DE60212313T2 - Vorrichtung zur Ultraschall-Bilddarstelllung einer Biopsiekanüle - Google Patents

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Description

  • Die vorliegende Erfindung betrifft ein Ultraschalldiagnosesystem und insbesondere eine Vorrichtung zum Beobachten einer Biopsiekanüle und zum Führen derselben in Richtung eines Zielobjekts innerhalb des menschlichen Körpers in einem dreidimensionalen Ultraschalldiagnosesystem, welches ein interventionelles Ultraschallsystem verwendet.
  • In dem Bereich der interventionellen Ultraschallabbildung wird eine medizinische Vorgehensweise durchgeführt, welche aus diagnostischen oder Behandlungszwecken eine Probe eines Zielobjekts nimmt, zum Beispiel das Gewebe eines speziellen inneren Organs des Körpers des Patienten, und zwar durch Einführen einer medizinischen Vorrichtung, wie zum Beispiel einer Biopsiekanüle, in den Körper des Patienten, und gleichzeitiger Überwachung der Bewegung einer solchen medizinischen Vorrichtung innerhalb des Körpers des Patienten in Echtzeit mittels der Verwendung des Ultraschalldiagnosesystems. Somit ist es, um eine zuverlässige Diagnose sicherzustellen, notwendig, ein Ultraschallbild auf eine solche Art und Weise anzuzeigen, dass eine räumliche Beziehung zwischen dem Zielobjekt und der Biopsiekanüle exakt identifiziert werden kann.
  • Weil jedoch ein konventionelles, zweidimensionales Ultraschalldiagnosesystem die Biopsiekanüle in einer Ebene anzeigt, welche durch die axialen und lateralen Richtungen des Umwandlers festgelegt sind, ist es schwierig, den Ort der Biopsiekanüle in dem angezeigten Ultraschallbild exakt zu identifizieren, wenn eine Bewegung in der Höhe bzw. der Ebene der Biopsiekanüle auftritt. Ein ähnliches Problem ergibt sich für das zweidimensionale Ultraschalldiagnosesystem, welches ein zweidimensionales B-Modus-Bild von menschlichen Organen erzeugen und die Führungslinie der Biopsiekanüle auf dem angezeigten Bild durch die Verwendung einer geometrisch entsprechenden Biopsieführung anzeigen kann. Insbesondere ist es, weil der bei dem zweidimensionalen Ultraschalldiagnosesystem verwendete Umwandler die Strahlfokussierung in der Richtung der Erhebung bzw. der Ebene ebenfalls durchführen muss, nicht praktikabel, die Bewegung in der Ebene der Biopsiekanüle in einem zweidimensionalen Bild anzuzeigen, wenn die Biopsiekanüle nicht in einer Ebene angeordnet ist, welche durch die axialen und lateralen Richtungen festgelegt ist, d. h. wenn die Bewegung der Biopsiekanüle in der Richtung der Ebene ist. Die Schwierigkeit beim Beobachten eines Zielobjekts in dem abgebildeten Ultraschallbild ist hauptsächlich auf die Tatsache zurückzuführen, dass die meisten der Zielobjekte die Form einer dreidimensionalen Sphäre annehmen, während das zweidimensionale Ultraschalldiagnosesystem nur ei ne Schnittansicht des Bereichs anzeigt, in dem sich der Umwandler gerade befindet. Aus diesem Grund sind die Visualisierungsmöglichkeiten eines Zielobjekts, welches einer Gewebeuntersuchung unterzogen werden soll, zwangsläufig durch die dem zweidimensionalen Ultraschalldiagnosesystem innewohnenden Eigenschaften beschränkt.
