DE102006056687A1 - Heart's electro anatomical image recording and representation method for c-arc x-ray device, involves statistically visualizing information obtained from cardiogram at electrodes position in representation of three dimensional data set - Google Patents

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Abstract

The method involves recording a three dimensional-image data set of a heart with an inserted catheter (5) by a C-arc x-ray device (4), where the catheter has electrodes for representation of multiple intra cardial electrocardiograms. Positions of the electrodes of the catheter are determined in the three dimensional-data set. Electrical information obtained from the electrocardiogram is statistically or dynamically visualized at a certain position of the associated electrodes in representation of three dimensional data set and/or additional data set, which is represented with the x-ray device. An independent claim is also included for a device for recording and representation of electro anatomical images of the heart.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren sowie eine Einrichtung zur Erfassung und Darstellung elektroanatomischer Bilder des Herzens, bei denen aus intrakardialen Elektrokardiogrammen erhaltene elektrische Informationen in einer Darstellung eines 3D-Bilddatensatzes des Herzens visualisiert werden.The The present invention relates to a method and a device for acquiring and displaying electro-anatomical images of the heart, those obtained from intracardiac electrocardiograms electrical Information in a representation of a 3D image data set of the Heart visualized.

Für die Untersuchung zahlreicher Herzkrankheiten werden elektrophysiologische Techniken eingesetzt, bei denen elektrophysiologische Potentiale im Herzen ortsaufgelöst erfasst und dargestellt werden. Derartige Untersuchungen werden in der Regel in einem elektrophysiologischen Labor durchgeführt, in dem einem Arzt zahlreiche diagnostische Geräte zur Verfügung stehen, bspw. ein elektrophysiologisches System, mit dem sowohl die elektrische Aktivität des Herzens an der Körperoberfläche als auch intrakardial mit Kathetern gemessen werden kann, unterschiedliche Arten von bildgebenden Systemen, wie Röntgen-, Ultraschall- oder elektroanatomische Mapping-Systeme sowie Geräte zur Hochfrequenz-Ablation und Stimulation. Gerade für die Diagnose arhythmischer Pathophysiologien ist die Überlagerung elektrischer und anatomischer Bildinformation sehr nützlich.For the investigation numerous heart diseases use electrophysiological techniques, in which electrophysiological potentials in the heart recorded spatially resolved and be presented. Such investigations are usually performed in an electrophysiological laboratory in which a doctor numerous diagnostic equipment to disposal For example, an electrophysiological system with which both the electrical activity of the heart on the body surface as well Intracardiac with catheters can be measured, different Types of imaging systems, such as X-ray, ultrasound or electroanatomical Mapping systems as well as devices for high-frequency ablation and stimulation. Especially for the diagnosis arhythmic pathophysiologies is the superposition of electrical and anatomical image information very useful.

Zur Erfassung und Darstellung elektroanatomischer Bilder werden sog. elektroanatomische Mapping-Katheter eingesetzt. Beispiele für derzeit am Markt verfügbare Systeme sind das Carto XP System der Firma Biosense Webster, das Ensite System und das NavX-System der Firma Endocardial Solutions und das RPM-System der Firma Boston Scientific. Einige Systeme verfügen über Positionssensoren am Katheter, mit denen die jeweilige Aufnahmeposition im Raum erfasst wird. Die Erzeugung elektroanatomischer Bilder mit diesen Systemen ist jedoch sehr umständlich und kostspielig, da einige teure Einwegartikel er forderlich sind. Mit Ausnahme des Ensite Systems kann keines der verfügbaren Systeme dynamische elektroanatomische Bilder erzeugen, in denen das elektrische Potential über eine Herzperiode als farbcodierte Darstellung erkennbar ist, die die Ausbreitung des elektrischen Signals im Myokardium zeigt. Der Arzt muss beim Ensite System jedoch zwei Katheter in den interessierenden Herzbereich einführen, um derartige dynamische Bilder zu erzeugen. Der erste Katheter ist ein nicht kontaktierender Ballonkatheter, der mit einer Salzlösung expandiert wird, sobald er eingeführt ist. Der zweite Katheter ist ein Mapping-Katheter, der ein Hochfrequenzsignal emittiert, das zur Messung des Abstandes zwischen der Wand des Endokardiums und dem Ballonkatheter dient.to Detection and presentation of electroanatomical images are called. electroanatomical mapping catheter used. Examples for currently available on the market Systems are the Carto XP system of the company Biosense Webster, which Ensite system and the NavX system of the company Endocardial Solutions and the RPM system of Company Boston Scientific. Some systems have position sensors on the catheter, with which the respective recording position in the room is detected. The However, generating electro-anatomical images with these systems is very inconvenient and expensive, as some expensive disposable items are required. With the exception of the Ensite system, none of the available systems can generate dynamic electroanatomical images in which the electrical Potential over a heart period is recognizable as a color-coded representation, the shows the propagation of the electrical signal in the myocardium. Of the However, in the case of the Ensite system, the doctor needs to have two catheters in the patient Introduce heart area, to create such dynamic images. The first catheter is a non-contacting balloon catheter that expands with a saline solution will, as soon as he introduced is. The second catheter is a mapping catheter that is a high frequency signal which is used to measure the distance between the wall of the endocardium and the balloon catheter.

