DE102013219746A1 - Ultrasound system with three-dimensional volume representation - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft ein Ultraschallsystem (10) zur Erzeugung einer 3 dimensionalen Volumendarstellung eines Untersuchungsgewebes (40, 70), mit einem ersten Ultraschallkopf (12). Eine Gaze (20) ist vorgesehen, welche reflektierende Elemente (21) aufweist, die die Ultraschallwellen teilweise reflektieren, wobei die reflektierenden Elemente in einem vorbestimmten Muster angeordnet sind. Eine Auswerteeinheit (16) wertet die von der Sende- und Empfangseinheit reflektierten Ultraschallwellen aus und erzeugt ein Ultraschallbild. Durch einen Zusammenhang, wie vorbestimmte Signalanteile, die von den reflektierenden Elementen (21) der Gaze (20) in den reflektierten Ultraschallwellen erzeugt werden, in den reflektierten Ultraschallwellen in Abhängigkeit von der Position des Ultraschallkopfes (12) auf der Gaze ausgebildet sind, bestimmt die Auswerteeinheit (16) mit Hilfe des Zusammenhangs und der reflektierten Ultraschallwellen die Position des Ultraschallkopfes (12) auf der Gaze (20) und speichert die Position des Ultraschallkopfes in Verbindung mit dem zugehörigen Ultraschallbild. Eine Recheneinheit (18) berechnet aus der Position des Ultraschallkopfes bei einem ersten Ultraschallbild, aus der Position des Ultraschallkopfes bei einem zweiten Ultraschallbild ein 3 dimensionales Volumen des Untersuchungsgewebes (40, 70).The invention relates to an ultrasound system (10) for generating a 3-dimensional volume representation of an examination tissue (40, 70) with a first ultrasound head (12). A gauze (20) is provided which has reflecting elements (21) which partially reflect the ultrasonic waves, the reflecting elements being arranged in a predetermined pattern. An evaluation unit (16) evaluates the ultrasonic waves reflected by the transmitting and receiving unit and generates an ultrasound image. By a relationship, how predetermined signal components generated by the reflective elements (21) of the gauze (20) in the reflected ultrasonic waves are formed in the reflected ultrasonic waves depending on the position of the ultrasonic head (12) on the gauze, determines Evaluation unit (16) with the help of the context and the reflected ultrasonic waves, the position of the ultrasound head (12) on the gauze (20) and stores the position of the ultrasound head in conjunction with the associated ultrasound image. A computing unit (18) calculates a 3-dimensional volume of the examination tissue (40, 70) from the position of the ultrasound head in a first ultrasound image, from the position of the ultrasound head in a second ultrasound image.
Description
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Ultraschallsystem zur Erzeugung einer dreidimensionalen Volumendarstellung eines Untersuchungsgewebes und ein Verfahren hierfür.The present invention relates to an ultrasound system for generating a three-dimensional volume representation of an examination tissue and a method therefor.
Bei dem Einsatz von handgeführten Untersuchungen allgemein, aber auch bei genaueren Untersuchungen durch die Kombination von verschiedenen Schallemittern, beispielsweise für zusätzliche Informationen wie elastographische Gewebeeigenschaften oder auch höhere Eindrangtiefe oder Erweiterung des Gesichtsfeldes durch Schrägeinstrahlung, ist es aktuell nicht möglich, aus den einzelnen Ultraschallbildern ein Gesamtvolumen zusammenzusetzen oder Teilvolumen örtlich in Beziehung zu setzen. Ausnahmen hierzu sind Systeme, bei denen der Ultraschallkopf einen vordefinierten Weg abfährt, der reproduzierbar ist. Diese Systeme sind jedoch aufwendig und schwer reproduzierbar bei zeitlich auseinander liegenden Untersuchungen eines Gewebes. Das Fehlen einer örtlichen Einbettung der Schallbilder bedeutet weiterhin einen erhöhten Aufwand bei der schriftlichen Dokumentation der Untersuchung. Ebenso ist es schwierig, bei zeitlich versetzten Nachkontrollen einen Unterschied zwischen vorher und nachher zu bestimmen, da nicht sichergestellt werden kann, dass bei beiden zeitlich versetzten Untersuchungen die Gewebe identisch untersucht werden.In the use of hand-guided investigations in general, but also in more detailed investigations by the combination of different sound emitters, for example, for additional information such as elastographic tissue properties or higher Eindrangtiefe or extension of the field of view by oblique radiation, it is currently not possible from the individual ultrasound images a total volume to relate locally or to relate partial volumes locally. Exceptions to this are systems in which the ultrasound head departs a predefined path that is reproducible. However, these systems are complicated and difficult to reproduce in temporally spaced examinations of a tissue. The lack of a local embedding of sound images also means an increased effort in the written documentation of the investigation. Likewise, it is difficult to determine a difference between before and after in staggered post-controls, since it can not be ensured that the tissues are identically examined in both staggered examinations.