  • In einem Versuch, die oben genannten Probleme zu umgehen, wird, wenn eine medizinische Untersuchung durchgeführt wird, häufig ein dreidimensionales Ultraschalldiagnosesystem verwendet, bei welchem eine Biopsiekanüle verwendet wird, und zwar aufgrund der Tatsache, dass eine räumliche Beziehung zwischen der Biopsiekanüle und dem Zielobjekt in einem durch das dreidimensionale Ultraschalldiagnosesystem zur Verfügung gestellten Volumenbild deutlich beobachtet werden kann. Unter den verschiedenen Verfahren zum Überwachen der für das dreidimensionale Ultraschalldiagnosesystem angepassten Biopsiekanüle ist es bekannt, dass die zwei folgenden Verfahren die breiteste Verwendung finden. Das erste ist ein Verfahren, bei welchem die Biopsieführung wie bei einem konventionellen zweidimensionalen Diagnosesystem an dem Umwandler angebracht ist und die Biopsiekanüle durch die Verwendung von bekannter Information auf einer geometrischen Struktur der Biopsiekanüle angezeigt wird; und das andere ist ein als "Freihand-Stil-Verfahren" bezeichnetes Verfahren. Bei dem Freihand-Stil-Verfahren wird die Position der Biopsiekanüle durch die Einschätzung oder das Empfinden des Benutzers erkannt, wobei der Benutzer einen dreidimensionalen Umwandler mit einer Hand hält, wie in 1 dargestellt, und die Biopsiekanüle mit der anderen Hand ohne Verwendung der Biopsieführung bewegt.
  • Wie oben beschrieben, kann das dreidimensionale Ultraschalldiagnosesystem auch eine Führungslinie erzeugen, wie sie von einem zweidimensionalen Ultraschalldiagnosesystem erzeugt wird, in dem Fall, dass die Biopsieführung verwendet wird. In einem Anzeigebild, welches ein bezüglich der x-, y- und z-Achsen gerendertes Volumen zeigt, wird die Biopsiekanüle typischerweise auf einer von drei durch die x-, y- und z-Achsen definierten Ebenen angezeigt. Aus diesem Grund ist es, wenn das dreidimensionale Ultraschallbild nicht umgestaltet wird, schwierig, die Bewegung der Biopsiekanüle genau zu überwachen, weil die Biopsiekanüle im wesentlichen als ein Punkt in dem gerenderten Bild angezeigt wird. Das Freihand-Stil-Verfahren kann eine Position der Biopsiekanüle nicht exakt anzeigen. Des weiteren wird bei dem Freihand-Stil-Verfahren die Diagnose hauptsächlich durch die Einschätzung oder das Empfinden des Benutzers durchgeführt, so dass die Genauigkeit der Diagnose von dem Können des Benutzers abhängt.
  • Die WO 99/16352 A1 beschreibt ein interventionelles Röntgenguidance-System, welches eine Zielverfolgungseinrichtung beinhaltet, welche einen Satz von Koordinaten zur Verfügung stellt, welche eine Position und Form darstellen, welches mittels eines Zielmarkierers unter Verwendung von dreidimensionalen Volumen mit einem Kreis eines Ultraschallbilds markiert ist.
  • Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Vorrichtung zum Hervorheben einer Beziehung zwischen einer Biopsiekanüle und einem Zielobjekt durch Konturverfolgung der Biopsiekanüle in einem dreidimensionalen Ultraschallbild, welches von einem dreidimensionalen Ultraschalldiagnosesystem zur Verfügung gestellt wird, zu schaffen.
  • Es ist eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Vorrichtung zur automatischen Führung einer Biopsiekanüle in den menschlichen Körper durch automatisches Herausnehmen eines Zielobjekts von einem dreidimensionalen Ultraschallbild, Konturverfolgung des Zielobjekts und Erhalten von Information hinsichtlich der Positionen von und einer Beziehung zwischen dem herausgenommenen Zielobjekt und der geführten Biopsiekanüle zu schaffen.
  • Gemäß der vorliegenden Erfindung wird eine Vorrichtung zum Ermöglichen, dass eine Biopsiekanüle in einem dreidimensionalen Ultraschallbild beobachtet werden kann, gemäß Anspruch 1 geschaffen.
  • Die Merkmale, Aufgaben und Vorteile der vorliegenden Erfindung können am besten unter Bezugnahme auf die folgende Beschreibung verstanden werden, wenn sie in Verbindung mit den beigefügten Zeichnungen genommen werden.
  • 1 zeigt eine Struktur eines konventionellen interventionellen Ultraschallabbildungssystems.
  • 2 zeigt ein schematisches Blockdiagramm einer Vorrichtung zum Ermöglichen einer Beobachtung einer Biopsiekanüle in einem dreidimensionalen Ultraschallbild gemäß der vorliegenden Erfindung.
  • 3a und 3b zeigen Ultraschallbilder, um eine Vorgehensweise zum Herausnehmen eines Zielobjekts von den dreidimensionalen Ultraschallbilddaten zu erklären, welche in Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung erhalten wurden.
  • 4a und 4b zeigen Ultraschallbilder, um eine Vorgehensweise zum Führen einer Biopsiekanüle durch Herausnehmen eines Zielobjekts in Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung zu erklären.
