DE102004002227B4

DE102004002227B4 - Device for the detection of embolisms

Info

Publication number: DE102004002227B4
Application number: DE200410002227
Authority: DE
Inventors: Marcel Wagner; Andreas Prof. Dr. Voß; Hans-Reiner Prof. Dr. Figulla; Philipp Dr. Bahrmann
Original assignee: Fachhochschule Jena
Current assignee: Figulla Hans-Rainer Prof Dr De
Priority date: 2004-01-13
Filing date: 2004-01-13
Publication date: 2007-03-22
Anticipated expiration: 2024-01-14
Also published as: DE102004002227A1

Abstract

Vorrichtung zur Detektion von Embolien mittels Ultraschall, umfassend
– eine Ultraschallsende- und -empfangseinrichtung (1),
– eine Ultraschallsonde, welche an die Ultraschallsende- und Ultraschallempfangseinrichtung (1) angeschlossen ist,
– eine Einrichtung zum Einführen der Ultraschallsonde in einen Gefäßabschnitt eines Patienten und
– eine Auswerteeinrichtung, mit der während eines Untersuchungszeitraumes die Frequenzen der empfangenen mit den Frequenzen der ausgesendeten Ultraschallwellen verglichen werden, aus Frequenzänderungen auf das Vorkommen von Embolien geschlossen wird sowie deren Größenordnung, Anzahl und/oder Bewegungsgeschwindigkeit bestimmt und als Detektionsergebnis dargestellt werden, wobei
– die von der Ultraschallsonde kommenden Meßdaten in analoger Form an der Auswerteeinrichtung anliegen,
dadurch gekennzeichnet, daß
– das Einführen der Ultraschallsonde in einen arteriellen Gefäßabschnitt vorgesehen ist,
– die Auswerteeinrichtung mit einem Analog-Digital-Wandler zur Digitalisierung der Meßdaten unter Vorgabe einer Abtastrate und einer Abtastauflösung ausgestattet ist, und
– in der Auswerteeinrichtung eine Aufspaltung der digitalisierten Meßdaten anhand von Wavelet-Skalen...Device for the detection of emboli by means of ultrasound, comprising
An ultrasound transmitting and receiving device (1),
An ultrasound probe connected to the ultrasound transmitting and receiving device (1),
A device for introducing the ultrasound probe into a vessel section of a patient and
An evaluation device with which the frequencies of the received ultrasonic waves compared to the frequencies are compared during a study period, from frequency changes on the occurrence of emboli is closed and their magnitude, number and / or movement speed determined and displayed as a detection result, wherein
The measurement data coming from the ultrasound probe lie in analog form on the evaluation device,
characterized in that
The insertion of the ultrasound probe into an arterial vessel section is provided,
- The evaluation is equipped with an analog-to-digital converter for digitizing the measurement data under the specification of a sampling rate and a sampling resolution, and
- In the evaluation device, a splitting of the digitized measurement data using wavelet scales ...

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zur Detektion von Embolien in einem Fluidstrom mittels einer an eine Ultraschallsende- und Empfangseinrichtung angeschlossenen Ultraschallsonde, wobei mittels der Sonde Ultraschallwellen ausgesendet und die von bewegten Objekten verursachten Reflexionen dieser Ultraschallwellen empfangen und ausgewertet werden.The The invention relates to a device for the detection of emboli in a fluid stream by means of an ultrasonic transmitting and Receiving device connected ultrasound probe, wherein means the probe emitted ultrasonic waves and those of moving objects caused reflections of these ultrasonic waves received and evaluated become.

Vorrichtungen und Verfahren zur Detektion von Fremdkörpern in einem strömenden Fluid, insbesondere zur Erkennung von Embolien in durchströmten Blutgefäßen, sind aus der Medizin bekannt.devices and methods for detecting foreign bodies in a flowing fluid, in particular for the detection of embolisms in perfused blood vessels known from the medical field.