Insgesamt ist es im klinischen Einsatz nur möglich, Volumen aus Bereichen der Ultraschallbilder zu berechnen, wenn die Ultraschallköpfe einen vorbestimmten bekannten Verfahrweg verfahren. Es existieren Methoden die auf einer featurebasierten Registrierung der Bilddaten basieren und ein zusammengesetztes Volumen erzeugen könnten. Diese sind aber Fehleranfällig und können insbesondere keine Teilvolumen (oder Aufnahmen mehrerer verschiedener Schallköpfe) in örtliche Beziehung setzten.Overall, in clinical use it is only possible to calculate volumes from regions of the ultrasound images when the ultrasound transducers travel a predetermined known travel path. There are methods based on feature-based registration of the image data that could generate a composite volume. However, these are error-prone and, in particular, can not place partial volumes (or recordings of several different transducers) in a local relationship.
Es ist daher eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung ein Ultraschallsystem bzw. ein Verfahren vorzuschlagen, die es erleichtern, Volumenberechnungen auf der Grundlage von Ultraschallbildern durchzuführen.It is therefore an object of the present invention to propose an ultrasound system or method that makes it easier to perform volume calculations based on ultrasound images.
Diese Aufgabe wird durch die Merkmale der unabhängigen Ansprüche gelöst. Bevorzugte Ausführungsformen sind in den abhängigen Ansprüchen beschrieben.This object is solved by the features of the independent claims. Preferred embodiments are described in the dependent claims.
Gemäß einem ersten Aspekt der Erfindung wird ein Ultraschallsystem zur Erzeugung einer dreidimensionalen Volumendarstellung eines Untersuchungsgewebes bereitgestellt, wobei das Ultraschallsystem einen ersten Ultraschallkopf, z. B. ein Linearschallkopf, mit zumindest einer Sende- und Empfangseinheit aufweist, die ausgebildet ist, Ultraschallwellen auszusenden und reflektierte Ultraschallwellen zu empfangen. Weiterhin ist eine Gaze vorgesehen, die reflektierende Elemente aufweist, welche die Ultraschallwellen teilweise reflektieren. Die reflektierenden Elemente sind hierbei in einem vorbestimmten Muster angeordnet. Das Ultraschallsystem weist eine Auswerteeinheit auf, die von der Sende- und Empfangseinheit reflektierten Ultraschallwellen auswertet und die unter Anderem ein Ultraschallbild erzeugt. Das System weist weiterhin eine Speichereinheit auf, in welcher ein Zusammenhang gespeichert ist, wie vorbestimmte Muster, die von den reflektierenden Elementen der Gaze in den reflektierten Ultraschallwellen erzeugt werden, in den reflektierten Ultraschallwellen in Abhängigkeit von der Position des Ultraschallkopfes auf der Gaze ausgebildet sind. Die Auswerteeinheit bestimmt dann mit Hilfe dieses gespeicherten Zusammenhangs und der reflektierten Ultraschallwelle die Position des Ultraschallkopfes auf der Gaze und speichert die Position des Ultraschallkopfes in Verbindung mit einem bei der zugehörigen Position des Ultraschallkopfes erzeugten Ultraschallbild. Die Auswerteeinheit speichert die Position des Ultraschallkopfes für ein erstes Ultraschallbild und eine weitere Position des Ultraschallkopfes für zumindest ein zweites Ultraschallbild.According to a first aspect of the invention, an ultrasound system for generating a three-dimensional volume representation of an examination tissue is provided, wherein the ultrasound system has a first ultrasound head, for. B. a linear sound head, having at least one transmitting and receiving unit, which is designed to emit ultrasonic waves and to receive reflected ultrasonic waves. Furthermore, a gauze is provided which has reflecting elements which partially