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Die
vorliegende Erfindung bezieht sich auf ultraschalldiagnostische
Bildgebungsverfahren und, insbesondere, auf ein ultraschalldiagnostisches
Bildgebungsverfahren, das automatisch die Grenzen und Grenzverläufe von
Strukturen in einem Ultraschallbild definiert.
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Viele
ultraschalldiagnostische Bildgebungsverfahren, bei denen Körperfunktionen
und -strukturen quantifiziert werden, stützen sich auf eine klare Abgrenzung
und Definition der zu messenden Körperstrukturen und -organe.
Sofern das Quantifizierungs- oder
Messverfahren statische Bilder oder eine geringe Anzahl von Messungen
verwendet, kann die Abgrenzung der gemessenen Körperstrukturen manuell vorgenommen
werden. Ein Beispiel für
ein derartiges Verfahren sind die Geburtshilfemessungen eines in
der Entwicklung befindlichen Fetus. Statische Bilder des sich entwickelnden
Fetus können
in Phasen geringer fetaler Aktivität erfasst werden. Sobald ein
Bild erfasst ist, sind normalerweise nur wenige Umfangs- oder Längenmessungen
erforderlich, um Entwicklungsmerkmale wie Schwangerschaftsalter und
voraussichtlichen Entbindungstermin zu berechnen. Diese Messungen
lassen sich an den Fetusbildern leicht manuell vornehmen. Andere
diagnostische Verfahren, insbesondere solche, die Messungen des
Herzens und seiner Funktion beinhalten, weisen eine Reihe weiterer
Probleme auf. Da sich das Organ zusammenzieht und ausdehnt, bewegen und
verändern
sich die Konturen des Herzens fortwährend. Um zahlreiche Merkmale
der Herzfunktion vollständig
zu beurteilen, müssen
viele, und manchmal alle der während
eines Herzzyklus (eines Herzschlags) erfassten Bilder ausgewertet
werden, was sich auf 30 bis 150 oder mehr Bilder belaufen kann. Die
Struktur von Interesse, beispielsweise die Herzinnenwand (Endokard),
die Herzaußenwand
(Epikard) oder die Herzklappen, muss dann in jedem dieser Bilder
abgegrenzt werden, eine mühsame
und zeitaufwändige
Aufgabe. Da sich diese Strukturen ständig in Bewegung befinden,
erscheinen sie in jedem während
des Herzzyklus erfassten Bild etwas anders und können zudem von einem Patienten
zum anderen erheblich abweichen. Während Anwendungen wie Geburtshilfeverfahren
von einem Prozessor profitieren würden, der eine bestimmte Anatomie
in einem Ultraschallbild automatisch abgrenzt, würde die Herzdiagnose noch mehr
hiervon profitieren.
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Das
Dokument
JP-A-10-099.328 beschreibt ein
Verfahren zum automatischen Definieren der Begrenzung eines endsystolischen
Ultraschallbildes, eines enddiastolischen Ultraschallbildes, und
der im Zeitraum zwischen den enddiastolischen und endsystolischen
Bildern erfassten Zwischenbilder, sowie das Anzeigen der Grenzen
der systolischen und diastolischen Ultraschallbilder.
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Um
Merkmale in einem Bild automatisch abgrenzen zu können, müssen diese
Merkmale im Bild deutlich gezeigt werden. Im Dokument „Echokardiografische
Online-Quantifizierung der links- und rechtsventrikulären Funktion
durch automatische Konturerkennung (ABD): Referenzwerte und Reproduzierbarkeit
bei gesunden Probanden" von
B. Hausmann, H. Hach, B. Voigt und R. Simon) wird beschrieben, mit
dem Beginn der Herzbildverarbeitung zu warten, bis vier Herzschläge erfasst
wurden. Wenn die Merkmale unklar sind, kann das automatische Verfahren
fehlschlagen, so dass für
den Abgrenzungsprozess ein Benutzereingriff erforderlich ist oder
der Benutzer schlimmstenfalls auf ein manuelles Verfahren zurückgreifen
muss. Für
den Benutzer wäre
es wünschenswert,
vom Ultraschallsystem informiert zu werden, wenn zur Merkmalsabgrenzung geeignete
Bilder erfasst werden. Darüber
hinaus ist es wünschenswert,
dass Bilder angezeigt und analysiert werden, die für das vorgesehene
Diagnoseverfahren an besten geeignet sind.
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Das
erfindungsgemäße Verfahren
ist in Anspruch 1 definiert. Bevorzugte Ausführungsformen dieses Verfahrens
sind in den abhängigen
Ansprüchen
definiert.
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Gemäß den Grundsätzen der
vorliegenden Erfindung werden enddiastolische und endsystolische
Bilder einer erfassten Herzschleife zur automatischen Grenzverlaufsverfolgung
nebeneinander auf einer Bildanzeige angezeigt. Die Herzschleifen
können
zuerst erfasst und anschließend
zur automatischen Grenzdefinition verarbeitet werden, oder die erfassten
Bilder können
in Echtzeit verarbeitet werden, um während des Erfassens ihre Eignung
für die automatische
Grenzdetektion anzuzeigen. Die Grenzverlaufsverfolgung kann verwendet
werden, um die Auswurffraktion in Echtzeit zu berechnen.
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Die
Zeichnungen zeigen:
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1 ein
4-Kammer-Ultraschallbild des Herzens;
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2 eine
Ultraschallanzeige sowohl enddiastolischer als auch endsystolischer
Herzbilder;
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die 3a und 3b den
Schritt des Lokalisierens des medialen Mitralrings (Medial Mitral
Annulus; MMA) und des lateralen Mitralrings (Lateral Mitral Annulus;
LMA) in einem Ultraschallbild des linken Ventrikels (Left Ventricle;
LV);
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4 den
Schritt des Lokalisierens des Apex des LV;
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die 5a–5c standardmäßige Grenzkonturen
für das
LV;
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die 6a–6c zum Lokalisieren des MMA und LMA verwendete
geometrische Vorlagen;
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die 7a–7c ein
Verfahren zum Anpassen einer standardmäßigen Grenzkontur an den endokardialen
Grenzverlauf des LV;
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8 eine
enddiastolische- und endsystolische Anzeige mit endokardialen Grenzen,
die automatisch gemäß den Grundsätzen der
vorliegenden Erfindung gezeichnet wurden;
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9 das
Gummibandverfahren zum Anpassen einer automatisch gezeichneten Grenze;
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10 die
Auswahl eines Herzzyklus durch Sichten automatisch gezeichneter
Grenzen;
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11 die
Gewebe-Doppler-Abbildung einer endokardialen Bewegung über mehrere
Herzzyklen hinweg;
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12 die
Verwendung einer automatischen Grenzdetektierung, um ein Bild der
Herzwand zu segmentieren;
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die 13a und 13b Wertungsdiagramme
zum Auswerten von Segmenten der Herzwand;
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die 14a und 14b Verfahren,
um Messungen der Verformungsgeschwindigkeit als eine Funktion der
Gewebebewegung durchzuführen;
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die 15a–15c 3D-Verfahren zum Beurteilen der Herzleistung;
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15d ein Wertungsdiagramm zum Auswerten einer dreidimensionalen
Abbildung des Herzens; und
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16 in
Form eines Blockdiagramms ein gemäß den Grundsätzen der
vorliegenden Erfindung konstruiertes Ultraschallbildgebungssystem.
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Zunächst Bezug
nehmend auf 1 wird eine Ultraschallsystem-Anzeige
beim Erfassen von Herzbildern gezeigt. Das Ultraschallbild 10 ist
eine 4-Kammer-Ansicht des Herzens, die von einer Sektorwandlersonde
erfasst wird, um die dargestellte sektorförmige Abbildung zu erzeugen.
Die gezeigte Abbildung ist eine Abbildung aus einer Folge von Echtzeitabbildungen,
die erfasst wurden, indem die Sonde für eine apikale 4-Kammer-Ansicht des Herzens
platziert wird, wobei die Sonde so ausgerichtet ist, dass das Herz
aus unmittelbarer Nähe
zu seinem Scheitelpunkt (Apex) 11 betrachtet wird. Die
größte Kammer
im Bild, im mittleren und oberen rechten Teil des Bildes, ist das
linke Ventrikel (LV). Während
der Echtzeiterfassung der Ultraschallbildsequenz wird gleichzeitig
eine EKG-Kurve 12 erfasst
und unten auf der Anzeige angezeigt, wobei eine dreieckige Markierung 14 den
Punkt bzw. die Phase des Herzzyklus andeutet, an dem bzw. bei der
das aktuell angezeigte Bild erfasst wurde. Wenn der Körper ruhig
ist, beträgt die
Dauer eines Herzzyklus normalerweise etwa 1 Sekunde; während dieser
Zeit werden ungefähr 30–90 Einzelbilder
des Herzens erfasst und in rascher Folge angezeigt. Eine Sequenz
von Einzelbildern für
einen Herzzyklus wird hierin als eine „Schleife" von Bildern bezeichnet, da ein Arzt
die Abfolge von Bildern eines Herzzyklus häufig erfassen und speichern
und anschließend
als kontinuierliche „Schleife" wiedergeben wird,
die wiederholt den gewählten
Herzzyklus anzeigt. Wenn der Arzt die Anzeige aus 1 betrachtet,
ist das Herz auf der Ultraschallanzeige in Echtzeit schlagend zu
sehen, wobei die EKG-Kurve 12 unterhalb der Ultraschallbilder 10 durchlauft
und die Markierung 14 die momentan angezeigte Herzphase
angibt.