Die EP 1 182 619 A2 offenbart bspw. ein Verfahren zur Erzeugung elektroanatomischer Bilder des Herzens, bei dem ein elektroanatomisches Bild mit einem Mapping-Katheter aufgezeichnet und mit einer Darstellung eines 3D-Bilddatensatzes des Herzens überlagert dargestellt wird. Der 3D-Bilddatensatz wird dabei mit einem tomographiefähigen bildgebenden Gerät aufgezeichnet. Zur überlagerten Darstellung wird das durch das Positionserfassungssystem des Mapping-Katheters vorgegebene Koordinatensystem mit dem Koordinatensystem des bildgebenden Gerätes registriert, um dann die beiden Bilder korrekt überlagern zu können.The EP 1 182 619 A2 discloses, for example, a method for generating electroanatomical images of the heart in which an electroanatomical image is recorded with a mapping catheter and overlaid with a representation of a 3D image data set of the heart. The 3D image data record is recorded with a tomography-capable imaging device. For superimposed presentation, the coordinate system predetermined by the position detection system of the mapping catheter is registered with the coordinate system of the imaging device, in order then to be able to superimpose the two images correctly.

Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, ein Verfahren sowie eine Einrichtung zur Erfassung und Darstellung elektroanatomischer Bilder des Herzens anzugeben, die eine einfachere und kostengünstigere Erfassung und Darstellung statischer und dynamischer elektroanatomischer Bilder ermöglichen.The The object of the present invention is a method and a device for detecting and displaying electroanatomical Provide images of the heart that are simpler and cheaper Detection and representation of static and dynamic electro-atomic Enable images.

Die Aufgabe wird mit dem Verfahren und der Einrichtung gemäß den Patentansprüchen 1 und 11 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen des Verfahrens und der Einrichtung sind Gegenstand der Unteransprüche oder lassen sich der nachfolgenden Beschreibung sowie dem Ausführungsbeispiel entnehmen.The The object is achieved with the method and the device according to claims 1 and 11 solved. Advantageous embodiments of the method and the device are the subject of the dependent claims or can be the following description and the embodiment remove.

Bei dem vorliegenden Verfahren wird ein Katheter mit mehreren Elektroden zur gleichzeitigen Aufzeichnung mehrerer intrakardialer Elektrokardiogramme eingesetzt. Hierbei sind beliebige derzeit oder in der Zukunft verfügbare sog. Mehrelektrodenkatheter verwendbar. Bei diesen Mehrelektrodenkathetern kann es sich bspw. um expandierbare Basket-Katheter, um sog. Multispine-Katheter, um nichtkontaktierende Ballonkatheter, um mehrere Mehrelektrodenkatheter in Form eines sog. Halo-Katheters, um Lassokatheter oder um herkömmliche elektrophysiologische Katheter mit mehreren Elektroden, bspw. CS-Katheter, handeln. Auf die Art der Erfassung der elektrischen Information, d. h. z.B. in Kontakt oder ohne Kontakt zur Wand des Endokardiums, kommt es hierbei nicht an. Ein Beispiel für einen Multispine-Katheter ist der Multispine PentaRay-Katheter der Firma Biosense Webster. Nichtkontaktierende Ballon-Katheter oder Basket-Katheter werden bspw. von den Firmen Endocardial Solutions und Boston Scientific vertrieben. Der Vorteil dieser Mehrelektroden-Katheter besteht darin, dass mit einer Messung gleichzeitig mehrere Elektrokardiogramme an unterschiedlichen Positionen im interessierenden Bereich des Herzens erfasst werden.at The present method is a multi-electrode catheter for the simultaneous recording of several intracardiac electrocardiograms used. Here are any currently or in the future available so-called. Multi-electrode catheter can be used. In these multi-electrode catheters may be, for example, expandable basket catheters, so-called multi-spine catheters, to non-contacting balloon catheter to multiple multi-electrode catheter in the form of a so-called Halo catheter, to Lassokatheter or conventional electrophysiological catheters with multiple electrodes, eg CS catheters, act. On the way of collecting the electrical information, d. H. e.g. in contact or without contact with the wall of the endocardium, comes it does not matter here. An example of a multi-spine catheter is the Multispine PentaRay catheter from Biosense Webster. Non-contacting balloon catheters or basket catheters are, for example, from the company Endocardial Solutions and Boston Scientific. The advantage of these multi-electrode catheters is that with one measurement simultaneously several electrocardiograms in different positions in the area of interest of the Heart are captured.