reflect the ultrasonic waves. The reflective elements are arranged in a predetermined pattern. The ultrasound system has an evaluation unit, which evaluates ultrasound waves reflected by the transceiver unit and which, inter alia, generates an ultrasound image. The system further comprises a storage unit in which a relationship is stored as predetermined patterns formed by the reflective elements of the gauze in the reflected ultrasonic waves are formed in the reflected ultrasonic waves depending on the position of the ultrasonic head on the gauze. The evaluation unit then uses this stored relationship and the reflected ultrasonic wave to determine the position of the ultrasonic head on the gauze and stores the position of the ultrasonic head in conjunction with an ultrasound image generated at the associated position of the ultrasonic head. The evaluation unit stores the position of the ultrasound head for a first ultrasound image and a further position of the ultrasound head for at least one second ultrasound image.
Die Recheneinheit kann dann aus der Position des Ultraschallkopfes beim ersten Ultraschallbild, dem Ultraschallbild, aus der Position des Ultraschallkopfes bei dem zumindest einem zweiten Ultraschallbild und dem zumindest einem zweiten Ultraschallbild ein dreidimensionales Volumen des Untersuchungsgewebes berechnen bzw. die beiden Bilder können in einem 3D-Volumen korrekt zueinander angeordnet werden.The arithmetic unit can then calculate a three-dimensional volume of the examination tissue from the position of the ultrasound head in the first ultrasound image, the ultrasound image, from the position of the ultrasound head in the at least one second ultrasound image and the at least one second ultrasound image or the two images can in a 3D volume be arranged correctly to each other.
Durch die Verwendung der reflektierenden Elemente werden in den reflektierten Ultraschallwellen vorbestimmte Signalmuster bzw. Signalanteile erzeugt. Da die vorbestimmten Muster der reflektierenden Elemente bekannt sind, kann durch Identifizieren der vorbestimmten Signalanteile in den reflektierten Ultraschallsignale auf die Position des Ultraschallkopfes auf der Gaze geschlossen werden. Durch die in dem vorbestimmten Muster vorhandenen reflektierenden Elemente kann deshalb die Position des Ultraschallkopfes auf der Gaze bestimmt werden und zusammen mit dem Bild gespeichert werden. Wenn die Position der Gaze auf dem untersuchten Gewebe bekannt ist oder zwischen Messungen nicht verändert wurde, so können Ultraschallmessungen zu verschiedenen Zeitpunkten miteinander verglichen werden, da Volumenberechnungen von Gewebeanteilen im Ultraschallbild möglich sind und somit Volumina zu verschiedenen Zeitpunkten miteinander verglichen werden können beispielsweise vor und nach einer Behandlung.By using the reflective elements, predetermined signal patterns or signal components are generated in the reflected ultrasound waves. Since the predetermined patterns of the reflective elements are known, by identifying the predetermined signal components in the reflected ultrasound signals, it is possible to deduce the position of the ultrasound head on the gauze. Therefore, the position of the ultrasound head on the gauze can be determined by the reflective elements present in the predetermined pattern and stored together with the image. If the position of the gauze on the examined tissue is known or has not been changed between measurements, ultrasound measurements can be compared at different times since volume calculations of tissue portions in the ultrasound image are possible and thus volumes at different time points can be compared, for example before and after a treatment.