  • 5 zeigt ein Flussdiagramm, um eine Vorgehensweise zum Beobachten einer Biopsiekanüle in einem dreidimensionalen Ultraschallbild zu erklären, welches in Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung zur Verfügung gestellt wird.
  • Unter Bezugnahme auf 2 ist dort ein schematisches Blockdiagramm einer Vorrichtung zum Ermöglichen der Beobachtung einer Biopsiekanüle in einem dreidimensionalen Ultraschallbild gemäß der vorliegenden Erfindung dargestellt. Wie in 2 dargestellt, weist eine Führungsvorrichtung 100 einen Ultraschallumwandler 102, einen dreidimensionalen Bildformungsabschnitt 104, einen Abschnitt zum Herausnehmen eines Zielobjekts 106 und einen Positions-Berechnungs-Abschnitt 108, einen Anzeigeabschnitt 110 und ein Steuergerät 112 auf. Der Ultraschallumwandler 102 dient dazu, Ultraschallsignale in Richtung eines Zielobjekts zu übertragen und von dem Zielobjekt reflektierte Echosignale zu empfangen. Entweder ein rotierender Umwandler mittels Motor oder ein elektronischer Umwandler mit zweidimensional angeordneten piezoelektrischen Elementen kann als Ultraschallumwandler 102 verwendet werden. Das Eingabedatenformat unterscheidet sich jedoch abhängig davon, welcher Umwandler für den Ultraschallumwandler 102 verwendet wird. In diesem Zusammenhang kann ein Koordinatensystem, welches von einem Winkel und einem Abstand oder ein dreidimensionales, rechtwinkliges Koordinatensystem gewählt werden, um die Positionen von Pixeln auf adäquate Weise zu repräsentieren. Der dreidimensionale Bildformungsabschnitt 104 kombiniert kontinuierliche, von dem Ultraschallumwandler 102 eingegebene, zweidimensionale Daten, um dreidimensionale Volumendaten zu erzeugen.
  • Der Abschnitt zum Herausnehmen eines Zielobjekts 106 extrahiert ein Zielobjekt von den dreidimensionalen Volumendaten, welche von dem dreidimensionalen Bildformungsabschnitt 104 eingegeben worden sind. In diesem Fall kann eine Begrenzung des Zielobjekts durch die Verwendung der Bildverarbeitungstechnik extrahiert werden, welche "Virtual Organ Computer Aided Analysis (VOCAL)" genannt wird und in dem koreanischen Patent Nr. 10-0308230, veröffentlicht am 27.08.2001, und in der europäischen Patentanmeldung Nr. EP 1 083 443 A2 mit dem Titel ULTRASONIC IMAGE APPARATUS FOR SEPARATING OBJECT beschrieben ist, wobei jedes der inneren Organe des menschlichen Körpers, welches diagnostiziert werden soll, separat herausgenommen und in einem dreidimensionalen Ultraschallbild visualisiert wird. Zusätzlich zu den automatischen Extraktions- bzw. Herausnahmevermögen kann der Abschnitt zum Herausnehmen eines Zielobjekts 106 ein von dem Benutzer ausgewähltes Zielobjekt herausnehmen. Das Herausnehmen einer Begrenzung eines ausgewählten Zielobjekts kann entweder durch eine dreidimensionale Aufteilung basierend auf der dreidimensionalen Technik oder durch kontinuierliches Aufteilen der zweidimensionalen Volumendaten und dreidimensionales Manipulieren derselben durchgeführt werden.
  • Die 3a und 3b zeigen Ultraschallbilder, um eine Vorgehensweise zum Herausnehmen eines Zielobjekts von dreidimensionalen Ultraschallbilddaten, welche in Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung erhalten wurden, zu erläutern. 3a stellt ein Bild dar, welches sich aus einem dreidimensionalen Rendern der Begrenzung des Zielobjekts ergibt, wie es von dem Benutzer in einer xyz-Ebene ausgewählt wurde. Das gerenderte Bild des Zielobjekts mit seiner Begrenzung, die, wie in 3 dargestellt, konturiert ist, kann vorteilhafterweise verwendet werden, wenn ein automatisches Herausnehmen der Begrenzung des Zielobjekts nicht durchführbar ist, wie bei den meisten der Ultraschallbilder, oder wenn das verwendete Ultraschallabbildungssystem nicht mit einem solchen automatischen Extraktionsvermögen ausgestattet ist. 3b zeigt ein Bild, bei welchem die Begrenzung des Zielobjekts herausgenommen worden ist. Nach dem Herausnehmen einer zweidimensionalen Begrenzung des Zielobjekts in einer xyz-Ebene kann ein dreidimensional gerendertes Bild angezeigt werden.