Die bisher etablierten Verfahrensweisen zur Erkennung von Embolien beruhen auf der Dopplersonographie, bei der beispielsweise die Arteria carotis media durch das transtemporale Knochenfenster mit Ultraschall beaufschlagt werden. Nachteiligerweise kommt es dabei aufgrund von Reflexion, Absorption und Streuung des Ultraschalls durch die Schädelkalotte sowie aufgrund der Verwechslung mit anderen Gefäßabschnitten, verursacht etwa durch Lageveränderungen infolge einer Körperbewegung, zu Störungen und damit zu ungenauen Detektionsergebnissen.The previously established procedures for the detection of embolisms on the Doppler sonography, for example, the carotid artery ultrasound through the transtemporal bone window become. Disadvantageously, it is due to reflection, Absorption and scattering of ultrasound through the skullcap as well as due to confusion with other vessel sections, caused about through changes in location as a result of body movement, to disturbances and thus inaccurate detection results.

Um dem zu abzuhelfen wurden Vorrichtungen und Verfahren entwickelt, bei denen gleichzeitig von zwei Orten aus mittels Ultraschall gemessen wird. Nachteiligerweise ist auch damit nicht gewährleistet, daß alle Embolien erfaßt werden, da aufgrund der Gefäßverästelungen das Blut einschließlich der mitgeführten Partikel in verschiedene Körperregionen fließt und daher diese Partikel nicht mehr zwingend die Meßstelle passieren.Around to remedy this, devices and methods have been developed which is measured simultaneously from two locations by means of ultrasound. Disadvantageously, this also does not guarantee that all embolisms detected because of the vessel ramifications including the blood the carried Particles in different body regions flows and therefore these particles no longer necessarily the measuring point happen.

So beschreibt beispielsweise die DE 197 33 091 A1 eine Vorrichtung und ein Verfahren zur Emboliedetektion, bei der eine Ultraschalleinheit zum Empfang und zur Auswertung zweier an verschiedenen Körperposition reflektierter Signal eingerichtet ist und ein Embolus nur dann signalisiert wird, wenn eine charakteristische Änderung des ersten oder zweiten Signals außerhalb eines vorgegebenen Zeitabstandes des jeweils anderen Signals eintritt.For example, describes the DE 197 33 091 A1 an apparatus and a method for embolic detection, in which an ultrasound unit for receiving and evaluating two reflected at different body position signal is set up and an embolus is signaled only if a characteristic change of the first or second signal outside a predetermined time interval of the other signal entry.

Ein weiterer Nachteil der bisherigen Anwendungen der Dopplersonographie ist die geringe Eindringtiefe, wodurch Embolien in Herzkranzgefäßen nicht oder nur unzureichend feststellbar sind. Wollte man die Dopplersonographie zur Detektion von Embolien in Herzkranzgefäßen nutzen, müßten, damit die Ultraschallsignale die Rippen des Brustkorbes durchdringen können, sehr hohe Ultraschalleistungen bei gleichzeitig sehr niedriger Ultraschallfrequenz (etwa 2 MHz) genutzt werden, was eine schlechte Auflösung und damit wiederum ungenaue Ergebnisse zur Folge hätte.One Another disadvantage of previous applications of Doppler sonography is the low penetration, which does not cause emboli in coronary vessels or inadequately ascertainable. Did you want the Doppler sonography to use for the detection of embolisms in coronary arteries, so that the Ultrasound signals that can penetrate the ribs of the thorax, very high ultrasound power with simultaneously very low ultrasonic frequency (about 2 MHz), resulting in poor resolution and This in turn would result in inaccurate results.

Insbesondere bei invasiven Eingriffen, beispielsweise PTCA (percutane transluminale coronare Angioplastie), würde eine auf dem Brustkorb angeordnete Ultraschall-Meßanordnung den Eingriff behindern, da der Brustkorb während des Eingriffs zwecks Darstellung der Gefäße mehrfach geröntgt werden muß. Um die Sicht bzw. das Bild nicht zu verdecken, müßte vor jeder Röntgenaufnahme die Meßanordnung entfernt werden, wodurch eine kontinuierliche Ultraschallmessung nicht möglich wäre.Especially in invasive procedures, such as PTCA (percutaneous transluminal coronary angioplasty), would an arranged on the chest ultrasound measuring device hinder the procedure, as the chest during the procedure in order Presentation of the vessels several times be x-rayed got to. Around The view or the picture should not be obscured, before each X-ray the measuring arrangement be removed, creating a continuous ultrasonic measurement not possible would.