Die beim vorliegenden Verfahren und der zugehörigen Einrichtung eingesetzten Katheter müssen keine Positionssensoren tragen. Die dreidimensionalen Positionen der einzelnen Elektroden im Raum werden vielmehr über eine tomographische 3D-Bildaufnahme des Herzens ermittelt. Hierzu wird der Katheter zunächst in den interessierenden Bereich des Herzens eingeführt und dort so positioniert, dass die Elektroden an den für die Aufzeichnung der Elektrokardiogramme erforderlichen Positionen sind. Anschließend wird mit einem tomographiefähigen bildgebenden Gerät ein 3D-Bilddatensatzes des Herzens mit dem eingeführten Katheter aufgezeichnet, während gleichzeitig oder zumindest in unmittelbarer zeitlicher Nähe die intrakardialen Elektrokardiogramme mit dem während dieses Zeitraums ortsfesten Katheter bzw. mit den ortsfesten Elektroden des Katheters aufgezeichnet werden. Hierfür muss ein tomographie fähiges bildgebendes Gerät eingesetzt werden, in dessen Bilddaten die Elektroden und/oder der Katheter erkennbar sind. In den 3D-Bilddaten lässt sich dann die räumliche Position jeder Elektrode während der Aufzeichnung der Elektrokardiogramme bestimmen. In einer Darstellung des 3D-Bilddatensatzes und/oder eines mit diesem registrierten weiteren 3D-Bilddatensatzes des Herzens, der mit einer anderen tomographiefähigen bildgebenden Modalität aufgezeichnet wird, werden dann die aus den Elektrokardiogrammen erhaltenen elektrischen Informationen an den vorher bestimmten Positionen der zugehörigen Elektroden statisch oder dynamisch visualisiert.The catheters used in the present method and apparatus need not support position sensors. Rather, the three-dimensional positions of the individual electrodes in the space are determined via a tomographic 3D image acquisition of the heart. For this purpose, the Ka The catheter is first inserted into the region of interest of the heart and positioned there so that the electrodes are at the positions required for recording the electrocardiograms. Subsequently, a 3D image data set of the heart with the inserted catheter is recorded with a tomography-capable imaging device, while at the same time or at least in close proximity, the intracardiac electrocardiograms are recorded with the stationary during this period catheter or with the stationary electrodes of the catheter. For this purpose, a tomography enabled imaging device must be used, in the image data of the electrodes and / or the catheter can be seen. The spatial position of each electrode during the recording of the electrocardiograms can then be determined in the 3D image data. In a representation of the 3D image data set and / or a further 3D image data set of the heart registered with the latter, which is recorded using another tomographically capable imaging modality, the electrical information obtained from the electrocardiograms becomes static at the previously determined positions of the associated electrodes dynamically visualized.

Bei einer statischen Visualisierung kann beispielsweise die Höhe der gemessenen elektrischen Amplitude zu einem bestimmten Zeitpunkt der Herzperiode farbig codiert dargestellt werden. Bei einer dynamischen Visualisierung erfolgt eine Darstellung, bei der sich die Farben an den einzelnen Messstellen entsprechend der zeitlichen Veränderung der Amplitude während einer Herzperiode zeitlich verändern. Die zeitliche Veränderung wird dabei vorzugsweise zeitlich gestreckt in Art einer Zeitlupe dargestellt. Auf diese Weise kann bspw. die Ausbreitung des elektrischen Signals im Myokardium analysiert werden.at a static visualization can, for example, the height of the measured electrical amplitude at a certain point in the heart period are shown coded in color. In a dynamic visualization a representation takes place in which the colors on the individual Measuring points according to the temporal change of the amplitude during a Change heart period. The temporal change is preferably temporally stretched in the manner of a slow motion shown. In this way, for example, the spread of electrical Signals are analyzed in the myocardium.

Vorzugsweise wird als tomographiefähige bildgebende Modalität ein C-Bogen-Röntgengerät wie beispielsweise das DynaCT der Firma Siemens eingesetzt. Grundsätzlich lässt sich jedoch jedes tomographiefähige bildgebende Gerät nutzen, in dessen Bildern die Position der Elektroden bestimmbar sowie die Anatomie des Herzens erkennbar sind, z.B. ein Computertomographie-Gerät oder ein 3D-Ultraschall-Gerät. Bei Nutzung eines Ultraschall-Gerätes können zusätzlich zur anatomischen Information auch noch weitere Ultraschall-spezifische Informationen visualisiert werden, bspw. die Geschwindigkeit des Blutflusses. Die Gewinnung dieser Zusatzinformation mittels Ultraschall-Bildgebung ist dem Fachmann bekannt.Preferably becomes as Tomographiefähige imaging modality a C-arm X-ray device such as the DynaCT used by Siemens. Basically, however, any tomographie-capable imaging Use device, in whose pictures the position of the electrodes can be determined and the Anatomy of the heart are recognizable, e.g. a computed tomography device or a 3D ultrasound device. When using an ultrasound device, in addition to anatomical information as well even more ultrasound-specific information is visualized eg the speed of blood flow. The extraction This additional information by means of ultrasound imaging is the Specialist known.

Das vorgeschlagene Verfahren und die zugehörige Einrichtung ermöglichen eine einfachere Erzeugung sowohl statischer als auch dynamischer elektroanatomischer Bilder. Der kostspielige Einsatz der bekannten Mapping-Katheter mit Positionssensoren ist dabei nicht erforderlich. Das gesamte Verfahren ist in kürzerer Zeit durchführbar, da sowohl die zeitaufwendige Kalibrierung für die Registrierung eines Katheter-Positionssystems mit dem tomographiefähigen bildgebenden Gerät als auch die aufwendigere Nutzung mehrerer Katheter zur Erzeugung dynamischer elektroanatomischer Bilder entfallen. Das Verfahren erzeugt eine echte Integration anatomischer und elektrischer Information, die bisher bei diesen Anwendungen nicht erreicht wird. Vielmehr werden bei den bekannten Verfahren immer zwei Bilder miteinander registriert und einander überlagert.The allow proposed methods and associated equipment a simpler generation of both static and dynamic electro-atomic Images. The costly use of known mapping catheters with position sensors is not required. The entire Procedure is in shorter Time feasible, as both the time-consuming calibration for registering a catheter positioning system with the tomographie imaging device as well as the more elaborate use of multiple catheters to generate Dynamic electro-anatomical images omitted. The procedure creates a true integration of anatomical and electrical information, which has not been achieved in these applications so far. Much more In the known methods, two images are always combined registered and superimposed on each other.