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In
einer Erfassungsbetriebsart gemäß vorliegender
Erfindung beobachtet der Arzt das schlagende Herz in Echtzeit, während er
die Wandlersonde so handhabt, dass das LV in maximalem Querschnitt deutlich
zu sehen ist. Wenn die 4-Kammer-Ansicht kontinuierlich und klar
erfasst wird, drückt
der Arzt die „Einfrier"-Taste, um die Bilder
des aktuellen Herzzyklus im Einzelbild- oder Cineloop®-Speicher
des Ultraschallsystems festzuhalten. Im Cineloop-Speicher werden
alle Bilder festgehalten, die sich zum Zeitpunkt der Betätigung der „Einfrier"-Taste im Speicher befanden,
wozu, je nach Speichergröße, sowohl
die zum Zeitpunkt der Tastenbetätigung
betrachtete Schleife als auch Bilder einer vorhergehenden oder nachfolgenden
Schleife gehören
können.
Ein typischer Cineloop-Speicher kann 400 Einzelbilder oder Bilder
von etwa acht bis zehn Herzzyklen enthalten. Anschließend kann
der Arzt die gespeicherten Bilder mit Hilfe einer Rollkugel (Trackball),
Pfeiltaste oder ähnlichen
Steuervorrichtung durchgehen, um die Schleife mit den zur Analyse
am besten geeigneten Bildern auszuwählen. Hat sich der Arzt auf
eine bestimmte Schleife festgelegt, wird das „ABD"-Protokoll aktiviert, um den Grenzzeichnungsvorgang
zu starten.
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Wenn
das ABD-Protokoll aktiviert wird, ändert sich die Anzeige in eine
Doppelanzeige des enddiastolischen Bildes 16 und des endsystolischen
Bildes 18, die nebeneinander dargestellt werden, wie in 2 gezeigt.
Anhand der Dauer der zu der gewählten
Schleife gehörenden
EKG-Kurve identifiziert das Ultraschallsystem alle Bilder, die die
gewählte
Schleife umfassen. Weiterhin erkennt das Ultraschallsystem die enddiastolischen
und endsystolischen Punkte des Herzzyklus im Verhältnis zur
R-Zacke der EKG-Kurve 12 und
verwendet so die R-Zacke der EKG-Kurve, um die Ultraschallbilder
in diesen beiden Phasen des Herzzyklus zu identifizieren und anzuzeigen.
Die Doppelanzeige in 2 zeigt unterhalb jedes Ultraschallbildes
die EKG-Kurve 12 für
den gewählten
Herzzyklus, wobei die Markierung 14 die enddiastolische
und endsystolische Phase angibt, in denen die beiden angezeigten
Bilder erfasst wurden.
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Da
der Cineloop-Speicher alle Bilder des Herzzyklus festhält, hat
der Benutzer die Möglichkeit, sich
alle Bilder in der Schleife anzusehen, einschließlich solcher, die den in der
Doppelanzeige gezeigten Bildern vorangehen oder nachfolgen. Beispielsweise kann
der Arzt eines der Bilder „anklicken", um es auszuwählen, und
dann die Rollkugel oder eine andere Steuervorrichtung bedienen,
um sich nacheinander diejenigen Bilder anzusehen, die dem vom Ultraschallsystem
ausgewählten
Bild vorangehen oder nachfolgen. Auf diese Weise kann der Arzt aus
den vom Ultraschallsystem ausgewählten
Bildern ein früheres
oder späteres
enddiastolisches oder endsystolisches Bild auswählen. Ist der Arzt mit den
angezeigten Bildern 16 und 18 zufrieden, wird
der ABD-Prozessor aktiviert, um sowohl die LV-Grenzen in den beiden
angezeigten Bildern als auch in den dazwischen liegenden, nicht
gezeigten Bilder zwischen Enddiastole und Endsystole automatisch
abzugrenzen.
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In
diesem Beispiel beginnt der ABD-Prozessor damit, die endokardiale
Grenze des LV im endsystolischen Bild 18 zu zeichnen. Der
erste Schritt beim Zeichnen der Grenze des LV besteht darin, drei Merkpunkte
im Bild zu lokalisieren: den medialen Mitralring (MMA), den lateralen
Mitralring (LMA) und den endokardialen Apex. Dieser Vorgang beginnt
damit, dass ein Suchbereich für
den MMA in 3a definiert wird, in der zur
einfacheren Darstellung die Graustufen des Ultraschallbildes von
weiß zu schwarz
umgekehrt sind. Da der ABD-Prozessor in diesem Beispiel darauf festgelegt
ist, 4-Kammer-Ansichten
des Herzens zu analysieren, wobei der Wandler 20 das Herz
von dessen Apex aus betrachtet, geht der Prozessor davon aus, dass
die hellste vertikale Nahfeldstruktur in der Mitte des Bildes die Herzscheidewand
(Septum) ist, die das linke und das rechte Ventrikel voneinander
trennt. Das bedeutet, dass die Säule
von Pixeln mit dem größten Gesamthelligkeitswert
im Bild das Septum definiert. Mit diesen Hinweisen lokalisiert der
ABM-Prozessor das Septum 22 und definiert dann einen Bereich,
in dem der MMA identifiziert werden sollte. Dieser Bereich wird
anhand empirischer Kenntnis der ungefähren Tiefe der Mitralklappe
vom Wandler ausgehend in einer apikalen Ansicht des Herzens defi niert.
Auf diese Weise wird ein Suchbereich definiert, wie der vom Kasten 24 in 3a eingeschlossene
Bereich.
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Eine
die vorhergesagte Form des MMA definierende Filtervorlage wird dann
mit den Pixeln im MMA-Suchbereich kreuzkorreliert. Während diese Vorlage
anhand von Fachwissen über
das Erscheinungsbild des MMA in anderen 4-Kammer-Bildern erzeugt
werden kann, wie von Wilson et al. in ihrem Dokument „Automated
analysis of echocardiographic apical 4-chamber images", Proc. of SPIE,
August 2000, verwendet, bevorzugen die Erfinder der vorliegenden
Erfindung die Verwendung einer geometrischen Eckvorlage. Obwohl
man auch eine rechtwinklige Eckvorlage benutzen kann, verwenden
die Erfinder der vorliegenden Erfindung bei einer konstruierten
Ausführungsforrn
eine achteckige Eckvorlage 28 (die untere linke Ecke eines
Achtecks) als Suchvorlage für
den MMA, wie rechts in 6a gezeigt. In der Praxis wird
die Achteckvorlage durch die links in 6a gezeigte
Binärmatrix
dargestellt. Der ABD-Prozessor führt
einen Vorlagenabgleich durch, indem er die verschiedenen Größen dieser
Vorlage mit den Pixeldaten in verschiedenen Translationen und Rotationen
so lange kreuzkorreliert, bis ein maximaler, über einem vorgegebenen Schwellenwert liegender
Korrelationskoeffizient gefunden ist. Um den Korrelationsprozess
zu beschleunigen, kann der Vorlagenabgleich zunächst an einer Form des Bildes mit
reduzierter Auflösung
vorgenommen werden, die wichtige Strukturen hervorhebt und durch
Verringerung der ursprünglichen
Bildauflösung
erzeugt wird. Nachdem eine erste Übereinstimmung der Vorlage gefunden
wurde, kann die Auflösung
stufenweise auf ihre Ausgangsqualität zurückgebracht und die Lage des
MMA stufenweise mittels Vorlagenabgleich auf jedem Auflösungsniveau
verfeinert werden.
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Nachdem
der MMA lokalisiert wurde, erfolgt eine ähnliche Suche nach der Lage
des LMA, wie in 3b gezeigt. Der kleine Kasten 26 markiert
die für den
LMA im Bild 18 festgelegte Lage, und rechts vom MMA ist
ein durch den Kasten 34 angedeuteter Suchbereich definiert.
Eine rechteckige geometrische Vorlage, vorzugsweise eine achteckige
Eckvorlage 38 wie in 6b gezeigt,
wird durch Kreuzkorrelation mit den Pixelwerten im Suchbereich des
Kastens 34 abgeglichen. Erneut kann man zur Beschleunigung des
Rechenvorgangs die Bildauflösung
reduzieren sowie verschiedene Vorlagengrößen verwenden. Der maximale,
einen vorgegebenen Schwellenwert überschreitende Korrelationskoeffizient
definiert die Lage des LMA.
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Sind
der MMA 26 und der LMA 36 gefunden, besteht der
nächste
Schritt im Ablauf darin, die Position des endokardialen Apex zu
bestimmen, der wie in 4 ge zeigt ermittelt werden kann.
Die Pixelwerte in der oberen Hälfte
des Septums 22 werden analysiert, um den Nominalwinkel
der oberen Hälfte
des Septums zu identifizieren, wie durch die gestrichelte Linie 43 angedeutet.
Die Pixelwerte der Lateralwand 42 des LV werden analysiert,
um den Nominalwinkel der oberen Hälfte der Lateralwand 42 zu
identifizieren, wie durch die gestrichelte Linie 45 angedeutet. Falls
sich der Lateralwandwinkel nicht eindeutig finden lässt, wird
der Winkel der Abtastlinien auf der rechten Sektorseite verwendet.