Ein weiterer wesentlicher Nachteil der bisherigen Vorrichtungen und Verfahren besteht darin, daß mit nicht parallel zur Strömungsrichtung des Fluids ausgesendeten Ultraschallwellen gemessen wird. Die Ultraschallwellen werden meist von außen senkrecht auf den zu untersuchenden Gefäßabschnitt gerichtet, was zur Folge hat, daß Partikel an der Ultraschallsonde senkrecht vorbeischwimmen, daher bedingt durch das Doppler-Prinzip kein Signal oder bestenfalls ein kaum meßbares Signal liefern und insofern nicht erfaßt werden können.One Another major disadvantage of the previous devices and Method is that with not parallel to the flow direction of the fluid emitted ultrasonic waves is measured. The ultrasonic waves are mostly from the outside directed perpendicular to the vessel section to be examined, resulting in Episode has that particle Swinging perpendicular to the ultrasound probe, therefore conditional by the Doppler principle no signal or at best a hardly measurable Provide signal and thus can not be detected.

Die derzeit bekannten Vorrichtungen und Verfahren zielen deshalb lediglich darauf ab, Embolien zu detektieren, die sich auf dem Weg zum Gehirn befinden und dort zu Gefäßverschlüssen führen können.The Therefore, currently known devices and methods are merely intended to detect emboli that are on their way to the brain and can lead to vascular occlusions there.

Davon ausgehend liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, die Effizienz bei der Detektion von Embolien zu erhöhen und insbesondere die Detektion von Embolien während einer perkutanen koronaren Intervention schon in der Nähe ihres Entstehungsortes zu ermöglichen.From that Based on the object of the invention, the efficiency to increase in the detection of embolisms and in particular the detection of emboli during a percutaneous coronary intervention already near her To allow the place of origin.

Diese Aufgabe wird mit einer Vorrichtung der eingangs beschriebenen Art, umfassend

– eine Ultraschallsonde- und -empfangseinrichtung,
– eine Ultraschallsonde, welche an die Ultraschallsende- und Ultraschallempfangseinrichtung angeschlossen ist,
– eine Einrichtung zum Einführen der Ultraschallsonde in einen Gefäßabschnitt eines Patienten und
– eine Auswerteeinrichtung, mit der während eines Untersuchungszeitraumes die Frequenzen der empfangenen mit den Frequenzen der ausgesendeten Ultraschallwellen verglichen werden, aus Frequenzänderungen auf das Vorkommen von Embolien geschlossen wird sowie deren Größenordnung, Anzahl und/oder Bewegungsgeschwindigkeit bestimmt und als Detektionsergebnis dargestellt werden, wobei
– die von der Ultraschallsonde kommenden Meßdaten in analoger Form an der Auswerteeinrichtung anliegen, dadurch gelöst, daß
– das Einführen der Ultraschallsonde in einen arteriellen Gefäßabschnitt vorgesehen ist,
– die Auswerteeinrichtung mit einem Analog-Digital-Wandler zur Digitalisierung der Meßdaten unter Vorgabe einer Abtastrate und einer Abtastauflösung ausgestattet ist, und
– in der Auswerteeinrichtung eine Aufspaltung der digitalisierten Meßdaten anhand von Wavelet-Skalen vorgesehen ist.

This object is achieved with a device of the type described above, comprising

An ultrasound probe and receiver,
An ultrasound probe connected to the ultrasound transmitting and receiving device,
A device for introducing the ultrasound probe into a vessel section of a patient and
- An evaluation, with the frequencies of the received compared with the frequencies of the emitted ultrasonic waves during an investigation period, is closed from frequency changes on the occurrence of embolisms and their magnitude, number and / or movement speed determined and as a detection result nis, where
- The coming of the ultrasonic probe measured data in analog form at the evaluation device, thereby achieved that
The insertion of the ultrasound probe into an arterial vessel section is provided,
- The evaluation is equipped with an analog-to-digital converter for digitizing the measurement data under the specification of a sampling rate and a sampling resolution, and
- In the evaluation a splitting of the digitized measurement data is provided on the basis of wavelet scales.