Der gespeicherte Zusammenhang ist entweder eine genaue mathematische Beschreibung des Zusammenhangs zwischen dem Muster der reflektierenden Elemente und der sich daraus ergebenden Signalanteile. Die Speichereinheit kann weiterhin beispielsweise Informationen speichern wie die vorbestimmten Signalanteile, die von den reflektierten Elementen der Gaze in den reflektierten Ultraschallwellen erzeugt werden, in den reflektierten Ultraschallwellen in Abhängigkeit von der Position des Ultraschallkopfes auf der Gaze ausgebildet sind, wobei die Auswerteeinheit die reflektierten Ultraschallwellen mit den in der Speichereinheit gespeicherten Signalanteilen vergleichen kann und aus dem Vergleich die Position des Ultraschallkopfes auf der Gaze bestimmt. The stored relationship is either a precise mathematical description of the relationship between the pattern of reflective elements and the resulting signal components. The memory unit may further store, for example, information such as the predetermined signal components generated by the reflected elements of the gauze in the reflected ultrasonic waves in which reflected ultrasonic waves are formed depending on the position of the ultrasonic head on the gauze, the evaluation unit including the reflected ultrasonic waves can compare the signal components stored in the memory unit and determines the position of the ultrasound head on the gauze from the comparison.
Weiterhin ist es möglich, dass die Speichereinheit eine Tabelle aufweist, die die in den reflektierten Ultraschallwellen auftretenden vorbestimmten Signalanteile mit einer Position des Ultraschallkopfes verknüpft. Die Auswerteeinheit kann die Signalanteile in den reflektierten Ultraschallwellen identifizieren, die durch die reflektierten Elemente bedingt sind und kann die identifizierten Signalanteile mit den in der Tabelle gespeicherten Signalanteilen vergleichen, wobei aus dem Vergleich die Position des Ultraschallkopfes bestimmt wird, indem für den Signalanteil aus der Tabelle, der mit dem Signalanteil in der reflektierten Welle übereinstimmt, die zugehörige Position bestimmt wird.Furthermore, it is possible for the storage unit to have a table which links the predetermined signal components occurring in the reflected ultrasound waves to a position of the ultrasound head. The evaluation unit can identify the signal components in the reflected ultrasound waves that are caused by the reflected elements and can compare the identified signal components with the signal components stored in the table, the comparison of which determines the position of the ultrasound transducer by referring to the signal component from the table which coincides with the signal component in the reflected wave, the corresponding position is determined.
Die Gaze kann eine obere Seitenfläche aufweisen, die dem Schallkopf zugewendet ist und eine untere Seitenfläche, die dem Untersuchungsgewebe ist. Die reflektierenden Elemente können dabei auf der oberen oder auf der unteren Seitenfläche angeordnet sein. In einer anderen Ausführungsform können die reflektierenden Elemente auf der oberen Seitenfläche und auf der unteren Seitefläche angeordnet sein.The gauze may have an upper side surface facing the transducer and a lower side surface that is the examination tissue. The reflective elements can be arranged on the upper or on the lower side surface. In another embodiment, the reflective elements may be disposed on the upper side surface and on the lower side surface.
Ebenso ist es möglich, dass die Gaze erste reflektierende Elemente in einem ersten Abstand zum Schallkopf aufweist und zweite reflektierenden Elemente, die in einem zweiten Abstand zum Schallkopf angeordnet sind. Wenn sich die Lage der ersten Markierung von der Lage der zweiten Markierung im Ultraschallbild unterscheidet, kann auch auf die Ausrichtung des Schallkopfes auf der Gaze, d. h. der Kippwinkel relativ zur Gaze bestimmt werden. Je größer hierbei der Abstand der ersten reflektierenden Elemente und der zweite reflektierenden Elemente ist, desto größer ist die Genauigkeit bei der Bestimmung des Kippwinkels. Hierbei ist es möglich zwischen der ersten Gaze und der zweiten Gaze ein Abstandselement anzuordnen, das die erste Gaze und die zweite Gaze in einem Abstand zueinander hält und das mit nichtflüssigem Ultraschallgel gefüllt ist, oder einem sonstigen Medium, das die Ultraschallwellen wenig reflektiert und das den Abstand zwischen den ersten und zweiten reflektierenden Elementen erzeugt.It is also possible that the gauze has first reflective elements at a first distance to the transducer and second reflective elements which are arranged at a second distance to the transducer. If the location of the first mark differs from the location of the second mark in the ultrasound image, the orientation of the transducer on the gaze, i. H. the tilt angle relative to the gauze can be determined. The greater the distance between the first reflective elements and the second reflective elements, the greater the accuracy in determining the tilt angle. It is possible between the first gauze and the second gauze to arrange a spacer which keeps the first gauze and the second gauze at a distance and which is filled with non-liquid ultrasound gel, or any other medium that reflects the ultrasonic waves little and that Distance between the first and second reflective elements generated.