Der Winkel zwischen den gestrichelten Linien 43, 45 wird
durch eine Linie 48 halbiert, wobei zunächst angenommen wird, dass der
Apex an einem Punkt auf dieser Geraden liegt. Wenn die horizontale
Koordinate des Apex durch die Linie 48 definiert ist, wird
entlang der Linie 48 nach der Steigung von Pixelintensitätsänderungen
gesucht, um die vertikale Koordinate des Apex zu bestimmen. Diese
Suche wird an einem Teil der Linie 48 vorgenommen, der
mindestens eine minimale Tiefe und nicht mehr als eine maximale
Tiefe von der Wandlersonde aus aufweist, ungefähr das obere Viertel der Länge der
Linie 48 über
der Mitralklappenebene zwischen dem MMA 26 und dem LMA 36. Um
den maximalen positiven Helligkeitsgradienten von der LV-Kammer
(wo es im Wesentlichen keine spiegelnden Reflektoren gibt) zur Herzwand
(wo es viele spiegelnden Reflektoren gibt) zu finden, werden Pixellinien
entlang der Linie 48 und parallel dazu untersucht. Ein
bevorzugtes Verfahren zum Auffinden dieses Gradienten ist in 7 veranschaulicht. 7a zeigt
einen Teil eines Ultraschallbildes, das einen Bereichs der Herzwand 50 enthält, dargestellt durch
die helleren Pixel im Bild. Senkrecht zur Herzwand 50 gezeichnet
ist eine Linie 48, die sich, von links nach rechts, von
der Kammer des LV in die Herzwand hinein und durch diese hindurch
erstreckt. Wenn man die Pixelwerte entlang der Linie 48 grafisch
darstellt, würden
sie wie durch die Kurve 52 in 7b dargestellt
erscheinen, bei der hellere Pixel höhere Pixelwerte haben. Die
Lage des Endokards ist nicht der Peak der Kurve 52, der
sich in der Nähe der
Herzwandmitte befindet, sondern hängt mit der Richtung der Kurvensteigung
zusammen. Die Steigung der Kurve 52 wird daher analysiert,
indem man das Differential der Kurve 52 berechnet, wie
durch die Kurve 58 in 7c gezeigt.
Diese Differentialkurve hat einen Peak 54, welcher die
maximale negative Steigung am Epikard ist. Der Peak 54,
welcher der erste größere Peak
ist, auf den man trifft, wenn man von rechts nach links entlang
der Kurve 58 geht, ist die maximale positive Steigung,
welche die ungefähre
Lage des Endokards angibt. Auf diese Weise werden die Pixel entlang
und parallel zur Linie 48 in 4 analysiert,
um die endokardiale Wand und damit die Lage des durch den kleinen
Kasten 46 in 4 markierten endokardialen Apex
zu finden.
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Nachdem
diese drei Merkpunkte des LV lokalisiert sind, wird eine von mehreren
vorgegebenen Standardformen für
das LV an die drei Merkpunkte und die endokardiale Wand angepasst.
Drei solcher Standardformen werden in den 5a, 5b und 5c dargestellt.
Die erste Form, Begrenzung 62, zeigt sich relativ hoch
und nach links gebogen. Die zweite Form, Begrenzung 64,
zeigt sich relativ kurz und abgerundet. Die dritte Form, Begrenzung 66,
ist eher dreieckig. Jede dieser Standardformen wird entsprechend
skaliert, damit sie an die drei Merkpunkte 26, 36,
und 46 angepasst ist. Nachdem eine entsprechend skalierte
Standardform an die drei Merkpunkte angepasst ist, wird analysiert,
in welchem Maße
die Form dem Grenzverlauf in den Echodaten entspricht. Dies kann
beispielsweise geschehen, indem man die Abstände zwischen der Form und der
Herzwand an Punkten entlang der Form misst. Derartige Messungen
werden entlang Pfaden vorgenommen, die orthogonal zur Form verlaufen
und sich von Punkten entlang der Form ausgehend erstrecken. Die Herzwand
kann detektiert werden, indem man beispielsweise das in den 7a–7c besprochene Verfahren
verwendet. Die Form, die als größte Übereinstimmung
mit der zu verfolgenden Grenze gewertet wird, beispielsweise durch
einen Mittelwert dieser Abstandsmessungen, wird als die Form gewählt, die für die Fortsetzung
des Protokolls benutzt wird.
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Die
gewählte
Form wird anschließend
an die zu verfolgende Grenze angepasst, indem sie, in diesem Beispiel,
auf die endokardiale Wand „ausgedehnt" wird. Das Dehnen
erfolgt, indem 48 Linien von Pixeln analysiert werden,
die in gleichmäßigem Abstand
um die Grenze herum und ungefähr
senkrecht zur Herzwand angeordnet sind. Die Pixel entlang jeder
der 48 Linien werden wie in den 7a–7c gezeigt
analysiert, um die angrenzende endokardiale Wand zu finden, und
die gewählte
Form wird gedehnt, damit sie mit der endokardialen Wand übereinstimmt.
Die Grundlinie zwischen den Punkten 26 und 36 wird
nicht an die Form angepasst, sondern als eine gerade Linie belassen,
da dies die Nominalebene der Mitralklappe ist. Nachdem die Form
an die Punkte entlang der Herzwand angepasst wurde, wird die Grenzverlaufsverfolgung
geglättet
und dem endsystolischen Bild überlagert
angezeigt, wie im Bild 78 auf der rechten Seite der Doppelanzeige
in 8 gezeigt. Die Anzeige enthält fünf Kontrollpunkte, die als X
entlang der Grenze zwischen dem MMA-Merkpunkt und dem Apex angezeigt
werden, und fünf Kontrollpunkte,
die ebenfalls als X entlang der Grenze zwischen dem Apex-Merkpunkt
und dem LMA-Merkpunkt
angezeigt werden. In diesem Beispiel wird auch der mit Hilfe des
Dehnungsverfahrens angepasste Teil der Linie 48 zwischen
dem Apex und der Mitralklappenebene ge zeigt.
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Nachdem
auf diese Weise die endsystolische Grenze gezeichnet wurde, fährt der
ABD-Prozessor nun damit fort, die enddiastolische Grenze zu ermitteln.
Dies geschieht nicht, indem dieser Vorgang beim enddioastolischen
Bild 16 wiederholt wird, sondern indem in jedem Zwischenbild
in der Sequenz zwischen Endsystole und Enddiastole eine Grenze gefunden
wird. Bei einer gegebenen Bildsequenz kann dies 20–30 Einzelbilder
umfassen. Da dies die Umkehrung der Reihenfolge ist, in der die
Bilder erfasst wurden, wird es von einem Bild zum nächsten nur
stufenweise Veränderungen
in der Lage der endokardialen Grenze geben. Folglich ist zu erwarten, dass
es eine relativ hohe Korrelation zwischen aufeinanderfolgenden Bildern
gibt. Somit wird die endsystolische Grenze als Ausgangspunkt benutzt,
um die Grenze für
das vorhergehende Bild zu finden, die so für das vorhergehende Bild gefundene
Grenze wird als Ausgangspunkt benutzt, um die Grenze für das noch
davor liegende Bild zu finden, usw. Bei einer konstruierten Ausführungsform
geschieht dies, indem man einen kleinen Bereich des enddiastolischen Bildes
um den MMA und den LMA herum herausnimmt und diesen Bildbereich
als Vorlage zum Korrelieren und Abgleichen mit dem unmittelbar vorhergehenden
Bild verwendet, um die Lage des MMA und des LMA im unmittelbar vorhergehenden
Bild zu finden. Der Apex wird wie zuvor lokalisiert, indem man den
Winkel zwischen dem oberen Bereich des Septums und der lateralen
LV-Wand halbiert und dann das Endokard mit Hilfe der maximalen Steigung
des Helligkeitsgradienten lokalisiert. Da sich das LV beim Voranschreiten
von Systole zu Diastole ausdehnt, enthalten Konfidenzmaße die Verlagerung
der Merkpunkte von Einzelbild zu Einzelbild nach außen. Sind in
einem Einzelbild die drei Merkpunkte gefunden, wird die entsprechend
skalierte Standardform an die drei Merkpunkte angepasst. Ein weiterer
Konfidenzmaße
ist die Ausdehnung der Standardformen; weicht eine gezeichnete LV-Grenze
zu weit von einer Standardform ab, wird der Vorgang abgebrochen.
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Die
Abgrenzung wird auf diese Weise so lange fortgeführt, bis das enddiastolische
Bild verarbeitet und sein endokardialer Grenzverlauf definiert ist. Anschließend erscheint
die Doppelanzeige wie in 8 gezeigt, wobei die endokardialen
Grenzen sowohl im enddiastolischen als auch im endsystolischen Bild 76, 78 eingezeichnet
sind.
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Wie
in 8 gezeigt, haben die endokardialen Grenzen sowohl
im enddiastolischen als auch im endsystolischen Bild kleine Kästchen,
welche die drei Merkpunkte und die mit X markierten Kontrollpunkte auf
den septalen und lateralen Grenzverläufen angeben. Der Arzt wählt die
standardmäßige Anzahl
der zunächst
angezeigten Kontroll punkte; bei dem in 9 gezeigten
Grenzverlauf 80 werden drei Kontrollpunkte an der Septalwand
und vier Kontrollpunkte an der Lateralwand gezeigt. Bei Bedarf kann
der Arzt sowohl das enddiastolische und endsystolische Bild als
auch sämtliche
Zwischenbilder der Schleife überprüfen und
die Positionen der Merkpunktkästen und
X-Kontrollpunkte manuell justieren, falls sich zeigt, dass das automatisierte
Verfahren eine Grenze an einer falschen Position platziert hat.
Der Arzt kann ein Kästchen
oder ein X entlang der Grenze an eine neue Position verschieben
sowie weitere Kontrollpunkte hinzufügen oder Kontrollpunkte von
der Grenze löschen.