Ein wesentlicher Vorteil gegenüber den bisher bekannten Vorrichtungen ergibt sich mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung insofern, als die Ultraschallsonde nun nicht mehr außerhalb des durchströmten Gefäßabschnittes, sondern in dem strömenden Fluid plaziert ist und dadurch die Registrierung von Artfakten bzw. störenden Signalen auf ein Minimum reduziert wird. Auch die Erfassung von Fehlsignalen, die von einem anderen als dem interessierenden Gefäßabschnitt herkommen, wird auf diese Weise vermieden. Außerdem wird lediglich nur ein Sensor zur Erfassung der Meßsignale benötigt, so daß sich mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung im Vergleich zum Stand der Technik auch der technische und finanzielle Aufwand reduzieren.One significant advantage over The previously known devices results with the device according to the invention insofar as the ultrasound probe is no longer outside the flowed through Vascular segment, but in the pouring Fluid is placed and thereby the registration of artifacts or disturbing Signals is reduced to a minimum. Also the detection of false signals, that of a vessel section other than the one of interest come here is avoided in this way. In addition, only one Sensor for detecting the measured signals needed, like that that yourself with the device according to the invention in Compared to the state of the art also the technical and financial Reduce effort.

Zur Einführung der Ultraschallsonde in ein zu untersuchendes Gefäß kann eine Führungskanüle verwendet werden. Im Rahmen der Erfindung liegt es jedoch auch, die Ultraschallsonde durch einen Multikatheter hindurch einzuführen, der zur Applikation noch anderer Meßeinrichtungen ausgebildet ist.to introduction the ultrasound probe into a vessel to be examined may have a Guide cannula used become. In the context of the invention, however, it is also the ultrasound probe through a multi-catheter to introduce the application yet other measuring devices is trained.

Beim Betreiben der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist vorgesehen, daß die Ultraschallsonde in einen Gefäßabschnitt eingeführt wird, in dem ein Fluid strömt, mittels der im Gefäßabschnitt positionierten Ultraschallsonde Ultraschallwellen ausgesendet und die von im Fluid strömenden Objekten verursachten Reflexionen der Ultraschallwellen empfangen und ausgewertet werden, wobei die Frequenzen der empfangenen mit den Frequenzen der ausgesendeten Ultraschallwellen verglichen werden, aus Frequenzänderungen auf das Vorkommen von Embolien geschlossen wird sowie deren Größenordnung, Anzahl und/oder Bewegungsgeschwindigkeit bestimmt und als Detektionsergebnis dargestellt werden.At the Operating the device according to the invention is provided that the Ultrasound probe in a vessel section introduced becomes, in which a fluid flows, by means of the in the vessel section positioned ultrasonic probe emitted ultrasonic waves and the of flowing in the fluid Objects received reflections of the ultrasonic waves received and evaluated, the frequencies of the received with compared to the frequencies of the emitted ultrasonic waves, from frequency changes on the occurrence of embolism is closed and their magnitude, Number and / or movement speed determined and as a detection result being represented.

Dabei wird die Ultraschallsonde im Gefäßabschnitt so ausgerichtet, daß die Ultraschallwellen parallel zur Strömungsrichtung des Fluids ausgesendet werden. Mit dem Einführen der Sonde in den Gefäßabschnitt und der Aussendung der Ultraschallwellen parallel zur Strömungsrichtung wird eine äußert hohe Genauigkeit der Emboliedetektion erzielt, da alle Objekte bzw. Partikel die Ultraschallsonde passieren müssen. Damit ist auch der Nachteil des Standes der Technik insofern aufgehoben, als Objekte bzw. Embolien nicht mehr senkrecht an der Ultraschallsonde vorbeischwimmen, dabei kein Signal oder ein zu geringes Signal liefern und daher unbemerkt bleiben können.there the ultrasound probe is in the vessel section aligned so that the Ultrasonic waves are emitted parallel to the flow direction of the fluid. With the introduction the probe into the vessel section and the emission of the ultrasonic waves parallel to the flow direction becomes an extremely high accuracy achieved the embolic detection, since all objects or particles the Ultrasound probe must pass. Thus, the disadvantage of the prior art is repealed so far, when objects or embolisms no longer swim perpendicular to the ultrasound probe, no signal or too low a signal and therefore can go unnoticed.