Wenn nun zwei reflektierende Elemente bei unterschiedlichen Abständen zum Ultraschallkopf vorgesehen sind, kann die Auswerteeinheit einen von den ersten reflektierenden Elementen erzeugten ersten Signalanteil identifizieren und einen zweiten Signalanteil von den zweiten reflektierenden Elementen erzeugt wurde. Aus dem identifizierten ersten Signalanteil und dem zweiten identifizierten Signalanteil ist es dann möglich, auf die Position des Schallkopfes und auf den Kippwinkel des Schallkopfes relativ zur Gaze zu schließen.If two reflective elements are now provided at different distances from the ultrasound head, the evaluation unit can identify a first signal component generated by the first reflective elements and a second signal component has been generated by the second reflective elements. From the identified first signal component and the second identified signal component, it is then possible to deduce the position of the transducer and the tilt angle of the transducer relative to the gauze.
Die Auswerteeinheit kann den oberen Bereich des B-Moden-Bildes untersuchen, um die von den reflektierten Elementen reflektierten Signalanteile zu detektieren. Dies bedeutet, dass die Auswerteeinheit die reflektierten Ultraschallwellen von einem Ultraschallpuls untersucht, die von der Sende- und Empfangseinheit zu Beginn eines Zeitfensters detektiert werden, in dem die reflektierten Wellen des Ultraschallpulses detektiert werden. Da die Gaze näher am Schallkopf liegt als das zu untersuchende Gewebe und somit auch die reflektierenden Elemente, sind die Signalanteile der reflektierenden Elemente in den zeitlich am frühesten reflektierten Ultraschallwellen enthalten, was dem oberen Bereich des B-Moden-Bildes entspricht.The evaluation unit can examine the upper region of the B-mode image in order to detect the signal components reflected by the reflected elements. This means that the evaluation unit examines the reflected ultrasonic waves from an ultrasonic pulse, which are detected by the transmitting and receiving unit at the beginning of a time window in which the reflected waves of the ultrasonic pulse are detected. Since the gauze is closer to the transducer than the tissue to be examined, and thus also the reflective elements, the signal components of the reflective elements are included in the earliest reflected ultrasound waves, which corresponds to the upper region of the B-mode image.
Das System kann weiterhin mehrere seitlich zueinander versetzte Ultraschallköpfe aufweisen, wobei die Auswerteeinheit für jeden der Ultraschallköpfe die oben beschriebene Berechnung durchführt, d. h. die reflektierten Ultraschallwellen unter Berücksichtigung des gespeicherten Zusammenhangs untersucht und mit den reflektierten Ultraschallwellen auf die Position des jeweiligen Ultraschallkopfes schließt und für jeden Ultraschallkopf die bei der zugehörigen Position erzeugten Ultraschallbilder in Zusammenhang mit der Position speichert. Die Recheneinheit ist dann in der Lage, mit den Positionen der Ultraschallköpfe und den von den verschiedenen Ultraschallköpfen erzeugten Ultraschallbildern ein dreidimensionales Volumen des Untersuchungsgewebes zu berechnen.The system may further comprise a plurality of laterally offset ultrasonic heads, wherein the evaluation unit for each of the ultrasonic heads performs the calculation described above, d. H. examines the reflected ultrasonic waves in consideration of the stored relationship and closes with the reflected ultrasonic waves to the position of the respective ultrasonic head and stores for each ultrasonic head the ultrasound images generated in the associated position in connection with the position. The arithmetic unit is then able to calculate a three-dimensional volume of the examination tissue with the positions of the ultrasound heads and the ultrasound images generated by the different ultrasound heads.