Den Vorgang, mit dem der Arzt einen Kasten oder ein X seitlich verschiebt,
bezeichnet man als Gummibandverfahren (Rubberbanding). Angenommen,
der ABD-Prozessor hatte den Kontrollpunkt und die Grenze zunächst an
der mit dem Kreis 82 und der gestrichelten Linie 84 angedeuteten
Position lokalisiert, die der Arzt als falsch erkennt. Der Arzt
kann den Kontrollpunkt nun seitlich verschieben, indem er das X
mit einer Bildschirmzeigevorrichtung an die neue Stelle zieht, wie
durch 86 angedeutet. Wenn das X gezogen wird, bewegt oder
dehnt sich die Grenze zusammen mit dem X und definiert dadurch einen
neuen Grenzverlauf, wie durch die durchgehende Grenzlinie 88 angedeutet.
Auf diese Weise kann der Arzt die vom ABD-Prozessor gezeichneten
Grenzen manuell korrigieren und justieren. Wenn der Arzt einen Kontrollpunkt
X seitlich verschiebt, reagiert der ABD-Prozessor, indem er automatisch
die Position der benachbarten Grenze und gegebenenfalls angrenzender
Kontrollpunkte neu berechnet, damit der Grenzverlauf durchwegs zusammenhängend bleibt.
Die Position eines zuvor vom Arzt manuell neu positionierten Kontrollpunkts oder
Merkpunktkastens wird bei der Neuberechnung nicht angepasst, so
dass dieser fachkundige Eingriff in den Grenzzeichnungsprozess erhalten
bleibt. Falls der Arzt einen Merkpunktkasten verschiebt, wird der gesamte
Grenzverlauf vom ABD-Prozessor neu berechnet und an die Merkpunkte
sowie die Herzwand angepasst. Da die Justierung eines Grenzverlaufs
in der Bildsequenz die Grenzverläufe
zeitweilig benachbarter Bilder in der Sequenz beeinflussen kann,
reagiert der ABD-Prozessor auch auf eine manuelle Justierung, indem
er den justierten Grenzverlauf mit zeitweilig benachbarten Grenzverläufen korreliert,
so dass die manuelle Justierung in einigen oder allen Bildern der
Schleife korrekt durchgehend dargestellt wird.
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Eine
weitere Möglichkeit
zur interaktiven Justierung der gezeichneten Grenzverläufe besteht darin,
nur die Grenzverlaufsverfolgungen als „Stapel" in einer Zeitsequenz von ED zu ES oder
später
zusammenzusetzen, um eine von den Grenzen definierte Oberfläche zu schaffen,
die in den drei Dimensionen gesehen wird, wie beispielsweise in einer
kinetischen Parallaxenanzeige. Die von den Grenzen gebildete kontinuierliche
Oberfläche
kann bewertet und mit einem Rubberbanding-Verfahren justiert werden,
das man als aktive Oberflächenjustierung
kennt. Falls der Arzt einen Punkt auf der von den Grenzen geformten
Oberfläche
sieht, der nicht auf die zeitweilig angrenzenden Grenzverlaufsverfolgungen
oder den gewünschten
Grenzverlauf ausgerichtet ist, kann er die Oberfläche mit
einer Zeigevorrichtung ziehen oder schieben. Die aktive Oberflächenjustierung passt
dann die benachbarten Grenzen sowie die hierdurch definierte Oberfläche an die
vom Arzt vorgenommenen Justierungen an, so wie sich ein Ballon anpasst,
der an einer Stelle seiner Oberfläche eingedrückt wird. Somit kann der Arzt
die Auswirkung einer Justierung beobachten, die an einem Grenzverlauf der
zeitweilig umgebenden Grenzen des Herzzyklus vorgenommen wurde.
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Bei
einer bevorzugten Ausführungsform
sind die Kontrollpunkte nicht einfach in gleichmäßigen Abständen um die gezeichnete Grenze
herum verteilt, sondern ihre Positionen entsprechen, von einem Einzelbild
zum nächsten
während
des Herzzyklus, konstanten anatomischen Stellen. Dies kann geschehen, indem
die Kontrollpunkte des Bildes mittels Speckle-Tracking, Feature-Tracking
oder irgendeine Art von Vektorgeschwindigkeits- oder Vektorverschiebungsverarbeitung
mit denen eines Referenzbildes in Beziehung gesetzt werden. Da in
einem Ultraschallbild gezeigte anatomische Punkte von Einzelbild
zu Einzelbild ein im Wesentlichen konstantes Speckle-Muster aufweisen,
können
sich die Kontrollpunkte in anderen Bildern auf ihren jeweiligen
gezeichneten Grenzen an Stellen befinden, die ihren charakteristischen
Speckle-Stellen im Referenzbild entsprechen. Wenn sich die Kontrollpunkte
an konstanten anatomischen Positionen befinden, scheinen sie sich
während
des Herzzyklus, bei dem sich die Herzwand zusammenzieht und ausdehnt,
näher aufeinander
zu und dann wieder voneinander weg zu bewegen. Wenn ein Kontrollpunkt
X vom Arzt auf einer Grenze verschoben wird, werden automatisch auch
die entsprechenden Kontrollpunkt-Xe in den anderen Bildern entsprechend
an die neuen mittels Speckle-Tracking
ermittelten Positionen in jedem Bild verschoben. Derartige konstante
anatomische Stellen für
die Kontrollpunkte sind wichtig, wenn die lokale Herzwandbewegung
zu bewerten ist, wie nachfolgend erörtert.
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Da
jedes der in 8 gezeigten Bilder ein Bild
in der Herzbildschleife ist, kann der Arzt weiterhin die Genauigkeit
der Grenzverläufe
im enddiastolischen und endsystolischen Bild 76, 78 überprüfen, indem
er die Herzbildschleife hinter den in der Anzeige aus 8 gezeichneten
Grenzen abspielt. Dies geschieht, indem eines der Bilder aus 8 auswählt wird
und dann im Systemmenü „Wiedergabe" gewählt wird,
um die Herzschleife in Echtzeit oder mit einer gewählten Bildwechselfrequenz
hinter dem Grenzverlauf wiederholt abzuspielen. Im enddiastolischen
Bild 76 befindet sich das Endokard in seiner maximalen
Ausdehnung; folglich sollte sich das Endokard in der Schleife von
der im enddiastolischen Bild gezeichneten Grenze weg nach innen
und dann wieder zu ihr zurück
bewegen. Im endsystolischen Bild 78 ist das Endokard vollständig zusammengezogen;
folglich sollte sich in diesem Bild das Endokard in der Schleife
von der Grenze weg nach außen
und dann wieder zu ihr zurück
bewegen. Falls sich das Endokard nicht auf diese Weise bewegt und
beispielsweise den Grenzverlauf durchschreitet, ist unter Umständen ein
anderes Bild für
die Enddiastole oder Endsystole zu wählen oder eine manuelle Justierung
eines gezeichneten Grenzverlaufs durchzuführen. Natürlich können die Schleife und ihre
gezeichneten Grenzverläufe über den
gesamten Herzzyklus hinweg wiederholt abgespielt werden, so dass der
Arzt beobachten kann, wie sich die endokardiale Verfolgung mit der
Herzbewegung in Echtzeit verändert.
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Während der
ABD-Prozessor die Hauptmerkpunkte identifiziert und die Grenzverläufe an die Bildsequenz
anpasst, führt
er periodisch Konfidenzmessungen durch, um die Wahrscheinlichkeit
zu beurteilen, dass die Bildgrenzen präzise lokalisiert und verfolgt
wurden. Hebt sich beispielsweise das Septum nicht eindeutig vom
Blutspeicher in der LV-Kammer ab, wird der automatisierte Vorgang
gestoppt. Überschreiten
die verschiedenen Korrelationskoeffizienten nicht die vorgegebenen
Schwellenzweite, wird der Vorgang gestoppt. Es werden sowohl räumliche
als auch zeitliche Konfidenzmaße
verwendet. Weicht beispielsweise der errechnete Grenzverlauf eines
Bildes hinsichtlich Größe oder
Form zu stark von einer Standardform ab, wird der Vorgang abgebrochen.
Dies kann beispielsweise geschehen, wenn sich die Merkpunkte an
unüblichen
Positionen in Beziehung zueinander befinden. Desgleichen wird der Vorgang
abgebrochen, wenn die Veränderung
im errechneten Grenzverlauf von einem Bild zum nächsten in der Sequenz zu groß ist. Wenn
der Vorgang stoppt, wird der Arzt durch eine angezeigte Meldung über den
Grund dafür
informiert und erhält
die Möglichkeit,
den automatisierten Vorgang fortzusetzen, den automatisierten Vorgang
mit oder nach einer Eingabe von seiner Seite fortzusetzen, oder
eine neue Schleife von Bildern zu erfassen oder die aktuellen Bilder
manuell zu verfolgen.
-
Im
dargestellten Beispiel aus 8 werden die
automatisch gezeichneten Grenzverläufe der enddiastolischen und
endsystolischen Bilder verwendet, um die Auswurffraktion des Herzens
zu berechnen. Dies erfolgt durch einen automatischen, modifi zierten
Simpsonregel-Prozess, der die abgegrenzte Herzkammer in jeder Phase
in einen Stapel virtueller Scheiben unterteilt. Der Durchmesser
jeder Scheibe wird zusammen der Scheibenhöhe herangezogen, um das effektive
Volumen jeder Scheibe zu berechnen, und diese Volumina werden summiert,
um das Herzkammervolumen sowohl bei der Enddiastole als auch bei
der Endsystole zu berechnen. Der Unterschied zwischen beiden ergibt
die Auswurffraktion, das Volumen oder den Prozentsatz des Herzvolumens,
das bei jedem Herzzyklus als gepumptes Blut ausgestoßen wird.