Eine ganz besondere Ausgestaltung besteht darin, die Ultraschallsonde in der Nähe eines möglichen Entstehungsortes für Embolien in zu plazieren. Damit wurde eine Methode gefunden, die es mit höchster Sicherheit ermöglicht, alle während einer PCI (perkutane koronare Intervention) entstehenden Embolien zu detektieren.A very special embodiment is the ultrasonic probe near of a possible Place of origin for To place emboli in. Thus, a method was found that it with the highest Security allows all while PCI (percutaneous coronary intervention) embolism to detect.

Die Bedeutung dieser Maßnahme besteht vor allem darin, daß mit der Erfassung von Embolien während dieser Behandlung nachfolgende Komplikationen, wie z.B. Arhythmien, Mikroinfarkte, Wandbewegungsstörungen und/oder eine reduzierte Koronarreserve in Abwesenheit eines atherosklerotischen Koronarverschlusses begegnet werden kann. Es werden so auch die Embolien detektiert, die in distal des Behandlungsortes gelegene Herzkranzgefäße transportiert werden und dort Gefäßverschlüsse mit der Folge von Infarkten verursachen können.The Significance of this measure is above all that with the capture of emboli during this treatment, subsequent complications, e.g. arrhythmias, Microinfarcts, wall motion disorders and / or a reduced coronary reserve in the absence of atherosclerotic coronary occlusion can be countered. It also detects the emboli, transports the coronary vessels located distal to the treatment site and there are vascular occlusions with the Can cause episodes of infarction.

Zur Erfassung analoger Ultraschallsignale wird erfindungsgemäß mit einer Ultraschallfrequenz im Bereich um 15 MHz gearbeitet. Die so gewonnenen Ultraschallsignale werden zunächst digitalisiert und dann anhand von Wavelet-Skalen einer Signalanalyse hinsichtlich des Vorkommens von Embolien unterzogen, entgegen der Verfahrensweise nach dem Stand der Technik, bei dem FFT (Fast Fourier Transformation) bzw. shifted FFT (ein Zeit-Frequenz-Verfahren unter Anwendung der FFT) genutzt werden.to Detection of analog ultrasonic signals according to the invention with a Ultrasonic frequency worked in the range around 15 MHz. The won Ultrasound signals are first digitized and then using wavelet scales of a signal analysis subjected to the occurrence of embolisms, contrary to Prior Art Method Using FFT (Fast Fourier Transformation) or shifted FFT (a time-frequency method using the FFT).

Die Erfindung soll nachfolgend anhand eines Ausführungsbeispiels näher erläutert werden.The Invention will be explained in more detail with reference to an embodiment.

Die zugehörige 1 zeigt beispielhaft die erfindungsgemäße Anordnung, die im wesentlichen umfaßt:

– eine Ultraschallsende- und -empfangseinrichtung 1, die mit einer Auswerteeinrichtung (zeichnerisch nicht dargestellt) gekoppelt ist;
– eine Ultraschallsonde in Form eines Dopplerdrahtes 2 mit einem distalen, abstrahlungsseitigen Ende 3;
– eine Führungskanüle 4, die zur Durchführung des Dopplerdrahtes 2 durch die Wandung eines arteriellen Gefäßes (zeichnerisch nicht dargestellt) dient;

The associated 1 shows by way of example the arrangement according to the invention, which essentially comprises:

An ultrasound transmitting and receiving device 1 which is coupled to an evaluation device (not shown in the drawing);
- An ultrasonic probe in the form of a Doppler wire 2 with a distal, radiation-side end 3 ;
- a guide cannula 4 to carry out the Doppler wire 2 through the wall of an arterial vessel (not shown in the drawing);

Der Eintrittsort 5 der Führungskanüle 4 in das arterielle Gefäß ist symbolisch durch eine verstärkte Doppellinie kenntlich gemacht.The entry point 5 the guide cannula 4 in The arterial vessel is symbolically indicated by a reinforced double line.