  • Wie oben erwähnt führt der Abschnitt zum Herausnehmen eines Zielobjekts 106 in Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung ein Verarbeiten auf kontinuierlichen Volumendaten aus und kann somit das Zielobjekt durch das Ausführen einer Bewegungsabschätzung anstatt des Ausführens einer kontinuierlichen Aufteilung in Echtzeit herausnehmen und anzeigen. Somit erfasst der Abschnitt zum Herausnehmen eines Zielobjekts 106 Bewegungsinformation des Zielobjekts während der Bewegung und stellt eine Positionsinformation zur Verfügung, welche beim Herausnehmen des nächsten Zielobjekts hilfreich ist. Angenommen, dass es ein Zielobjekt gibt, welches zuvor durch den ersten Herausnahmeschritt während des Prozesses des kontinuierlichen Herausnehmens des Zielobjekts herausgenommen wurde, werden der gesamte oder einige Probenblöcke in dem vorhergehend herausgenommenen Zielobjekt hinsichtlich ihres Musters mit den benachbarten Bereichen des nachfolgend herausgenommenen Zielobjekts abgeglichen. Während dieses Prozesses kann die abschließende Position des Zielobjekts berechnet werden und die Berechnung zeigt an, dass das Zielobjekt um den berechneten Abstand bewegt worden ist. Aus diesem Grund ist es möglich, die von dem vorhergehenden Volumen basierend auf der Positionsinformation extrahierte Kontur genau und automatisch zu modifizieren.
  • Der Positions-Berechnungs-Abschnitt 108 berechnet einen Mittelpunkt der Schwerkraft bzw. Schwerpunkt des Zielobjekts basierend auf einer geometrischen Form des extrahierten Zielobjekts und erhält Informationen bezüglich der Position der Biopsiekanüle, die als eine dreidimensionale Form in dem räumlichen Koordinatensystem repräsentiert wird. Der Grund, warum der Schwerpunkt des Zielobjekts berechnet wird, ist, dass die Biopsiekanüle in den mittleren Bereich des Zielobjekts eingeführt werden muss, und die Berechnung eines Schwerpunkts als die am weitesten verbreitete Methode zum Finden eines Mittelpunkts eines geometrischen Objekts bekannt ist. Basierend auf dem berechneten Schwerpunkt des Zielobjekts kann der Positions-Berechnungs-Abschnitt somit eine Bewegung des sich in Bewegung befindlichen Zielobjekts abschätzen und der Führungsvorrichtung 100 ermöglichen, die Richtung des Fortschreitens der Biopsiekanüle abzuschätzen.
  • Der Anzeigeabschnitt 110 zeigt das herausgenommene Zielobjekt basierend auf gut bekannten Computergraphiktechniken an. Der Anzeigeabschnitt 110 kann lediglich das isoliert herausgenommene Zielobjekt anzeigen oder kann alternativ nur die Begrenzung des Zielobjekts gegen den Hintergrund anzeigen.
  • Das Steuergerät 112 steuert den Anzeigeabschnitt 110 um eine Bewegung des Zielobjekts, den Pfad der Biopsiekanüle, die momentan wie berechnet geführt wird, und den idealen Pfad zwischen dem Zielobjekt und der Biopsiekanüle, dessen Information nützlich zum genauen Führen der Biopsiekanüle ist. Das Steuergerät 112 steuert des weiteren den Anzeigeabschnitt 110, um eine numerische Information hinsichtlich eines Fehlers zwischen dem idealen Pfad und dem tatsächlichen Pfad der Biopsiekanüle zusammen mit Graphiken anzuzeigen. Die zur Verfügung gestellten Führungslinien weisen eine zylindrische Form mit einem festen Durchmesser auf. Wenn die Biopsieführungslinie erstellt wird, zeigt der Fehler an, wie parallel die Biopsiekanüle mit der Biopsieführungslinie ist oder wie nah sich die Biopsiekanüle entlang der Mitte der Biopsieführungslinie bewegt. Mit der numerischen Information über den Fehler können ein Winkel zwischen der Biopsiekanüle und der Biopsieführungslinie und ein Abstand zwischen dem Mittelpunkt der Biopsieführungslinie und der Spitze der Biopsiekanüle als nützliche Parameter festgelegt werden.