In einer Weiterbildung des vorliegenden Verfahrens wird die Bildinformation einer weiteren tomographiefähigen Modalität genutzt. Mit dieser weiteren tomographiefähigen Modalität, vorzugsweise einem Magnetresonanztomographen oder einem Positronen-Emissions-Tomographie(PET)-Gerät, wird ein weiterer 3D-Bilddatensatz des Herzens aufgezeichnet. Dieser weitere 3D-Bilddatensatz wird mit dem anderen 3D-Bilddatensatz registriert. Auf Basis dieser Registrierung kann dann die Visualisierung der elektrischen Information in einer Darstellung des weiteren 3D-Bilddatensatzes erfolgen.In A development of the present method is the image information another tomographie modality used. With this further tomographie capable modality, preferably a magnetic resonance tomograph or a positron emission tomography (PET) device recorded another 3D image data set of the heart. This another 3D image data set is registered with the other 3D image data set. On the basis of this registration can then be the visualization of the electrical Information in a representation of the further 3D image data record respectively.

Bei der Darstellung des 3D-Bilddatensatzes können selbstverständlich unterschiedliche Techniken zum Einsatz kommen, die dem Fachmann bekannt sind. Als Beispiel seien hier VRT (Volume Rendering Technique) oder SSD (Surface Shaded Display) erwähnt.at Of course, the representation of the 3D image data set can be different Techniques are used which are known in the art. When Examples are VRT (Volume Rendering Technique) or SSD (Surface Shaded Display) mentioned.

In der bevorzugten Ausgestaltung des Verfahrens und der zugehörigen Einrichtung wird bei der Darstellung des 3D-Bilddatensatzes mit der elektrischen Information die jeweilige Herzphase berücksichtigt. Es werden somit nur Bildinformationen und elektrische Informationen gleichzeitig dargestellt, die aus der gleichen Herzphase stammen. Hierbei können dann für unterschiedliche Herzphasen unterschiedliche Bilddarstellungen, auch in der Herzperiode entsprechender zeitlicher Abfolge, erzeugt und dargestellt werden.In the preferred embodiment of the method and the associated device is used in the representation of the 3D image data set with the electrical Information considered the respective heart phase. It will be so only picture information and electrical information at the same time represented, which originate from the same heart phase. Here then can for different Herzphasen different pictorial representations, even in the heart period appropriate temporal sequence, generated and displayed.

Die vorgeschlagene Einrichtung zur Erfassung und Darstellung elektroanatomischer Bilder des Herzens umfasst dementsprechend zumindest ein tomographiefähiges bildgebendes Gerät, einen Katheter, der mehrere Elektroden zur gleichzeitigen Aufzeichnung mehrerer intrakardialer Elektrokardiogramme aufweist, sowie eine Auswerteeinrichtung. Die Auswerteeinrichtung ist so ausgebildet, dass sie in den 3D-Bilddaten, die vom tomographiefähigen bildgebenden Gerät erhalten werden, die Positionen der Elektroden des Katheters automatisch bestimmt und eine Darstellung des 3D-Bilddatensatzes und/oder eines mit diesem registrierten weiteren 3D-Bilddatensatzes des Herzens erzeugt, in der aus den Elektrokardiogrammen erhaltene elektrische Information an den vorher bestimmten Positionen der zugehörigen Elektroden statisch oder dynamisch visualisiert werden.Accordingly, the proposed device for recording and displaying electroanatomical images of the heart comprises at least one tomography-capable imaging device, a catheter having a plurality of electrodes for the simultaneous recording of a plurality of intracardiac electrocardiograms, and an evaluation device. The evaluation device is designed such that it automatically determines the positions of the electrodes of the catheter in the 3D image data, which are obtained from the tomography-capable imaging device, and a representation of the 3D image data set and / or a further registered with the latter 3D image data set of the heart generated in the electrocardiograms obtained electrical information at the predetermined positions of the associated electrodes are statically or dynamically visualized.

Das vorgeschlagene Verfahren und die zugehörige Einrichtung werden nachfolgend anhand von Ausführungsbeispielen in Verbindung mit den Zeichnungen ohne Beschränkung des durch die Patentansprüche festgelegten Schutzbereichs nochmals kurz erläutert. Hierbei zeigen:The Proposed methods and associated equipment are hereafter based on embodiments in conjunction with the drawings without limiting the scope of the claims Protected area briefly explained again. Hereby show:

1 drei Beispiele für Mehrelektroden-Katheter; 1 three examples of multi-electrode catheters;

2 ein Beispiel für die vorgeschlagene Einrichtung in stark schematisierter Darstellung; 2 an example of the proposed device in a highly schematic representation;

3 ein Beispiel für ein Elektrokardiogramm; und 3 an example of an electrocardiogram; and

4 ein Beispiel für den Ablauf des vorgeschlagenen Verfahrens. 4 an example of the procedure of the proposed method.