Um während einer PTCA bzw. der Behandlung eines koronaren Verschlusses Komplikationen aufgrund von Embolien zu vermeiden, wird mittels der Führungskanüle 4 der Dopplerdraht 2 mit seinem abstrahlungsseitigen Ende 3 voran beispielsweise in die Arteria Femoralis eines Patienten eingeführt und in die Koronararterien bzw. bis zum Behandlungsort des koronaren Verschlusses vorgeschoben.In order to avoid complications due to embolisms during a PTCA or the treatment of a coronary occlusion, the guide cannula is used 4 the Doppler wire 2 with its radiation-side end 3 for example, introduced into the artery femoralis of a patient and advanced into the coronary arteries or to the treatment site of the coronary occlusion.

Das abstrahlungsseitige Ende 3 wird in Strömungsrichtung gesehen hinter dem Behandlungsort positioniert, und die Ultraschallwellen werden in Strömungsrichtung ausgesendet. Damit wird sichergestellt, daß während der Behandlung entstehende Embolien präzise erfaßt werden, da diese ebenso wie alle anderen mit dem Blutstrom geführten Partikel das abstrahlungsseitige Ende 3 passieren müssen.The radiation-side end 3 is positioned downstream of the treatment site as seen in the flow direction, and the ultrasonic waves are emitted in the direction of flow. This ensures that embolisms arising during the treatment are precisely detected, since these, like all other particles guided with the blood stream, end the radiation side 3 have to happen.

Als Auswerteeinrichtung kommt ein kommerzielles Ultraschalldopplergerät in Betracht, das einerseits gepulste Ultraschallwellen-Dopplersignale generiert, die über den Dopplerdraht 2 ausgesendet werden, und andererseits die ebenfalls über den Dopplerdraht 2 zurückkehrenden Dopplersignale (Pulsed-wave-Doppler) registriert und aus dem Vergleich der ausgesendeten und registrierten Signale die bereits dargestellten Schlußfolgerungen im Hinblick auf HITS (high intensity transient signals) zieht, die von Embolien verursacht werden.The evaluation device is a commercial ultrasonic Doppler device which, on the one hand, generates pulsed ultrasonic wave Doppler signals, which are transmitted via the Doppler wire 2 be sent out, and on the other hand also via the Doppler wire 2 returning from the comparison of the emitted and registered signals, the conclusions already drawn with regard to HITS (high intensity transient signals), which are caused by embolisms.

Mit dieser Vorrichtung ist es möglich, aus den gewonnenen Ultraschallsignalen nicht nur die HITS und damit Embolien zu selektieren, sondern auch die Blutflußgeschwindigkeit zu bestimmen. Die HITS deuten dabei auf Mikroembolien hin, die in der Regel aus Thrombenmaterial oder Plaquepartikel gebildet sein können.With this device it is possible from the acquired ultrasound signals not only the HITS and thus To select emboli, but also the blood flow velocity to determine. The HITS indicate that microemboli were present in usually formed from thrombus material or plaque particles can.

In bereits ausgeführten Versuchung wurden zunächst analoge Meßdaten mit einem in ein Koronargefäß eingeführten Dopplerdraht erfaßt, der an ein Ultraschalldopplergerät „FloMap^®", Modell 5500, Hersteller Cardiometrics Inc., USA, angeschlossen war.In already executed temptation analog measurement data initially were recorded with a key inserted into a coronary vessel Doppler wire was connected to an ultrasonic Doppler device "FloMap ^®", model 5500, manufacturers cardio Metrics Inc., USA.