Die Berechnung der Auswurffraktion wird im Messfeld links unten
in 8 angezeigt und fortwährend aktualisiert. Wenn der
Arzt einen gezeichneten Grenzverlauf mit Hilfe des Rubberbanding-Verfahrens
justiert, ändert
sich somit das berechnete Herzvolumen während dieser Phase, was wiederum
die Berechnung der Auswurffraktion beeinflusst, und die neue Berechnung
erscheint umgehend im Messfeld. Wenn der Arzt die gezeichneten Grenzen
justiert, sieht er anhand der Auswurffraktionsberechnung sofort
die Auswirkungen dieser Änderungen.
-
Im
vorhergehenden Beispiel begann der Arzt mit dem Erfassen einer Herzschleife,
bei der die Grenzverläufe
automatisch verfolgt werden sollten. 10 zeigt
eine Ultraschallbildanzeige, bei der basierend auf der Fähigkeit
des ABD-Prozessors, automatisch Grenzverläufe in die Bilder einzuzeichnen, eine
Schleife erfasst wurde. In der dargestellten Anzeige ist fortwährend das
Echtzeit-Ultraschallbild 10 wie in 1 zu sehen,
während
der Arzt die Wandlersonde handhabt, um die gewünschte 4-Kammer-Ansicht des
Herzens zu erfassen. Während
der Arzt die Wandlersonde handhabt, versucht der ABD-Prozessor, auf mindestens
einem der Bilder jedes Herzzyklus Grenzverläufe einzuzeichnen. Mit Hilfe
des R-Zacken-Zeitpunktes der EKG-Kurve 12 wählt das
Ultraschallsystem automatisch das Bild oder die Bilder aus, die
bei jeder Schleife zu verfolgen sind. Das gewählte Bild könnte beispielsweise das erste
Bild eines Herzzyklus, das enddiastolische Bild oder das endsystolische
Bild sein. Während
der ABD-Prozessor versucht, Grenzverläufe unmittelbar in die gewählten Bilder
der Echtzeitschleifen einzuzeichnen, werden die Ergebnisse des ABD-Prozesses
für ein
Bild jeder Schleife als kleines Miniaturbild 92–98 unterhalb
des Echtzeitbildes 10 angezeigt. Im dargestellten Beispiel
werden vier Miniaturbilder für vier
aufeinanderfolgende Schleifen gezeigt. Jedes Mal, wenn ein neues
Miniaturbild vom ABD-Prozessor
verarbeitet ist, erscheint es rechts in der Reihe der Miniaturbilder,
wobei das jeweils älteste
Miniaturbild verschwindet und sich die Reihe nach links verschiebt.
Möglicherweise
wird der Arzt das Herz zunächst
nicht in einer für
den ABD-Prozess akzeptablen Ausrichtung erfassen können, so
dass die Folge von Miniaturbildern zu diesem Zeitpunkt keine Grenzen
zeigt, weil der ABD-Prozessor noch nicht in der Lage ist, erfolgreich
Grenzverläufe
in die Bildern einzuzeichnen. Indem der Arzt jedoch die Sonde handhabt,
um die erforderliche Sichtebene für eine erfolgreiche ABD-Funktion
zu erfassen und die Bilder mit besserer Klarheit und Auflösung erfasst
werden, erscheinen in der Folge von Miniaturbildern Grenzverläufe, wie
in der Zeichnung gezeigt. Hält
der Arzt die Sonde im erforderlichen Winkel relativ zum Herzen, so
dass der ABD-Prozess anhaltend erfolgreich ist, zeigt die Folge
von Miniaturbildern kontinuierlich erfolgreich gezeichnete Grenzverläufe. Der
Arzt kann die Erfassung dann „einfrieren", um eine oder mehrere
erfolgreich verfolgte Schleifen im Cineloop-Speicher zu erfassen,
und anschließend
eine der Schleifen für
eine vollständige
ABD-Verarbeitung auswählen
und wie oben beschrieben anzeigen. Somit dient der ABD-Prozessor
dazu, den Arzt bei der Handhabung der Sonde zu unterstützen, um
erfolgreich Bilder und Schleifen zu erfassen, die vom ABD-Prozessor
erfolgreich zur Grenzdefinition verarbeitet werden können.
-
Eine
andere Möglichkeit,
dem Arzt mitzuteilen, dass für
eine ABD-Verarbeitung akzeptable Bilder erfasst werden, ist ein
grafischer ABD-Erfolgsindikator. Ein derartiger Indikator kann qualitativ,
quantitativ oder beides sein, wie in 10 dargestellt. Rechts
von der Anzeige aus 10 befindet sich eine Pegelanzeige 110 mit
einer Skala von Null bis 100%. Wenn der Arzt Bilder erfasst, die
für die ABD-Verarbeitung
ungeeignet sind, ist die Pegelanzeige 110 leer. Werden
jedoch zunehmend geeignete Bilder erfasst, beginnt vom unteren Rand
der Pegelanzeige aus ein Farbbalken 112 zu steigen. Die
Skalierung der Pegelanzeige gibt entweder den Prozentsatz von Grenzverläufen an,
die ausprobiert und erfolgreich gezeichnet wurden, oder die Veränderungen
bei den Gesamtkonfidenzmaßen,
wie oben erörtert.
In der Zeichnung befindet sich ein grüner Balken bei 80% und deutet
damit an, dass der ABD-Prozessor 80% der Bilder erfolgreich verarbeiten
konnte, die während
eines kürzlichen
Intervalls wie den letzten paar Herzzyklen ausprobiert wurden, oder
dass die gezeichneten Grenzverläufe
ein Konfidenzmaß an Genauigkeit
von 80% erreicht haben.
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Eine
dritte Möglichkeit,
dem Arzt einen ABD-Erfolg anzuzeigen, besteht darin, in Echtzeit
in den Echtzeitbildern 10 eingezeichnete Grenzverläufe darzustellen.
Der ABD-Prozessor kann versuchen, für jeden Herzzyklus einen Grenzverlauf
in einem einzelnen Bild zu zeichnen, wie beispielsweise dem enddiastolischen
Bild, wobei der erfolgreich gezeichnete Grenzverlauf für die Dauer
dieses Herzzyklus bis zum nächsten
endsystolischen Bild über
dem Echtzeitbild angezeigt wird. Ist genügend Verarbeitungsgeschwindig keit
verfügbar,
werden alternativ die Grenzverläufe
berechnet und für
jedes Bild im Herzzyklus angezeigt. In beiden Fällen erscheinen die gezeichneten
Grenzverläufe
nicht, oder sie werden nur kurz ein- und wieder ausgeblendet, wenn
sie ungeeignet sind oder marginale Herzbilder erfasst werden; sie
erscheinen jedoch konstant, wenn eine Abfolge geeigneter Bilder
erfasst wird; in diesem Fall weiß der Arzt, dass die Sonde
so ausgerichtet ist, dass gute 4-Kammer-Ansichten für die ABD-Verarbeitung
erfasst werden.
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Zusätzlich zum
LV bei 4-Kammer-Ansichten kann der ABD-Prozessor der vorliegenden
Erfindung auch Grenzverläufe
in anderen Arten von Ultraschallbildern definieren. Zur automatischen
Grenzdefinition können
Kurzachsenansichten verarbeitet werden, wobei es sich bei den verwendeten
Merkpunkten um den Ring (Annulus) oder den Ausflusstrakt handeln kann.
Alternativ lässt
sich die Mitte der Herzkammer anhand ihres Kontrastes zur umgebenden
Herzwand finden; anschließend
wird der gewünschte
Grenzverlauf durch radiale Erweiterung und Anpassung einer kreisförmigen Standardform
lokalisiert. Auf ähnliche Weise
können
die Wände
von Blutgefäßen wie
der Halsschlagader verfolgt werden, indem man die Mittellinie des
Gefäßes identifiziert
und dann von gegenüberliegenden
Seiten der Mittellinie aus geradlinige Formen verlängert, um
kleine Liniensegmente an die Endothelwand anzupassen. Auch fetale
Anatomie, wie beispielsweise der fetale Schädel, kann mit Hilfe einer elliptischen
Form automatisch verfolgt werden.
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Mit
der Fähigkeit,
bei einer vollständigen
Bilderschleife automatisch Grenzverläufe von Herzstrukturen wie
dem Endokard einzuzeichnen, werden eine Reihe von Diagnoseverfahren
durchführbar.
11 beispielsweise
veranschaulicht ein Verfahren zum Bewerten einer regionalen Wandbewegung
mittels automatisierter Grenzdetektion. Die Zeichnung in
11 stellt
eine Ultraschallanzeige dar, bei der die kontinuierliche Bewegung
des Endokards oder Myokards über
verschiedene vollständige
Herzzyklen gezeigt wird. Der ABD-Prozessor arbeitet wie oben beschrieben,
um eine Spur entlang der endokardialen Grenze oder fortlaufend durch
das Myokard der Bilder einer oder mehrerer Schleifen zu zeichnen.
Letzteres erfolgt, indem die endokardiale Grenze wie oben beschrieben
verfolgt und anschließend
eine Kurve gezeichnet wird, die parallel zum endokardialen Grenzverlauf
verläuft
und etwas größer als
dieser ist. Eine derartige Kurve wird den Herzmuskel zuverlässig kontinuierlich
durchqueren. Der Grenzverlauf
100 für ein derartiges Bild ist links
in der Zeichnung dargestellt, wobei die Merkpunkte und Kontrollpunkte um
die Grenze herum von eins bis acht der Reihe nach nummeriert sind.
Zur Analyse der Wandbewegung werden die Bildpunkte unterhalb der
Grenze einer Doppler-Verarbeitung unterzogen, um die Geschwindigkeit,
Doppler-Energie oder Varianz entlang der definierten Grenze zu ermitteln.