Weiterhin kann ein weiterer Ultraschallkopf vorgesehen sein, der eine zweite Sende- und Empfangseinheit aufweist, die ausgebildet ist, eine Ultraschallwelle auszustrahlen, die eine geringere Schallfrequenz aufweist als der erste Ultraschallkopf, wobei die Auswerteeinheit ausgebildet sein kann, in dem Ultraschallbild des weiteren Schallkopfes eine bestimmte anatomische Markierung zu identifizieren und zu speichern.Furthermore, a further ultrasound head can be provided which has a second transmitting and receiving unit which is designed to emit an ultrasonic wave having a lower sound frequency than the first ultrasound head, wherein the evaluation unit can be designed to have a specific one in the ultrasound image of the further transducer identify and store anatomical markers.
Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung wird ein Verfahren zur Erzeugung einer dreidimensionalen Darstellung bereitgestellt, bei dem eine Gaze auf das Untersuchungsgewebe gelegt wird und die Gaze reflektierende Elemente aufweist, die die Ultraschallwellen zumindest teilweise reflektieren und die in einem vorbestimmten Muster angeordnet sind. Weiterhin werden Ultraschallwellen durch den ersten Ultraschallkopf ausgestrahlt und die reflektierten Ultraschallwellen werden empfangen, wobei ein erstes Ultraschallbild bei einer ersten Position des Ultraschallkopfes auf der Gaze erzeugt wird und zumindest ein zweites Ultraschallbild bei einer weiteren Position des Ultraschallkopfes erzeugt wird. Anschließend wird die Position des Ultraschallkopfes auf der Gaze unter Berücksichtigung des in der Speichereinheit gespeicherten Zusammenhangs bestimmt, wobei der Zusammenhang angibt wie vorbestimmte Signalanteile, die von den reflektierten Elementen der Gaze in der reflektierten Ultraschallwellen erzeugt werden, in den reflektierten Ultraschallwellen in Abhängigkeit von der Position des Ultraschallkopfes auf der Gaze ausgebildet sind unter Verwendung der reflektierten Ultraschallwellen. Die Position des Ultraschallkopfes auf der Gaze wird jeweils für das erste und das zumindest eine zweite Ultraschallbild bestimmt und mit den zugehörigen Bildern gespeichert, sodass anschließend ein dreidimensionales Volumen berechnet werden kann unter Berücksichtigung der Ultraschallbilder und der Positionen der Ultraschallköpfe bei den verschiedenen Bildern. According to another aspect of the invention, there is provided a method of generating a three-dimensional representation in which a gauze is placed on the examination tissue and the gauze has reflective elements that at least partially reflect the ultrasonic waves and are arranged in a predetermined pattern. Furthermore, ultrasonic waves are emitted by the first ultrasonic head and the reflected ultrasonic waves are received, wherein a first ultrasonic image is generated at a first position of the ultrasonic head on the gauze and at least a second ultrasonic image is generated at a further position of the ultrasonic head. Subsequently, the position of the ultrasonic head on the gauze is determined in consideration of the relationship stored in the storage unit, the relationship indicating how predetermined signal components generated by the reflected elements of the gauze in the reflected ultrasonic waves are reflected in the reflected ultrasonic waves depending on the position of the ultrasonic head are formed on the gauze using the reflected ultrasonic waves. The position of the ultrasound head on the gauze is determined in each case for the first and the at least one second ultrasound image and stored with the associated images, so that subsequently a three-dimensional volume can be calculated taking into account the ultrasound images and the positions of the ultrasound heads in the different images.