Bei dem Dopplerdraht 2, der mit einer Ausgangsstrahlintensität von kleiner 720 mW/cm² und einer Ultraschallfrequenz von 15 MHz gepulst wurde, handelte es sich um eine 0,014" Standard-Ausführung.With the Doppler wire 2 which was pulsed with an output beam intensity of less than 720 mW / cm ² and an ultrasonic frequency of 15 MHz, was a 0.014 "standard design.

Die analogen Meßdaten wurden zunächst mit einer an das Ultraschalldopplergerät angepaßten Abtastrate, hier von 500 kHz, digitalisiert. Bei der Wahl der Abtastrate sollte gewährleistet sein, daß Teilchengeschwindigkeiten von bis zu 512 cm/s erfaßt werden. Die Abtastauflösung sollte vorzugsweise 12 bit betragen.The analog measurement data were first with a matched to the ultrasound Doppler device sampling rate, here of 500 kHz, digitized. When choosing the sampling rate should be guaranteed be that particle speeds of up to 512 cm / s detected become. The sampling resolution should preferably be 12 bits.

Eine einkanalige Digitalisierung ist denkbar, im Hinblick auf eine erhöhte Zuverlässigkeit der Meßergebnisse ist jedoch eine zweikanalige Digitalisierung zu empfehlen. Im konkreten Fall wurde mit einem ersten Kanal der Realteil und mit einem zweiten Kanal der Imaginärteil des Ultraschallsignals digitalisiert.A Single-channel digitization is conceivable, with a view to increased reliability the measurement results However, a two-channel digitization is recommended. In the concrete Case became with a first channel the real part and with a second channel the imaginary part of the ultrasonic signal digitized.

Im Anschluß an die Digitalisierung wurde eine Aufspaltung der nun vorliegenden Ultraschallsignale anhand von Wavelet-Skalen mit Betrachtung des Frequenzbandes von 1 kHz bis 30 kHz vorgenommen.in the Connection to the digitization became a splitting of the now present Ultrasound signals using wavelet scales with consideration of the Frequency band made from 1 kHz to 30 kHz.

Im Zusammenhang mit dem hier verwendeten Ultraschalldopplergerät werden die interessierenden Signale vorwiegend im Frequenzbereich von 5 kHz bis 30 kHz erwartet, was einer Teilchengeschwindigkeit von 25 cm/s bis 155 cm/s entspricht.in the Connection with the ultrasonic Doppler device used here the signals of interest mainly in the frequency range of 5 kHz expected to 30 kHz, giving a particle velocity of 25 cm / s to 155 cm / s corresponds.

Die nun digital vorliegenden Ultraschallsignale wurden in einem nächsten Schritt nach relevanten Ereignissen, d.h. nach HITS, und nach vernachlässigbaren, unbedenklichen Ereignissen, den Artefakten, klassifiziert. Hierzu war zunächst ein Schwellwert zu ermitteln. Dieser sollte um mehr als das zweifache über dem Intensitätsmittelwert des Analyseabschnitts für jede einzelne Wavelet-Skale liegen.The Now digitally present ultrasonic signals were in a next step after relevant events, i. after HITS, and after negligible, harmless events, the artifacts classified. For this was first to determine a threshold value. This should be more than twice that Intensity averaging of the analysis section for every single wavelet scale lies.

Auf diese Weise sind die HITS als Signale mit einer Dauer von 8 ms bis 30 ms identifizierbar. Signale von kürzerer Dauer werden als Artefakte klassifiziert. Signale längerer Dauer sind ebenfalls nicht von HITS verursacht, sondern beispielsweise von anhaltenden Verwirbelungen des Fluids in noch verengten Gefäßen.On this way, the HITS are up as signals with a duration of 8 ms 30 ms identifiable. Signals of shorter duration are called artifacts classified. Signals longer Duration is also not caused by HITS, but for example Persistent turbulence of the fluid in still narrowed vessels.