Auf diese Weise wird eine Gewebe-Doppler-Bildlinie entlang des Endokards
oder Myokards an Stellen berechnet, die durch den automatisch gezeichneten
Grenzverlauf definiert werden. Diese Doppler-Verarbeitung wird für den definierten
Grenzverlauf jedes Bildes in der Schleife bzw. den Schleifen vorgenommen.
Bei den mittels der Doppler-Verarbeitung gewonnenen Informationen
von dem sich bewegenden Gewebe kann es sich um Grundfrequenzsignale
oder harmonische Signale handeln, die, wie in der
US-amerikanischen Patentschrift 6.036.643 beschrieben,
verarbeitet werden können.
Die Linien von Doppler-Werten für
alle Bilder werden als gerade, vertikale Linien angezeigt, wie rechts
in
11 dargestellt und durch die vertikale Zahlenreihe
1–8 angedeutet.
Die Linien sind aufeinanderfolgend, nebeneinander in der Zeitabfolge
der Bilder angeordnet. Die Doppler-Werte werden vorzugsweise farbig
dargestellt und bilden so einen M-Mode-Farbanzeigebereich
102.
Die Anzeige im Bereich
102 kann als eine ABD-TDI (ABD mit
Gewebe-Doppler-Abbildung) bezeichnet werden. Bei der dargestellten
Anzeige sind die Farb-Doppler-Linien für die erste Schleife über den
durch die Klammer L1 angegebenen Bereich, die Farb-Doppler-Linien
für die
nächste
Schleife über
den durch die Klammer L2 angegebenen Bereich, und die Farb-Doppler-Linien für die dritte
Schleife über
den durch die Klammer L3 angegebenen Bereich angeordnet, usw. Wie
der Pfeil unten im Anzeigebereich
102 angibt, setzen sich
die Dopper-Linien zeitlich in horizontaler Richtung fort. Die Anzeige
102 zeigt
somit in einem Kontinuum über den
Herzzyklus die Bewegung des LV-Myokards. Mit Hilfe dieser Anzeige
kann der Arzt der Bewegung eines Punktes oder einer Region der Herzwand über einen
vollständigen
Herzzyklus folgen, indem er eine horizontale Reihe der Anzeige beobachtet.
Beispielsweise ist die Herzwand am Apex des Herzens links vom Bereich
102 mit
5 markiert, entsprechend dem Apex-Merkpunkt 5 auf dem Grenzverlauf
100.
Indem er die Doppler-Daten (Farben) rechts von 5 im Bereich
102 betrachtet,
kann der Arzt die Geschwindigkeit oder Geschwindigkeitsänderung
oder Bewegungsintensität
der Herzwand am Apex des Herzens sehen, während sie sich über den
vollständigen Herzzyklus
bzw. Herzzyklen verändert.
Falls sich eine Region der Wand aufgrund eines Infarktes oder eines
anderen Fehlers nicht bewegt, kann sie durch eine veränderte oder
unterschiedliche Farbe in einer bestimmten horizontalen Höhe in der
ABD-TDI-Anzeige
kenntlich gemacht werden.
-
Es
ist zu beachten, dass sich, da sich die LV-Herzwand ständig ausdehnt
und wieder zusammenzieht, während
das Herz schlägt,
die Länge
der Linie 100 vom MMA um den Apex und zurück zum LMA
entsprechend fortwährend ändert. Sind
die Kontrollpunkte einfach in gleichen Abständen um die Linie 100 herum
voneinander abgegrenzt, stimmen sie eventuell nicht über einen
vollständigen
Herzzyklus hinweg kontinuierlich mit denselben Punkten der Herzwand überein.
Dies wird überwunden,
indem die Anatomie von einer Grundlinie von Kontrollpunkten aus über den
Herzzyklus hinweg nachverfolgt wird, beispielsweise indem jeder
lokale Punkt der Herzwand entlang der ABD-Spur von Einzelbild zu Einzelbild
einem Speckle-Tracking-Verfahren unterzogen wird, wie oben beschrieben.
Die unterschiedlichen Linienlängen
werden auf eine gemeinsame Länge
neu skaliert oder normalisiert, so dass sich eine von jeder Zahl
links in der Anzeige 102 nach rechts verlängerte horizontale
Line über
das Kontinuum von Gewebe-Doppler-Linien hinweg auf denselben Punkt
oder dieselbe Region der Herzwand bezieht.
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Eine
ABD-TDI-Anzeige kann auch aus Kurzachsenansichten des Herzens gebildet
werden. In Kurzachsenansichten weist die Herzwand eine Ringform
auf. Wie zuvor beschrieben, kann das Endokard für jedes Einzelbild des Herzzyklus
automatisch verfolgt und ein paralleler, etwas größerer Kreis
als die Verfolgung durch den Herzmuskel in den Bildern gezogen werden.
Um jeden dieser Kreise herum werden Doppler-Werte erfasst, die in
einem Kontinuum von Linien in dem Format angezeigt werden, wie es im
Bereich 102 in 11 dargestellt
ist. Somit kann das Anzeigeformat 102 entweder für Kurzachsenansichten
oder Langachsenansichten des Herzens verwendet werden.
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Eine
weitere Anwendung für
automatisch gezeichnete Herzgrenzen ist in 12 dargestellt.
In dieser Darstellung stellt der Grenzverlauf 300 die durch
die oben beschriebene automatische Grenzdetektion definierte Herzgrenze
dar, mit einer Linie 306 für die Mitralklappenebene an
der Basis. Um den ersten Grenzverlauf 300 ist ein zweiter,
etwas größerer Grenzverlauf 302 gezogen.
Dieser zweite Grenzverlauf kann eine ABD-erzeugte Grenze des Epikards oder eine
Spur sein, die in einem vorgegebenen lateralen Abstand d senkrecht
zum endokardialen Grenzverlauf 300 abgesetzt verläuft. In
diesem letzteren Fall kann die Spur 302 kontinuierlich
durch das Myokard verlaufen. Somit würden Doppler-Werte entlang
der Spur 302 Bewegungsmesswerte ergeben, die in einem zentralen
Bereich des Herzmuskels aufgenommen wurden. Der Abstand zwischen
den beiden Spuren kann in kleine Bereiche 304 unterteilt werden
und die Doppler-Werte innerhalb jedes Bereichs können integriert werden, um
ein Maß für die regionale
Wandbewegung an einem bestimmten Punkt der LV-Wand zu erzeugen.
Diese Messungen werden vorgenommen, indem zahlreiche oder alle Bilder
der Herzschleife einer ABD-Verarbeitung unterzogen werden, um schnell
und präzise
quantifizierte Messwerte für
die Herzleistung über
die meisten oder alle Herzzyklen hinweg bereitzustellen.
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Die
in den Bereichen 304 vorgenommenen Messungen können verwendet
werden, um automatisch ein anatomisch entsprechendes Wertungsdiagramm
für die
Herzleistung auszufüllen. 13a beispielsweise zeigt eine grafische Darstellung 310 des LV
in einer 4-Kammer-Ansicht, bei der das Myokard in nummerierte Bereiche
unterteilt ist. Die Region 6 auf dem anatomischen Wertungsdiagramm 310 entspricht
den kleinen Bereichen 304a–304d, die durch automatisch
gezeichnete Grenzverläufe
definiert wurden. Die in diesen Bereichen 304a–304d vorgenommenen
Messungen können
zusammengefasst und verwendet werden, um auf dem Wertungsdiagramm 310 automatisch
eine Wertung für
die Region 6 zu platzieren, die numerisch oder qualitativ sein kann,
beispielsweise eine Farbcodierung. Die Wertung kann ein Spitzen-
oder Durchschnittswert sein, der für eine Phase des Herzzyklus
gemessen oder über
alle Einzelbilder des vollständigen
Herzzyklus hinweg aufgenommen wurde. 13b veranschaulicht
ein ähnliches
anatomisches Wertungsdiagramm 312 für eine Kurzachsenansicht des
Herzens, das verwendet werden kann, um Bilder mit automatisch gezeichneten
Grenzverläufen
zu bewerten, die aus dieser Ansicht erfasst wurden. Ein Wertungsdiagramm
kann lediglich für
ein Einzelbild, für
eine Gruppe von Einzelbildern oder für jedes Einzelbild einer Herzsequenz
vollständig
ausgefüllt
werden. Im letzteren Fall können
farbcodierte Wertungsdiagramme in rascher Abfolge in einer Echtzeitschleife
(oder langsamer oder schneller) von Bildern der Wertungsdiagramme
wiedergegeben werden, so dass der Arzt die Zeitveränderung
einer Herzregion in einem Segment des Wertungsdiagramms betrachten
kann, das von Einzelbild zu Einzelbild auf dem Anzeigebildschirm
stationär
ist.
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Automatisch
gezeichnete Herzgrenzen können
auch verwendet werden, um den myokardialen Bereich in kontrastverstärkten Bildern
oder Schleifen zu definieren. Durch Hinzufügen eines Kontrastmittels zur
Herzbildgebungsuntersuchung kann der Arzt beurteilen, wie gut der
Herzmuskel durchblutet wird. Automatisch errechnete Grenzverläufe können als Eingabewert
für eine
Reihe von Durchblutungsquantifizierungsalgorithmen herangezogen
werden. Automatisch gezeichnete Herzgrenzen und Durchblutungsinformationen,
die gleichzeitig in einem Bild oder einer Schleife dargestellt werden,
bilden eine aussagekräftige
Kombination, weil der Arzt Wandbewegung, Verdickung und Durchblutung
gleichzeitig beurteilen kann. Angenommen, die Grenzverläufe sind
bekannt, dann kann man auf einer Segment-für-Segment-Basis die Dicke der
myokardialen Wände
zwischen den endokardialen und epikardialen Rändern ermitteln, wie in 12 gezeigt.