Vorzugsweise erfolgt die Berechnung der Position durch Verwendung einer Tabelle, in der die in den reflektierten Ultraschallwellen auftretenden vorbestimmten Signalanteile mit Positionen des Ultraschallkopfes verknüpft sind. Die in den reflektierten Ultraschallwellen identifizierten Ultraschallwellen können dann mit den verschiedenen vorbestimmten Signalanteilen in der Tabelle verglichen werden und bei Übereinstimmung werden in den vorbestimmten Signalanteilen übereinstimmende Signalanteile identifiziert und die zugehörige Position des Ultraschallkopfes mit Hilfe der Tabelle bestimmt.Preferably, the position is calculated by using a table in which the predetermined signal components occurring in the reflected ultrasonic waves are associated with positions of the ultrasonic head. The ultrasonic waves identified in the reflected ultrasonic waves can then be compared with the various predetermined signal components in the table, and if coincident, corresponding signal components in the predetermined signal components are identified and the associated position of the ultrasonic transducer is determined using the table.
Selbstverständlich können die oben beschriebenen Merkmale und die nachfolgend im Detail beschriebenen Ausführungsformen einzeln verwendet werden oder die Merkmale können miteinander in beliebiger Kombination kombiniert werden.Of course, the features described above and the embodiments described in detail below may be used individually or the features may be combined with each other in any combination.
Die Erfindung wird nachfolgend unter Bezugnahme auf die beiliegenden Zeichnungen näher beschrieben werden.The invention will be described in more detail below with reference to the accompanying drawings.
Nachfolgend wird erläutert wie mit einem Ultraschallsystem auf einfache Weise eine dreidimensionale Volumendarstellung von Untersuchungsgewebe, speziell von Objekten im Untersuchungsgewebe erfolgen kann. In
Über eine Eingabeeinheit
In einer anderen Ausführungsform kann die Speichereinheit auch Algorithmen enthalten, oder eine mathematische Gleichung, die den Zusammenhang zwischen dem bekannten Muster der reflektierenden Elemente in der Gaze und den Signalanteilen in den reflektierten Wellen beschreibt. Dies bedeutet, dass die oben beschriebene Tabelle nicht notwendigerweise vorhanden sein muss.In another embodiment, the storage unit may also include algorithms, or a mathematical equation describing the relationship between the known pattern of the reflective elements in the gauze and the signal components in the reflected waves. This means that the table described above does not necessarily have to be present.
Eine Recheneinheit
Die Ultraschallköpfe
In
Diese reflektierenden Elemente bzw. diese Kodierung führt nun einen Signalanteil in den reflektierten Ultraschallwellen. In den reflektierten Ultraschallwellen sind Signalanteile vorhanden, die von den reflektierenden Elementen
Die in
Vorzugsweise ist das Muster der reflektierenden Elemente so ausgebildet, dass jeder Teilbereich des Musters nur einmal existiert auf der Gaze. Dadurch kann aus den Signalanteilen, die durch das Muster der reflektierenden Elemente bedingt sind, direkt auf die Position des Schallkopfes auf der Gaze geschlossen werden.Preferably, the pattern of the reflective elements is formed such that each subregion of the pattern exists only once on the gauze. As a result, it is possible to deduce directly from the signal components, which are caused by the pattern of the reflective elements, the position of the transducer on the gauze.
Es ist möglich, dass die Gaze zwei zueinander beabstandet angeordnete kodierenden Elemente aufweist. Bei der in
In Zusammenhang mit
Allgemein kann das Muster der reflektierenden Elemente so ausgebildet sein, dass eine gewisse Bewegung des Schallkopfes über eine Mindestweglänge hinaus notwendig ist, um aus den reflektierten Signalanteilen auf die Position des Schallkopfes auf der Gaze schieben zu können.In general, the pattern of the reflective elements may be configured such that some movement of the transducer beyond a minimum path length is necessary in order to shift from the reflected signal components to the position of the transducer on the gauze.
