)X射線標(biāo)記、特別是血管造影標(biāo)記、或者核磁共振標(biāo)記的超聲導(dǎo)管。
8.根據(jù)上述權(quán)利要求之一的方法，其特征在于，利用透明顏色表示用該第一成像方法所采集的血管的解剖結(jié)構(gòu)。
9.根據(jù)上述權(quán)利要求之一的方法，其特征在于，利用該第二成像方法采集血管中的血流速度，并且優(yōu)選地用彩色表示。
10.一種具有至少一個(gè)超聲傳感器的超聲導(dǎo)管，其中，超聲導(dǎo)管具有至少一個(gè)在圖像拍攝時(shí)可見的X射線標(biāo)記(9，12，13)、特別是血管造影標(biāo)記、或者核磁共振標(biāo)記，和至少一個(gè)位置傳感器(10)，其特征在于，X射線標(biāo)記(9)或者核磁共振標(biāo)記構(gòu)造為球形或者環(huán)形。
11.根據(jù)權(quán)利要求10的超聲導(dǎo)管，其特征在于，具有多個(gè)沿圓周分布的球形X射線標(biāo)記(9)或者核磁共振標(biāo)記。
12.根據(jù)權(quán)利要求10的超聲導(dǎo)管，其特征在于，具有多個(gè)、特別是兩個(gè)環(huán)形X射線標(biāo)記(12，13)或者核磁共振標(biāo)記。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種用于產(chǎn)生和表示患者血管的檢查圖像的方法，包括下述步驟a)使用第一成像方法例如計(jì)算機(jī)斷層攝影、核磁共振、或者血管造影、特別是3D旋轉(zhuǎn)血管造影采集血管的檢查數(shù)據(jù)，b)根據(jù)第一成像方法所采集的檢查數(shù)據(jù)建立一個(gè)3D數(shù)據(jù)組，c)采集位于血管中的超聲導(dǎo)管的檢查數(shù)據(jù)和位置，d)作為第二成像方法根據(jù)所采集的超聲導(dǎo)管的檢查和位置數(shù)據(jù)建立一個(gè)3D數(shù)據(jù)組，e)記錄第一和第二成像方法的3D數(shù)據(jù)組，和f)顯示所記錄的3D數(shù)據(jù)組。
文檔編號(hào)A61B5/0205GK1872000SQ20061009170
公開日2006年12月6日 申請(qǐng)日期2006年5月15日 優(yōu)先權(quán)日2005年5月13日
發(fā)明者埃斯特爾·卡穆斯, 馬丁·克利恩, 托馬斯·雷德爾 申請(qǐng)人:西門子公司