Durch einen unabhängigen
Algorithmus quantifizierte Durchblutungsinformationen können ebenfalls
neben den quantitativen Wandstärkeinformationen
angezeigt werden. Quantitative Durchblutungsinformationen und Wandstärkeinformationen
können
auch parametrisch miteinander kombiniert und auf einer Segment-für-Segment-Basis
in einer farbcodierten Anzeige für
eine Doppler- und Wandbewegungsintegration dargestellt werden.
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Ein
weiteres durch die automatische Grenzdetektion durchführbar gemachtes
diagnostisches Verfahren ist die Analyse der Verformungsrate (Strain
Rate) der Herzleistung. Die Verformungsrate ist ein Maß, das als
die axiale Ableitung der Geschwindigkeit von Gewebe errechnet wird
und zu einer Darstellung der relativen Verformung von Gewebe während der
Kontraktion oder Expansion (ihren kann. Das herkömmliche Verfahren zur Berechnung der
Verformungsrate in einem Ultraschallbild besteht darin, Doppler-Geschwindigkeitswerte
entlang der Ultraschallstrahlenbündel
zu finden, und dann mit Hilfe aufeinanderfolgender Geschwindigkeitswerte entlang
des Strahlenbündels
den räumlichen
Gradienten als eine Ableitung zu berechnen. Dieser räumliche
Geschwindigkeitsgradient ist somit stark abhängig von der veränderlichen
Beziehung zwischen den Strahlenbündelrichtungen
und der Anatomie im Bild, was bedeutet, dass sich die Werte der
Verformungsrate ändern
können,
wenn sich die Sonde bewegt. Die Erfinder der vorliegenden Erfindung
bevorzugen es, eine Verformungsratenberechnung zu verwenden, die
von der Richtung der Gewebebewegung anstatt von einer willkürlichen
Strahlenbündelrichtung abhängig ist.
Folglich berechnen die Erfinder der vorliegenden Erfindung die Verformungsrate
in der Richtung des Geschwindigkeitsvektors der Gewebebewegung.
Dazu benötigt
man nicht nur Geschwindigkeitswerte für die Gewebepixel in einem
Bild, sondern auch die Richtung oder die vektorielle Komponente
der Bewegung, die mittels bekannter Doppler-Verfahren erlangt werden
kann. Der Unterschied zwischen benachbarten Pixeln in der Bewegungsrichtung
wird dann als Verformungsrate berechnet. Die Verformungsrate kann
anhand von Grundfrequenz-Echoinformationen oder anhand von harmonischen
Signalen berechnet werden, die störungsfreier sein können als
die Grundfrequenzsignale.
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14a zeigt zwei Spuren, die automatisch über die
Grenzverläufe
einer 4-Kammer-Ansicht des LV gezeichnet wurden. Der Grenzverlauf 250 wurde gezeichnet,
um das Endokard zu definieren, und der Grenzverlauf 252 wurde
gezeichnet, um das Epikard des LV zu definieren. Zwischen dem endokardialen und
dem epikardialen Grenzverlauf wurde eine dritte Spur 260 automatisch
eingezeichnet. Diese dritte Spur 260 wird zu verlässig das
Myokard kontinuierlich durchqueren. Mit Hilfe dieser Spuren lässt sich
die Verformungsrate für
die beiden Hauptkomponenten der LV-Bewegung berechnen. Eine dieser
Komponenten ist die Kontraktion und Expansion benachbarter Zellen
im Herzmuskel. Diese Bewegung erfolgt im Allgemeinen entlang der
Richtung der Spur 260. Eine Darstellung der Verformungsrate
dieser Zellenbewegung kann durch Differenzieren der Geschwindigkeitswerte
von aufeinanderfolgenden Punkten A-A' entlang der Spur 260 gefunden
werden, wie in der Zeichnung gezeigt. Die Gesamtbewegung der Herzkammer
beim Zusammenziehen und Ausdehnen der Muskelzellen ist zur Mitte
der Herzkammer und von ihr weg gerichtet. Eine Darstellung der Verformungsrate
dieser zweiten Bewegungskomponente wird berechnet, indem man Geschwindigkeiten
in einer Richtung senkrecht zu den gezeichneten Grenzverläufen differenziert,
wie beispielsweise an den Punkten B-B' über
den Herzmuskel. Die so entlang des Myokards berechnete Verformungsrate
wird vorzugsweise in einer farbcodierten Darstellung angezeigt. Eine ähnliche
Reihe von Verformungsratenmessungen kann mit Hilfe der in Kurzachsenansichten
des Herzens gezeichneten Grenzverläufe 270 (Endokard), 272 (Epikard)
und der Spur 280 (Myokard) vorgenommen werden, wie in 14b gezeigt. In dieser Zeichnung wird die Muskelzellenkontraktion
und -expansion benutzt, um die Verformungsrate in der Umfangsrichtung
zu berechnen, wie sie beispielsweise anhand der Geschwindigkeiten
an den Punkten A-A' im
Bild berechnet würde.
Radiale Expansions- und Kontraktionskomponenten werden in einer
Verformungsratenanzeige dargestellt, indem in radialer Richtung
differenziert wird, wie beispielsweise mit Hilfe der Geschwindigkeiten
an den Punkten B-B', C-C' und D-D'. Die Verformungsrate über den
vollständigen
Herzzyklus kann angezeigt werden, in dem man die Verformungsrate
um den gesamten Grenzverlauf herum für jedes Einzelbild im Herzzyklus
berechnet und dann die Verformung für jedes Einzelbild als vertikale
Linie in einer Zeitfolge von Linien anzeigt, wie durch die Anzeige 102 in 11 dargestellt.
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Die 15a und 15b veranschaulichen die
Verwendung einer automatischen Grenzdetektion in einer dreidimensionalen
Abbildung. Die vorhergehenden Beispiele haben gezeigt, wie Grenzverläufe in zweidimensionalen
Herzbildern automatisch gezeichnet werden können. Das oben beschriebene Verfahren
ist wirkungsvoll, um auch die Grenzverläufe von dreidimensionalen Herzbildern
zu definieren. Wird ein dreidimensionales Herzbild durch Erfassen einer
Reihe räumlich
benachbarter, zweidimensionaler Bildebenen des Herzens erzeugt,
kann der oben beschriebene ABD-Prozess bei jedem Komponentenbild
durchgeführt
werden, um eine Reihe von Grenzverläufen zu definieren, die zu sammen
eine Oberfläche
des Herzens definieren, wie beispielsweise die endokardiale Oberfläche. Wird
das dreidimensionale Herzbild anhand von Ultraschallstrahlenbündeln erzeugt,
die in drei Richtungen gelenkt wurden, um das Herz dreidimensional
in Echtzeit abzutasten, lässt
sich der resultierende dreidimensionale Datensatz in eine Reihe
paralleler Ebenen unterteilen, die wie oben beschrieben verarbeitet
werden, um eine Reihe planarer Grenzverläufe zu definieren, die zusammengesetzt
werden können,
um eine Grenze wie beispielsweise die Herzwand liefern. Vorzugsweise wird
der dreidimensionale Datensatz dreidimensional verarbeitet, wobei
die zusammenhängende
Beschaffenheit der Herzwand in drei Dimensionen im Datensatz genutzt
wird, um die dreidimensionale Grenze zuverlässiger zu definieren. In jedem
Fall kann der resultierende dreidimensionale Grenzverlauf des LV-Endokards wie in 15a gezeigt erscheinen, als etwas längliche,
beutelähnliche
Oberfläche,
die am Apexende A geschlossen und in der Mitralklappenebene A' geöffnet ist. 15a stellt die in einer Phase des Herzzyklus verfolgte
dreidimensionale endokardiale Oberfläche dar. In jedem 3D-Bild einer
3D-Herzschleife wird die endokardiale Oberfläche etwas unterschiedlich sein,
da sich das LV während
des Herzzyklus ständig
zusammenzieht und ausdehnt. Somit lässt sich für jedes dreidimensionale Bild
in der Schleife eine andere Grenzoberfläche 200 berechnen.
Da es die Schallgeschwindigkeit eventuell nicht zulässt, die
Ultraschalldaten für
ein vollständiges 3D-Bild
mit der gewünschten
3D-Bildwechselfrequenz zu erfassen, können die 3D-Bilder im Zeitablauf
aufgebaut werden, indem ein von der EKG-Kurve ausgelöstes Herz-Gating
verwendet wird, um die Daten für
einen Teil eines 3D-Bildes in bestimmten Phasen des Herzens über mehrere
Herzzyklen hinweg zu erfassen, bis der vollständige Datensatz erlangt wurde,
der zur Erzeugung von 3D-Bildern
mit dem gewünschten
zeitlichen Abstand über
den gesamten Herzzyklus benötigt
wird.
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Das
3D-Bild des Endokards in 15a kann mittels
Doppler-Verarbeitung erzeugt werden, wobei die Geschwindigkeit,
Varianz oder Doppler-Energie an jedem Punkt der LV-Wand aufgedeckt
wird, indem die endokardiale Gewebe-Doppler-Oberfläche 200 gedreht
und untersucht wird. Eine andere Möglichkeit, die Doppler-Information
für das
gesamte Endokard zu betrachten, besteht darin, die Gewebe-Doppler-Oberfläche 200 zu
einer zweidimensionalen Form „auszubreiten", wie in 15b gezeigt. In dieser Darstellung befindet sich
der Apex an A, und die Mitralklappenebene erstreckt sich entlang
der Unterkante zwischen A und A'.