In
Wenn beispielsweise ein größerer Gewebebereich abgescannt werden soll, so ist es möglich zwei Schallköpfe gleichzeitig, beispielsweise die Schallköpfe
Wie in Zusammenhang mit
In
Zusammenfassend ermöglicht die Erfindung die vereinfachte Berechnung von Volumen in Ultraschallbildern. Diese Volumen können dann gespeichert und archiviert werden, was auch die Dokumentation der Ultraschalluntersuchung vereinfacht. Ein fester Verfahrweg des Ultraschallkopfes wie im Stand der Technik ist hierfür nicht mehr notwendig.In summary, the invention enables the simplified calculation of volumes in ultrasound images. These volumes can then be stored and archived, which also simplifies the documentation of the ultrasound examination. A fixed path of the ultrasonic head as in the prior art is no longer necessary for this.
BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS
- 1010
- Ultraschallsystemultrasound system
- 12, 12a, 12b, 1312, 12a, 12b, 13
- Ultraschallkopfultrasound probe
- 1616
- Auswerte- und BilderzeugungseinheitEvaluation and image generation unit
- 1717
- Speichereinheitstorage unit
- 1818
- Recheneinheitcomputer unit
- 2020
- Gazegauze
- 2121
- reflektierende Elementereflective elements
- 3030
- Ultraschallgel bzw. UltraschalllotionUltrasound gel or ultrasound lotion
- 3535
- Abstandelementspacer
- 40, 7040, 70
- Untersuchungsgewebesurvey tissue
- 7070
- Organorgan
- 8080
- Markierungmark
- 61, 6261, 62
- GesichtsfeldFacial field
Claims (12)
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|---|---|---|---|
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|---|---|---|---|
| DE201310219746 DE102013219746A1 (en) | 2013-09-30 | 2013-09-30 | Ultrasound system with three-dimensional volume representation |
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|---|---|---|---|
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Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE102023132695A1 (en) * | 2023-11-23 | 2025-05-28 | Ottobock Se & Co. Kgaa | Method for producing a three-dimensional anatomical model of a body section |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE19951502A1 (en) * | 1999-06-28 | 2001-01-18 | Siemens Ag | Medical imaging system for surgical applications |
| US20050182316A1 (en) * | 2002-08-29 | 2005-08-18 | Burdette Everette C. | Method and system for localizing a medical tool |
| US20090124906A1 (en) * | 2007-10-19 | 2009-05-14 | Calin Caluser | Three dimensional mapping display system for diagnostic ultrasound machines and method |
| US20120071758A1 (en) * | 2010-01-12 | 2012-03-22 | Martin Lachaine | Feature Tracking Using Ultrasound |
Family Cites Families (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7150716B2 (en) * | 2003-02-20 | 2006-12-19 | Siemens Medical Solutions Usa, Inc. | Measuring transducer movement methods and systems for multi-dimensional ultrasound imaging |
| JP4772540B2 (en) * | 2006-03-10 | 2011-09-14 | 株式会社東芝 | Ultrasonic diagnostic equipment |
| CN101569541B (en) * | 2008-04-29 | 2011-04-06 | 香港理工大学 | Three-dimensional ultrasonic imaging system |
| US20120277588A1 (en) * | 2011-04-26 | 2012-11-01 | General Electric Company | Systems and methods for fusing sensor and image data for three-dimensional volume reconstruction |
-
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-
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- 2014-09-25 CN CN201490001084.4U patent/CN205964067U/en not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE19951502A1 (en) * | 1999-06-28 | 2001-01-18 | Siemens Ag | Medical imaging system for surgical applications |
| US20050182316A1 (en) * | 2002-08-29 | 2005-08-18 | Burdette Everette C. | Method and system for localizing a medical tool |
| US20090124906A1 (en) * | 2007-10-19 | 2009-05-14 | Calin Caluser | Three dimensional mapping display system for diagnostic ultrasound machines and method |
| US20120071758A1 (en) * | 2010-01-12 | 2012-03-22 | Martin Lachaine | Feature Tracking Using Ultrasound |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE102023132695A1 (en) * | 2023-11-23 | 2025-05-28 | Ottobock Se & Co. Kgaa | Method for producing a three-dimensional anatomical model of a body section |
Also Published As
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Legal Events
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