  • Unter Bezugnahme auf die 4a und 4b sind Ultraschallbilder dargestellt, welche eine Vorgehensweise zum Führen einer Biopsiekanüle durch Herausnehmen eines Zielobjekts in Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung erläutern. Insbesondere stellt 4a die Begrenzung des auf der xyz-Ebene herausgenommenen Zielobjekts dar und zeigt an, wie die Biopsiekanüle in dem dreidimensionalen Bild positioniert ist, welches unter Benutzung von Information hinsichtlich der Begrenzung gerendert wurde. 4b stellt ein Verfahren dar, bei welchem das Zielobjekt oder die Biopsiekanüle durch Ausnutzen der automatischen Verfolgungsmöglichkeiten verfolgt wird.
  • Das Steuergerät 112 steuert des weiteren die Führungsvorrichtung 100 durch die Verwendung von Informationen hinsichtlich des Schwerpunkts des herausgenommenen Zielobjekts, welches in dem Positions-Berechnungs-Abschnitt 108 berechnet wird, und Informationen hinsichtlich der Position der Biopsiekanüle. Zuerst ermittelt das Steuergerät 112, ob die Richtung, in welche die Biopsiekanüle momentan geführt wird, korrekt ist, und zwar unter Verwendung von Informationen hinsichtlich des Schwerpunkts und Informationen hinsichtlich der Position der Biopsiekanüle, und stellt, falls ein Fehler gefunden wird, dem Positions-Berechnungs-Abschnitt 108 Fehlerinformationen zur Verfügung, so dass dieser den Fehler berechnen und ausgleichen kann. In diesem Fall stellt der Fehler einen Fehler hinsichtlich der Bewegung der Biopsiekanüle dar, deren Erzeugung vorausgesagt werden muss, wenn die Biopsiekanüle geführt wird. Der Fehler wird basierend auf Informationen hinsichtlich der Position des herausgenommenen Zielobjekts und Informationen hinsichtlich der relativen Position der Biopsiekanüle berechnet. Als nächstes stellt das Steuergerät 112 dem Abschnitt zum Herausnehmen eines Zielobjekts 106 positionsbezogene Informationen zur Verfügung, welche beim Feststellen einer Bewegung des Zielobjekts und Segmentieren/Herausnehmen des nächsten Zielobjekts hilfreich sind.
  • Als nächstes wird eine Vorgehensweise zum Beobachten einer Biopsiekanüle in einem dreidimensionalen Ultraschallbild in Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf das in 5 dargestellte Flussdiagramm erläutert. Die Prozedur startet bei Schritt S502, wo zweidimensionale Ultraschallbilder durch den Ultraschallumwandler 102 aufeinanderfolgend erhalten werden und ein Volumenbild durch den dreidimensionalen Bildformungsabschnitt 104 basierend auf dem erhaltenen zweidimensionalen Ultraschallbild erzeugt wird. In diesem Fall wird, sobald die Biopsieführungslinie innerhalb des Volumens eingestellt ist, das Volumen rotiert, um als eine gerade Linie auf der xy-Ebene angezeigt zu werden, so dass die Biopsieführungslinie als eine durchgezogene Linie auf der xy-Ebene angezeigt wird.
  • An dem Schritt S504 wird das gewünschte Zielobjekt entlang der Konturlinie, welche der Benutzer auf dem xyz-Ebenenbild, wie von dem Abschnitt zum Herausnehmen eines Zielobjekts 106 erfordert, ausgewählt hat, gerendert oder ansonsten wird das Zielobjekt als automatisch segmentiert basierend auf der VOCAL-Technik bestimmt. An dem Schritt S506 wird der Mittelpunkt des herausgenommenen Zielobjekts durch den Positions-Berechnungs-Abschnitt 108 gefunden und das Volumenbild wird so eingestellt, dass das Zielobjekt an dem Mittelpunkt des Volumenbilds angeordnet ist. Dann wird eine das Zielobjekt anzeigende Figur an dem Mittelpunkt des xy-Ebenenbilds angezeigt, wie in den 3a und 3b dargestellt, und die Biopsieführungslinie wird so angezeigt, dass sie sich bis zu dem Mittelpunkt des Zielobjekts (d. h. dem Mittelpunkt der Ebene) erstreckt. Auf der z-Ebene wird dagegen die Biopsieführungslinie als ein Punkt auf dem Mittelpunkt der Figur des Zielobjekts angezeigt.