Bei der Klassifizierung der Ultraschallsignale wird davon ausgegangen, daß die HITS oberhalb der Flußgeschwindigkeit des Fluids liegen, in dem sie mitgeführt werden, da die sich schnell im Fluidstrom bewegenden Teilchen hinter sich Verwirbelungen erzeugen, die höhere Frequenzen im Dopplersignal verursachen. Die HITS erstrecken sich stets über mehrere Wavelet-Skalen, die Flußgeschwindigkeiten von 25 cm/s bis 155 cm/s repräsentieren.at the classification of the ultrasonic signals is assumed that the HITS above the flow speed the fluid in which they are carried, as the fast particles moving in fluid flow create turbulences behind them, the higher one Cause frequencies in the Doppler signal. The HITS extend always over several Wavelet scales, the flow velocities of 25 cm / s to 155 cm / s represent.

Zur Qualifikation der HITS wird zunächst in den Wavelet-Skalen eine zeitliche Zuordnung zur Herzfrequenz vorgenommen, wobei allerdings der Herzschlageinfluß zu berücksichtigen ist, was mittels Schwellwertanpassung erfolgt.to Qualification of HITS will be first in the wavelet scales a temporal assignment to the heart rate taking into account, however, the heartbeat influence is what is done by threshold adjustment.

Hierauf folgend wird die Signalleistung in den Einzelskalen bestimmt, d.h. die Skalensumme wird gebildet und auf einem Durchschnittswert normiert. Dieser Durchschnittswert wird in einem emboliefreien Datensatzabschnitt, der zwei bis drei Herzschläge nach einem vorangegangen HITS liegen sollte, anhand eines adäquaten Intervalls über mehrere Millisekunden ermittelt.Following this, the signal power in the individual scales is determined, ie the scale sum is formed and normalized to an average value. This average value is in an embolism-free record section that has two to three heartbeats after a previous HITS, based on an adequate interval over several milliseconds.

Die HITS entsprechen im Dopplerfrequenzspektrum einem hochintensiven, kurzzeitigen Signal der oben angegebenen Dauer, das mindestens etwa 1 Dezibel über dem Hintergrundspektrum liegt und von einem typischen musikalischen Geräusch mit zwitscherndem Charakter begleitet wird.The HITS in the Doppler frequency spectrum correspond to a high-intensity, short-term signal of the above duration, which is at least about 1 Decibels over the background spectrum and of a typical musical noise accompanied by a twittering character.

11: Ultraschallsende- und -empfangseinrichtungultrasonic transmitting and receiving device
22: DopplerdrahtDoppler wire
33: EndeThe End
44: Führungskanüleguide cannula
55: Eintrittsortof entry

Claims

Apparatus for detecting emboli by means of ultrasound, comprising - an ultrasound transmitting and receiving device ( 1 ), An ultrasonic probe which is connected to the ultrasonic transmitting and receiving device ( 1 ), - a device for introducing the ultrasound probe into a vessel section of a patient, and - an evaluation device, with which the frequencies of the received are compared with the frequencies of the emitted ultrasonic waves during a study period, from frequency changes on the occurrence of embolisms is closed and their Magnitude, number and / or movement speed are determined and displayed as a detection result, - abut the measurement data coming from the ultrasound probe in analog form to the evaluation, characterized in that - the insertion of the ultrasound probe is provided in an arterial vessel section, - the evaluation with an analog-to-digital converter for digitizing the measured data is provided with specification of a sampling rate and a sampling resolution, and - in the evaluation of a splitting of the digitized measurement data based is provided by wavelet scales.

Device according to claim 1, characterized in that that to Digitizing a sampling rate of 500 kHz and a sampling resolution of 12 bits are given.

Device according to claim 1, characterized in that that with the splitting of the digitized measurement signals using wavelet scales an evaluation with regard to Doppler signals in the frequency band of 1 kHz to 30 kHz is provided.

Device according to one of the preceding claims, characterized in that for insertion of the ultrasound probe a guide cannula ( 4 ) is provided.

Device according to claim 4, characterized in that that to introduction the ultrasound probe a multi-catheter is used, the application still other measuring devices is trained.

Device according to one of the preceding claims, characterized characterized in that as Evaluation device an ultrasonic Doppler device is provided.