Im nachfolgenden Ausführungsbeispiel werden das vorgeschlagene Verfahren und die zugehörige Einrichtung unter Nutzung eines fluoroskopischen Röntgensystems, insbesondere eines C-Bogen-Röntgensystems, als tomographiefähiges bildgebendes Gerät erläutert. Für die Aufzeichnung der Elektrokardiogramme wird ein Mehrelektroden-Katheter eingesetzt, wie er bspw. der 1 zu entnehmen ist. Diese Figur zeigt drei Beispiele für Mehrelektroden-Katheter. In der 1a ist hierbei ein nicht-kontaktierender Ballon-Katheter 1 erkennbar, an dessen Außenfläche die mehreren Elektroden angeordnet sind. 1b stellt einen Basket-Katheter 2 dar, an dessen einzelnen Stegen die entsprechenden Elektroden angeordnet sind. 1c zeigt schließlich einen Multiseine-Katheter 3, mit den an den unterschiedlichen Stäben ausgebildeten Elektroden.In the following exemplary embodiment, the proposed method and the associated device are explained using a fluoroscopic X-ray system, in particular a C-arm X-ray system, as a tomography-capable imaging device. For the recording of electrocardiograms, a multi-electrode catheter is used, as he, for example, the 1 can be seen. This figure shows three examples of multi-electrode catheters. In the 1a Here is a non-contacting balloon catheter 1 recognizable, on the outer surface of which the plurality of electrodes are arranged. 1b makes a basket catheter 2 is, at the individual webs, the corresponding electrodes are arranged. 1c finally shows a multi-line catheter 3 , with the electrodes formed on the different rods.

Dieser Mehrelektroden-Katheter wird in den interessierenden Bereich des Herzens eingeführt, bspw. das linke Atrium, das rechte Atrium, den linken Ventrikel oder den rechten Ventrikel. Nachdem der Katheter eingeführt und geeignet positioniert ist, so dass die einzelnen Elektroden ein gutes elektrisches Signal liefern, wird ein Scan mit dem eingesetzten C-Bogen-System durchgeführt, um die 3D-Bildinformation vom Herzen zu erhalten. Im vorliegenden Beispiel wird hierzu das Gerät DynaCT der Firma Siemens eingesetzt. Röntgenröhre und Röntgendetektor werden hierbei während der Bildaufzeichnung um mindestens 180° um den Patienten geschwenkt und aus den unterschiedlichen erhaltenen Projektionsdaten ein 3D-Bild rekonstruiert. In diesem Bild bzw. dem 3D-Bilddatensatz ist der Katheter mit den Elektroden zu erkennen. Gleichzeitig mit der Durchführung des Scans werden mit dem Katheter die Elektrokardiogramme aufgezeichnet.This Multi-electrode catheter is placed in the area of interest Heart introduced, for example. the left atrium, the right atrium, the left ventricle or the right ventricle. After the catheter is inserted and properly positioned so that the individual electrodes give a good electrical signal A scan is performed with the C-arm system used to to get the 3D image information from the heart. In the present example this is the device DynaCT used by Siemens. X-ray tube and X-ray detector are doing this while the image recording by at least 180 ° pivoted around the patient and from the different projection data obtained a 3D image reconstructed. In this picture or the 3D image data set is the Detecting catheter with the electrodes. Simultaneously with the execution of the scan the electrocardiograms are recorded with the catheter.

2 zeigt in stark schematisierter Darstellung ein Beispiel für die vorliegende Einrichtung mit dem C-Bogen-Gerät 4, dem Katheter 5, der Patientenliege 6 sowie der Auswerteeinrichtung 7, in der die Mess- und Bilddaten des C-Bogen-Gerätes sowie die EKG-Daten des Katheters verarbeitet werden. 2 shows a highly schematic representation of an example of the present device with the C-arm device 4 , the catheter 5 , the patient couch 6 as well as the evaluation device 7 in which the measurement and image data of the C-arm device as well as the ECG data of the catheter are processed.

Nach der Rekonstruktion des 3D-Bildes des Herzens wird im vorliegenden Beispiel der Teil des Herzens segmentiert, in den der Katheter eingeführt ist, bspw. das linke Atrium. Jede Elektrode des Katheters kann dann in dem segmentierten Bilddatensatz durch einen Bildverarbeitungsalgorithmus erfasst und deren x-, y- und z-Koordinate im Raum bestimmt werden (bzgl. des Koordinatensystems des 3D-Bilddatensatzes). Damit kann jedem aufgezeichneten Elektrokardiogramm eine räumliche Position im 3D-Bilddatensatz zugeordnet werden. In einer Ausgestaltung des Verfahrens und der zugehörigen Einrichtung kann der Nutzer der Auswerteeinrichtung den Typ des verwendeten Katheters an einer Eingabeeinheit mitteilen, um die Bestimmung der Positionen der Elektroden durch den Bildverarbeitungsalgorithmus auf Basis der Kenntnis über den Aufbau des eingesetzten Katheters zu erleichtern. Vorzugsweise umfasst die Auswerteeinrichtung hierzu auch eine Datenbank, in der der Aufbau unterschiedlicher Kathetertypen hinterlegt ist.To the reconstruction of the 3D image of the heart is present Example segmented the part of the heart into which the catheter is inserted eg the left atrium. Each electrode of the catheter can then be placed in the segmented image data set by an image processing algorithm and whose x, y and z coordinates are determined in space (regarding the coordinate system of the 3D image data set). So that can Each recorded electrocardiogram has a spatial position in the 3D image data set be assigned. In one embodiment of the method and the associated device the user of the evaluation device, the type of used Communicate catheter to an input unit to determine the Positions of the electrodes by the image processing algorithm based on the knowledge about to facilitate the construction of the inserted catheter. Preferably comprises the evaluation for this purpose, a database in which the structure different catheter types is deposited.