  • An dem Schritt S508 werden das xyz-Ebenenbild und die gerenderte Volumenanzeige ausgerichtet. Für die Freihand-Stil-Methode ist es, weil Informationen hinsichtlich der geometrischen Struktur der Biopsiekanüle nicht zugänglich sind, nicht möglich, die vorausgesagte Biopsieführungslinie anzuzeigen. In diesem Fall wird die VOCAL-Technik angewendet, um die Biopsiekanüle zu segmentieren, und die Position der Biopsiekanüle wird innerhalb des Volumens gefunden. Basierend auf der Position der gefundenen Biopsiekanüle werden Anzeigen hinsichtlich der Biopsiekanüle auf der xyz-Ebene und der geränderten Volumenanzeige ausgerichtet.
  • An dem Schritt S510 wird, um den Führungszustand der Biopsiekanüle anzuzeigen, das gerenderte Volumenbild, wie es angezeigt wird, zusammen mit dem xyz-Ebenenbild um einen vorbestimmten Winkel im Gegenuhrzeigersinn und anschließend wiederum im Uhrzeigersinn rotiert. Der Grund für das Rotieren des gerenderten Volumenbilds ist, dass ein vom Herausnehmen der zwei- oder dreidimensionalen Begrenzung gerendertes Bild oder ein basierend auf dem Verfahren zum Volumenrendern erhal tenes Bild auf dem zweidimensionalen Anzeigebildschirm angezeigt wird und aus diesem Grund der Betrachter den räumlichen Effekt eventuell nicht fühlt, falls er weiterhin ein solches Bild sieht. In diesem Anzeigemodus kann, weil das geränderte Bild, welches anderenfalls ein 2,5-dimensionales Bild werden kann, mehr wie ein dreidimensionales Bild angezeigt wird, der Bediener die sich im Raum bewegende Biopsiekanüle beobachten.
  • An dem Schritt S512 wird die Biopsiekanüle unter Verwendung der live VOCAL-Technik kontinuierlich verfolgt. Zur selben Zeit wird das Zielobjekt ebenfalls verfolgt, so dass eine Beziehung zwischen der Biopsiekanüle und dem Zielobjekt auf der xyz-Ebene und dem Volumenbild deutlich erkannt werden kann. Genauer gesagt wird ein Bild wie dasjenige, welches erhalten wird, wenn eine Endoskopiekamera an der Biopsiekanüle angebracht wird, zu dem xyz-Ebenenbild hinzugefügt. Dann kann der Benutzer visuell die Bewegung der Biopsiekanüle wahrnehmen, welche dem Zielobjekt näher kommt. Das Zielobjekt ist in dem gerenderten Zustand perspektivisch erkennbar, wie wenn es gezoomt wird. Als ein Ergebnis kann das Gewebe, das durch die VOCAL-Technik basierend auf der Position der Spitze der Biopsiekanüle gefunden wird, erkannt werden, wie eine Zwiebelschale, die geschält wird.
  • An dem Schritt S514 wird ein Alarm erzeugt, wenn die Biopsiekanüle das Zielobjekt erreicht. Sobald die Biopsiekanüle dem Zielobjekt in einem vorbestimmten Abstand nahe kommt, wird ein Alarm mit einer langen Un terbrechungsperiode und einer niedrigen Frequenz erzeugt. Wenn die Biopsiekanüle dem Zielobjekt noch näher kommt, wird ein Alarm mit einer relativ kurzen Unterbrechungsperiode und einer hohen Frequenz erzeugt, um zu warnen, dass die Biopsiekanüle in die Nähe des Zielobjekts kommt. Wenn die Spitze der Biopsiekanüle den Mittelpunkt des Zielobjekts erreicht, wird ein kontinuierlicher Alarm erzeugt. In ähnlicher Weise ändert sich die Farbe für den Hintergrund der z-Ebene in dem xyz-Ebenenbild progressiv in eine hellere Farbe, wenn die Biopsiekanüle dem Zielobjekt näher kommt. Dies kann einen visuellen Alarmeffekt ergeben.