In dieser Anzeige kann der Arzt die Bewegung des gesamten Endokards
auf einen Blick untersuchen. Eine derartige Anzeige zeigt Bewegung
in nur einer Phase des Herzzyklus, derjenigen Phase, die durch den
Positionsanzeiger 14 unterhalb der EKG-Kurve 12 der
Anzeige angegeben wird, weshalb es wünschenswert ist, alle endokardialen
Oberflächen
in allen 3D-Bildern des Herzzyklus auszubreiten und als „Stapel" anzuordnen, damit
sie sich der Arzt in beliebiger Reihenfolge nacheinander ansehen
kann. Sollte der Arzt in einem der ausgebreiteten Bilder eine Bewegungsanomalie
erkennen, wie beispielsweise in dem durch den Kasten 202 angegebenen
Bereich, kann er sich auf diese Stelle der Herzwand konzentrieren,
an der die Anomalie zu sehen ist. Anschließend kann er den Stapel von
Bildern im Kasten 202 in jeder der beiden zeitlichen Reihenfolgen
durchsehen, um die Anomalie über
den gesamten Herzzyklus näher
zu untersuchen. Alternativ kann der Arzt eine Linie durch die Anomalie
im Kasten 202 ziehen und dann die Gewebe-Doppler-Werte entlang
dieser Linie von allen Bildern in der Sequenz in einer ABD-TDI-Anzeige 102 anzeigen,
wie oben beschrieben.
-
Wenn
keine Echtzeit-3D-Bildgebungsmöglichkeit
verfügbar
ist, kann dennoch eine 3D-Diagnose durchgeführt werden, indem mehrere Bildebenen einer
Herzkammer in unterschiedlichen Ausrichtungen erfasst und dann mittels
automatischer Grenzdetektion verarbeitet werden. 15c ist eine Darstellung des endokardialen Grenzverlaufs 200 vom
Apex A in der Mitte der Zeichnung aus gesehen, so wie das Herz möglicherweise
durch eine für
eine apikale Ansicht platzierte Wandlersonde gesehen wird, wie oben
beschrieben. Mit der so platzierten Sonde werden Ultraschallinformationen
von drei Ebenen erfasst, die durch die Herzkammer verlaufen, in
der Zeichnung mit 204, 206 und 208 bezeichnet.
In dieser Zeichnung sind die Ebenen hochkant zu sehen, wobei sich
in diesem Beispiel die drei Ebenen in der Nähe des LV-Apex schneiden. Die
Ultraschallinformationen von den drei Ebenen können in einer bestimmten, durch
ein EKG-Herz-Gating ausgewählten Phase
des Herzzyklus oder über
den gesamten Herzzyklus erfasst werden, was ebenfalls durch eine EKG-Gating-Erfassung über eine
Reihe von Herzzyklen unterstützt
werden kann. Die endokardialen LV-Grenzverläufe in den Bildern der drei
Ebenen werden automatisch eingezeichnet, wie oben beschrieben, und
analysiert.
-
Ein
schnelles Verfahren zum Identifizieren einer Herzregion, die einer
ausführlicheren
Untersuchung bedarf, besteht darin, anhand einer symbolischen Darstellung
des Herzens die Herzleistung zu bewerten. Eine derartige symbolische
Darstellung ist das in 15d gezeigte
Zielscheiben-Wertungsdiagramm 210. Das Zielscheiben-Wertungsdiagramm 210 stellt
den Herzmuskel einer Herzkammer dar, als wäre das Myokard in einer einzigen
Ebene ausgebreitet, wobei sich der Apex in der Mitte des Wertungs diagramms
und die Verbindungsstelle des Myokards und die Mitralklappenebene
um den Umfang des Wertungsdiagramms herum befinden. Jeder sich von
der Mitte zum Umfang des Wertungsdiagramms 210 erstreckende
Sektor stellt einen anderen Abschnitt des sich vom Apex zur Mitralklappenebene
erstreckenden Herzmuskels dar. Die Bereiche in dem Wertungsdiagramm
sind nummeriert und beziehen sich auf bestimmte Bereiche der Herzwand.
Beispielsweise würde
die Bildebene 204 aus 15c die
Bereiche 1, 7, die Mitte des Wertungsdiagramms sowie die Bereiche
10 und 4 schneiden. Die Bildebene 206 aus 15c würde
die Bereiche 6, 12, 16, 14, 9 und 3 des Wertungsdiagramms schneiden,
und die Bildebene 208 aus 15c würde die
Bereiche 5, 11, 15, 13, 8 und 2 des Wertungsdiagramms schneiden.
Die Doppler-detektierte Bewegung an einem automatisch gezeichneten
Grenzverlauf in einem oder mehreren Einzelbildern in den Bildebenen
wird verwendet, um Daten in das Wertungsdiagramm 210 einzugeben.
Mit Hilfe der Bewegungsinformationen der automatisch gezeichneten
Grenzverläufe
wird das Wertungsdiagramm automatisch ausgefüllt, um Bereiche des Herzens
anzugeben, in denen eine ausführliche
Diagnose gewährleistet
ist. Ist beispielsweise das Herzverhalten in der Ebene 204 des
LV normal, können
die Bereiche 1, 7, 10 und 4 auf der Anzeige des Ultraschallsystems
in grün
angezeigt werden. Wird in der Nähe
der Verbindungsstelle des Myokards und der Mitralklappenebene ein
ungewöhnliches
Merkmal wie eine Bewegungsanomalie festgestellt, kann der Bereich
1 in gelb (für
eine leichte Unregelmäßigkeit)
oder in rot (für
eine ernste Unregelmäßigkeit)
angezeigt werden, um den Arzt darauf aufmerksam zu machen, sich
diesen Bereich genauer anzusehen. Zusätzlich oder alternativ zur Farbcodierung
können
numerische Wertungen verwendet werden. Ein bevorzugtes vierstufiges
Wertungssystem für
die Herzleistung besteht darin, Regionen des Herzmuskels als normal,
hypokinetisch, dyskinetisch oder akinetisch zu bewerten. Somit weist
das angezeigte Zielscheiben-Wertungsdiagramm
mit seinen farbcodierten oder numerisch bewerteten Bereichen den
Arzt auf Regionen des Herzens hin, in denen eine ausführlichere
Diagnose vorgenommen werden sollte.
-
Natürlich ist
es wünschenswert,
einen vollständigen
3D-Datensatz zu verwenden, um das Wertungsdiagramm 210 auszufüllen. Beispielsweise kann
die definierte Herzwand 200 aus 15a „abgeflacht" und kreisförmig um
den Apex herum ausgebreitet werden, so dass jeder Bereich des Myokards im
Datensatz einem Bereich des Wertungsdiagramms entspricht. Die Bewegungsdaten über einen Abschnitt
der abgeflachten Herzwand 200 können gemittelt werden, um einen
entsprechenden Abschnitt des Zielscheiben- Wertungsdiagramms 210 auszufüllen. Beispielsweise
können
die Bewegungsdaten über
Abschnitt 212 der endokardialen Daten 200 gemittelt
werden, um automatisch eine Wertung (entweder quantitativ oder qualitativ)
für den
entsprechenden Bereich 5 des Wertungsdiagramms 210 zu berechnen.
Die Wertungen für
Abschnitt 212 von mehreren endokardialen Datensätzen, die über den vollständigen Herzzyklus
erfasst wurden, können ebenfalls
gemittelt werden oder außerhalb
liegende Werte detektiert werden, um ein Wertungsdiagramm mit Mittelwerten
der Herzleistung oder dem stärksten Grad
von Leistungsanomalie zu erstellen.
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In 16 ist
ein gemäß vorliegender
Erfindung konstruiertes Ultraschallsystem dargestellt. Eine Sonde
oder ein Schallkopf 410 mit einem 1D- oder 2D-Array-Wandler 312 sendet
Ultraschallwellen aus und empfängt
Ultraschallechosignale. Dieses Senden und Empfangen erfolgen unter
Steuerung eines Strahlformers 420, der empfangene Echosignale verarbeitet,
um anhand der abgetasteten Anatomie kohärente Strahlenbündel von
Echosignalen zu formen. Sollten ABD-TDI-Informationen oder Verformungsraten-Informationen darzustellen
sein, werden die Echoinformationen von einem Doppler-Prozessor 430 einer
Doppler-Verarbeitung unterzogen und die verarbeiteten Doppler-Informationen
einem Bildprozessor 440 zugeführt, der zweidimensionale oder dreidimensionale
Graustufen- oder Doppler-Bilder erzeugt. Die Bilder durchlaufen
einen Cineloop-Speicher 460, von wo sie direkt einem Videoprozessor 470 zur
Anzeige auf einer Bildanzeigevorrichtung 480 zugeführt werden
können.
Die Bilder können auch
einem ABD-Prozessor zugeführt
werden, der die 2D- oder 3D-Bilder wie oben verarbeitet, um die anatomischen
Grenzen und Grenzverläufe
in den Bildern zu definieren. Die definierten Grenzverläufe werden
den Bildern überlagert,
die dem Videoprozessor 470 zur Anzeige zugeführt werden.
Das System kann Grenzverläufe
in Bildschleifen, die im Cineloop-Speicher 460 gespeichert
sind, definieren und anzeigen, oder Grenzverläufe anzeigen, die in Echtzeitbildern
eingezeichnet sind, welche bei der Direktabtastung eines Patienten
erzeugt wurden.
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Text in der Zeichnung
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7a, b,
c
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- Pixel value – Pixelwert
- Qutside LV – Außerhalb
LV
- Inside LV – Innerhalb
LV
- Depth – Tiefe
-
16
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- BF – Strahlformer
- Doppler processor – Doppler-Prozessor
- Image processor – Bildprozessor
- Cineloop memory Cineloop-Speicher
- Video processor Videoprozessor
- ABD processor – ABD-Prozessor
- Display – Anzeigevorrichtung