Die Elektrokardiogramme werden hinsichtlich der Zeitintervalle zwischen den einzelnen Impulsen und hinsichtlich des zeitlichen Verlaufs der elektrischen Amplituden analysiert, um die gewünschte elektrische Information daraus abzuleiten. 3 zeigt ein Beispiel für ein Elektrokardiogramm, in dem die Amplitude des elektrischen Signals in Abhängigkeit von der Zeit dargestellt ist. Die unterschiedlichen Elektroden erfassen dabei gleichzeitig mehrere Elektrokardiogramme, die sich in der Höhe der Amplituden und im Zeitpunkt der Maximalamplitude unterscheiden.The electrocardiograms are analyzed for the time intervals between the individual pulses and for the time course of the electrical amplitudes in order to derive the desired electrical information therefrom. 3 shows an example of an electrocardiogram, in which the amplitude of the electrical signal as a function of time is shown. The different electrodes simultaneously detect several electrocardiograms, which differ in the height of the amplitudes and at the time of the maximum amplitude.

Anschließend erfolgt eine geeignete Darstellung des 3D-Bilddatensatzes, in der die gewünschte elektrische Information an der der jeweiligen Elektrode entsprechenden Position vorzugsweise farbig dargestellt ist. Eine dynamische Darstellung kann auch dadurch erfolgen, dass der Zeitpunkt des Maximums der elektrischen Amplitude farbig codiert in der Darstellung des 3D-Bilddatensatzes visualisiert ist.Then done a suitable representation of the 3D image data set in which the desired electrical Information at the position corresponding to the respective electrode preferably shown in color. A dynamic representation can also take place in that the time of the maximum of electrical amplitude coded in color in the representation of the 3D image data set is visualized.

4 zeigt einen Überblick über den Verfahrensablauf bei dem hier beschriebenen Ausführungsbeispiel. 4 shows an overview of the process flow in the embodiment described here.

In einer weiteren Ausgestaltung des vorgeschlagenen Verfahrens kann die elektrische Information auch mit 3D-Bildern von tomographischen bildgebenden Modalitäten kombiniert werden, die für eine Lokalisierung der Elektroden oder des Katheters nicht geeignet sind. Dies ist vor allem in Fällen interessant, in denen diese zusätzlichen 3D-Bildaufnahmen Zusatzinformation liefern, die mit Röntgen- oder Ultraschallbildern nicht erhalten werden kann. Für kardiographische Anwendungen bietet sich hierbei vor allem die Magnetresonanztomographie (MRT) an, die Zusatzinformation über die Viabilität und mögliche Läsionen im Myokard bereitstellt, oder PET, das ebenfalls Information über die Viabilität liefert. Hierbei kann zunächst der 3D-Bilddatensatz aufgezeichnet werden, der die entsprechenden Zusatzinformationen liefert, bspw. mittels MRT oder PET. Anschließend wird der Mehrelektrodenkatheter in den interessierenden Bereich des Herzens eingeführt und geeignet positioniert. Während der Aufzeichnung der Elektrokardiogramme wird der Scan mit dem C-Bogen-Gerät durchgeführt, um den 3D-Bilddatensatz für die Lokalisierung der Elektroden zu erhalten. Dieser 3D-Bilddatensatz wird mit dem aus der vorangegangenen Aufzeichnung erhaltenen ersten (MRT- oder PET-)3D-Bilddatensatz der anderen bildgebenden Modalität registriert. Nach der Bestimmung der Position der Elektroden kann die elektrische Information dann in einer Darstellung des ersten 3D-Bilddatensatzes mit der zusätzlichen Information visualisiert werden. Auch eine geeignet überlagerte Darstellung beider 3D-Bilddatensätze ist selbstverständlich möglich.In a further embodiment of the proposed method, the electrical Informa tion can also be combined with 3D images of tomographic imaging modalities, which are not suitable for a localization of the electrodes or the catheter. This is particularly interesting in cases in which these additional 3D image recordings provide additional information that can not be obtained with X-ray or ultrasound images. Magnetic resonance imaging (MRI), which provides additional information about the viability and possible lesions in the myocardium, or PET, which also provides information on the viability, is particularly suitable for cardiographic applications. In this case, firstly the 3D image data set can be recorded, which supplies the corresponding additional information, for example by means of MRT or PET. Subsequently, the multi-electrode catheter is inserted into the region of interest of the heart and suitably positioned. During the recording of the electrocardiograms, the scan is performed with the C-arm device to obtain the 3D image data set for the location of the electrodes. This 3D image data set is registered with the first (MRT or PET) 3D image data record of the other imaging modality obtained from the previous recording. After determining the position of the electrodes, the electrical information can then be visualized in a representation of the first 3D image data set with the additional information. A suitably superimposed representation of both 3D image data sets is of course possible.