  • In jedem Fall kann, wenn das Freihand-Stil-Verfahren oder das die Biopsieführung verwendende Verfahren verwendet wird, die Biopsiekanüle unter bestimmten Umständen auf jeder der xyz-Ebenen ausgerichtet werden. In diesem Fall wird die Biopsiekanüle zuerst von dem Volumen gefunden und dann werden geometrische Informationen hinsichtlich der Biopsiekanüle herausextrahiert. Danach werden das ausgerichtete xyz-Ebenenbild und das Volumenbild auf die oben beschriebene Art und Weise gebildet.
  • Falls die Biopsiekanüle in einem anderen Abbildungsmodus als dem ausgerichteten xyz-Ebenenbildmodus oder dem Volumenbildmodus verwendet wird, wird die Biopsieführungslinie, welche eine Perspektive aufweist, unter Bezugnahme auf einen Punkt, an dem die Biopsiekanüle sich gerade befindet, graphisch dargestellt. Falls die Biopsiekanüle verfolgt wird, wird eine solche Biopsie führungslinie kontinuierlich in der xyz-Ebene angezeigt und die Bedienperson kann den Blickwinkel ändern, wenn die Biopsiekanüle geführt wird.
  • In Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung kann die Biopsiekanüle auf der xyz-Ebene ausgerichtet und angezeigt werden. Auch kann eine Bewegung der Biopsiekanüle oder des Zielobjekts verfolgt werden, so dass eine Beziehung zwischen der Biopsiekanüle und dem Zielobjekt klar beobachtet werden kann. Aus diesem Grund ist es möglich, es der Biopsiekanüle zu ermöglichen, das Zielobjekt genau zu erreichen. Das aus dem Stand der Technik bekannte Problem, dass die Genauigkeit der Diagnose von den Fähigkeiten des Benutzers abhängen kann, kann auch eliminiert werden.
  • Während spezielle Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung gezeigt und beschrieben worden sind, ist es für den Fachmann klar, dass Änderungen und Modifikationen gemacht werden können, ohne von dieser Erfindung in ihren weiteren Perspektiven abzuweichen, und aus diesem Grund ist das Ziel der beigefügten Ansprüche, alle solchen Änderungen und Modifikationen, die in den Schutzbereich der Erfindung fallen, abzudecken.

Claims (4)

  1. Vorrichtung zum Ermöglichen, dass eine Biopsiekanüle in einem dreidimensionalen Ultraschallbild beobachtet werden kann, welche folgendes aufweist: eine Einrichtung (102) zum Senden von Ultraschallsignalen in Richtung eines Zielobjekts (106) und Empfangen von Echosignalen, die von dem Zielobjekt (106) reflektiert worden sind; eine Einrichtung zum Bilden eines dreidimensionalen Volumenbildes durch Empfangen und Kombinieren zweidimensionaler Daten von der Sendeeinrichtung (102); eine Einrichtung zum Herausnehmen einer Begrenzung des Zielobjekts (106) von dem dreidimensionalen Volumenbild und dreidimensionales Rendern bzw. Erstellen des Zielobjekts (106) basierend auf der herausgenommenen Begrenzung; eine Einrichtung (108) zum Abschätzen einer Position des gerenderten bzw. erstellten Zielobjekts (106) durch Finden eines Schwerpunkts des gerenderten Zielobjekts (106) und einer Position der Biopsiekanüle, die dafür vorgesehen ist, in das gerenderte Zielobjekt (106) eingeführt zu werden; eine Einrichtung zum Anzeigen des gerenderten Zielobjekts (106); eine Einrichtung zum Berechnen eines Fehlers der Position zwischen der Biopsiekanüle und dem gerenderten Zielobjekt (106) basierend auf der Abschätzung und Weiterleiten des Berechnungsfehlers zu der Abschätzeinrichtung.
  2. Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei die Einrichtung zum Herausnehmen die Begrenzung des Zielobjekts (106) basierend auf einer kontinuierlichen Aufteilung, eines Herausnahmeprozesses oder eines Bewegungsabschätzungsprozesses herausnimmt.
  3. Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei die Einrichtung (110) zum Anzeigen einen Pfad zwischen dem gerenderten Zielobjekt (106) und der Biopsiekanüle anzeigt, welcher von der Biopsiekanüle gefolgt werden soll.
  4. Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei der Fehler ein Fehler bezüglich der Position der zu erzeugenden Biopsiekanüle ist, während die Biopsiekanüle in Richtung des gerenderten Zielobjekts (106) geführt wird.
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