Claims (20)

Verfahren zur Erfassung und Darstellung elektroanatomischer Bilder des Herzens, bei dem – ein Katheter (5), der mehrere Elektroden zur gleichzeitigen Aufzeichnung mehrerer intrakardialer Elektrokardiogramme aufweist, in einen interessierenden Bereich des Herzens eingeführt wird, – mit einem tomographiefähigen bildgebenden Gerät (4) ein 3D-Bilddatensatz des Herzens mit dem eingeführten Katheter (5) aufgezeichnet wird, während gleichzeitig oder zumindest in unmittelbarer zeitlicher Nähe die intrakardialen Elektrokardiogramme mit dem während dieser Zeit ortsfesten Katheter (4) aufgezeichnet werden, – die Positionen der Elektroden des Katheters (5) in dem 3D-Bilddatensatz bestimmt werden und – in einer Darstellung des 3D-Bilddatensatzes und/oder eines mit diesem registrierten weiteren 3D-Bilddatensatzes des Herzens, der gegebenenfalls mit einem anderen tomographiefähigen bildgebenden Gerät aufgezeichnet wird, aus den Elektrokardiogrammen erhaltene elektrische Informationen an den vorher bestimmten Positionen der zugehörigen Elektroden statisch oder dynamisch visualisiert werden.Method for acquiring and displaying electroanatomical images of the heart, in which - a catheter ( 5 ), which has a plurality of electrodes for simultaneously recording a plurality of intracardiac electrocardiograms, is inserted into a region of interest of the heart, - with a tomography-capable imaging device ( 4 ) a 3D image data set of the heart with the inserted catheter ( 5 ), while at the same time or at least in close proximity to one another, the intracardiac electrocardiograms are recorded with the catheter fixed during this time ( 4 ), - the positions of the electrodes of the catheter ( 5 ) are determined in the 3D image data set and - in one representation of the 3D image data set and / or a further 3D image data set of the heart recorded with the latter, which is optionally recorded with another tomographically capable imaging device, electrical information obtained from the electrocardiograms is sent to the computer previously statically or dynamically visualized to specific positions of the associated electrodes. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Aufzeichnung des 3D-Bilddatensatzes mit einem C-Bogen-Röntgengerät erfolgt.Method according to claim 1, characterized in that in that the recording of the 3D image data record takes place with a C-arm X-ray apparatus. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Aufzeichnung des 3D-Bilddatensatzes mit einem Computertomographie-Gerät erfolgt.Method according to claim 1, characterized in that in that the recording of the 3D image data record takes place with a computed tomography device. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Aufzeichnung des 3D-Bilddatensatzes mit einem 3D-Ultraschallgerät erfolgt.Method according to claim 1, characterized in that the recording of the 3D image data set with a 3D ultrasound device takes place. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Bestimmung der Positionen der Elektroden des Katheters (5) in dem 3D-Bilddatensatz mit einem Bildverarbeitungsalgorithmus automatisiert erfolgt.Method according to one of claims 1 to 4, characterized in that the determination of the positions of the electrodes of the catheter ( 5 ) is automated in the 3D image data set with an image processing algorithm. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass dem Bildverarbeitungsalgorithmus ein Typ des eingeführten Katheters (5) mitgeteilt wird, um die Bestimmung der Positionen der Elektroden auf Basis der Kenntnis über den Aufbau des Katheters (5) zu erleichtern.A method according to claim 5, characterized in that the image processing algorithm is a type of inserted catheter ( 5 ) to determine the positions of the electrodes based on the knowledge of the structure of the catheter ( 5 ) to facilitate. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass der weitere 3D-Bilddatensatz mit einem Magnetresonanztomographie-Gerät oder einem Positronen-Emissions-Tomographie-Gerät aufgezeichnet wird.Method according to one of claims 1 to 6, characterized that the further 3D image data set with a magnetic resonance tomography device or a Positron emission tomography device recorded becomes. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass eine überlagerte Darstellung des 3D-Bilddatensatzes und/oder des mit diesem registrierten weiteren 3D-Bilddatensatzes und der aus den Elektrokardiogrammen erhaltenen Informationen jeweils in Bezug auf die gleiche Herzphase erfolgt.Method according to one of claims 1 to 7, characterized that one superimposed Display of the 3D image data set and / or the registered with it another 3D image data set and that from the electrocardiograms information obtained with respect to the same phase of the heart he follows. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die dynamische Visualisierung der aus den Elektrokardiogrammen erhaltenen Informationen durch eine zeitliche Farbänderung entsprechend der während einer Herzperiode auftretenden Änderung von Amplituden des Elektrokardiogramms erfolgt.Method according to one of claims 1 to 8, characterized that the dynamic visualization of the electrocardiograms obtained information by a temporal color change according to the during a heart period occurring change of amplitudes of the electrocardiogram. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die dynamische Visualisierung der aus den Elektrokardiogrammen erhaltenen Informationen durch eine Darstellung und farbige Kodierung eines Zeitpunkts einer Maximalamplitude des jeweiligen Elektrokardiogramms innerhalb einer Herzperiode erfolgt.Method according to one of claims 1 to 9, characterized that the dynamic visualization of the electrocardiograms obtained information by a representation and colored coding a time point of a maximum amplitude of the respective electrocardiogram takes place within a heart period. Einrichtung zur Erfassung und Darstellung elektroanatomischer Bilder des Herzens, zumindest umfassend – ein tomographiefähiges bildgebendes Gerät (4), – einen Katheter (5), der mehrere Elektroden zur gleichzeitigen Aufzeichnung mehrerer intrakardialer Elektrokardiogramme aufweist, sowie – eine Auswerteeinrichtung (7), die in von dem tomographiefähigen bildgebenden Gerät erhaltenen 3D-Bilddaten Positionen der Elektroden des Katheters (5) bestimmt und eine Darstellung des 3D-Bilddatensatzes und/oder eines mit diesem registrierten weiteren 3D-Bilddatensatzes des Herzens, der von einem anderen tomographiefähigen bildgebenden Gerät erhalten wird, erzeugt, in der aus den Elektrokardiogrammen erhaltene elektrische Informationen an den vorher bestimmten Positionen der zugehörigen Elektroden statisch oder dynamisch visualisiert sind.Device for acquiring and displaying electroanatomical images of the heart, at least comprising - a tomography-capable imaging device ( 4 ), - a catheter ( 5 ), which uses several electrodes for simultaneous recording of several intracardiac electrocardiograms, and - an evaluation device ( 7 ) in positions of the electrodes of the catheter obtained in the 3D image data obtained from the tomography-capable imaging device ( 5 ) and generates a representation of the 3D image data set and / or a further 3D image data set of the heart obtained therefrom which is obtained from another tomographically capable imaging device, in the electrical information obtained from the electrocardiograms at the previously determined positions of the associated one Electrodes are visualized statically or dynamically. Einrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass das tomographiefähige bildgebende Gerät (4) ein C-Bogen-Röntgengerät ist.Device according to claim 11, characterized in that the tomographiegestähige imaging device ( 4 ) is a C-arm X-ray machine. Einrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass das tomographiefähige bildgebende Gerät ein Computertomographie-Gerät ist.Device according to claim 11, characterized in that that the tomographie Imaging device a computed tomography device is. Einrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass das tomographiefähige bildgebende Gerät ein 3D-Ultraschallgerät ist.Device according to claim 11, characterized in that the tomographie Imaging device a 3D ultrasound machine is. Einrichtung nach einem der Ansprüche 11 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Auswerteeinrichtung (7) einen Bildverarbeitungsalgorithmus zur automatischen Bestimmung der Positionen der Elektroden aufweist.Device according to one of claims 11 to 14, characterized in that the evaluation device ( 7 ) has an image processing algorithm for automatically determining the positions of the electrodes. Einrichtung nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass eine Eingabemöglichkeit vorgesehen ist, über die der Auswerteeinrichtung (7) ein Typ des eingeführten Katheters (5) mitgeteilt werden kann, um die Bestimmung der Positionen der Elektroden durch den Bildverarbeitungsalgorithmus auf Basis der Kenntnis über den Aufbau des Katheters (5) zu erleichtern.Device according to claim 15, characterized in that an input possibility is provided, via which the evaluation device ( 7 ) a type of inserted catheter ( 5 ) can be communicated to determine the positions of the electrodes by the image processing algorithm based on the knowledge of the structure of the catheter ( 5 ) to facilitate. Einrichtung nach einem der Ansprüche 11 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass das andere tomographiefähige bildgebende Gerät ein Magnetresonanztomographie-Gerät oder ein Positronen-Emissions-Tomographie-Gerät ist.Device according to one of Claims 11 to 16, characterized that the other tomographie Imaging device a magnetic resonance imaging device or a positron emission tomography device. Einrichtung nach einem der Ansprüche 11 bis 17, dadurch gekennzeichnet, dass die Auswerteeinrichtung (7) so ausgebildet ist, dass sie eine überlagerte Darstellung des 3D-Bilddatensatzes und/oder des mit diesem registrierten weiteren 3D-Bilddatensatzes und der aus den Elektrokardiogrammen erhaltenen Informationen jeweils in Bezug auf die gleiche Herzphase erzeugt.Device according to one of claims 11 to 17, characterized in that the evaluation device ( 7 ) is adapted to generate a superimposed representation of the 3D image data set and / or the further 3D image data set registered therewith and the information obtained from the electrocardiograms in each case with respect to the same cardiac phase. Einrichtung nach einem der Ansprüche 11 bis 18, dadurch gekennzeichnet, dass die Auswerteeinrichtung (7) so ausgebildet ist, dass sie die dynamische Visualisierung der aus den Elektrokardiogrammen erhaltenen Informationen durch eine zeitliche Farbänderung entsprechend der während einer Herzperiode auftretenden Änderung einer Amplitude des Elektrokardiogramms erzeugt.Device according to one of claims 11 to 18, characterized in that the evaluation device ( 7 ) is adapted to generate the dynamic visualization of the information obtained from the electrocardiograms by a temporal color change in accordance with the change in an amplitude of the electrocardiogram occurring during a cardiac cycle. Einrichtung nach einem der Ansprüche 11 bis 19, dadurch gekennzeichnet, dass die Auswerteeinrichtung (7) so ausgebildet ist, dass sie die dynamische Visualisierung der aus den Elektrokardiogrammen erhaltenen Informationen durch eine Darstellung und farbige Kodierung eines Zeitpunkts einer Maximalamplitude des jeweiligen Elektrokardiogramms innerhalb einer Herzperiode erzeugt.Device according to one of claims 11 to 19, characterized in that the evaluation device ( 7 ) is designed so that it generates the dynamic visualization of the information obtained from the electrocardiograms by a representation and color coding of a time point of a maximum amplitude of the respective electrocardiogram within a heart period.
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