Die 3dimensionale Organdarstellung mittels Ultraschall

Zusammenfassung

In der vorliegenden Arbeit wird erstmals über die 3dimensionale Darstellung von Organen mit Hilfe der Ultraschalltechnik berichtet. Versuche hierzu wurden in vitro vorgenommen. Während der Kernspintomographie und der Computertomographie die 3dimensionale Darstellung von Körpern durch entsprechende Computerprogramme möglich wurde, mußten für die Ultraschalltechnik Möglichkeiten gefunden werden, die dem Computer die exakte Anordnung der einzelnen Schnitte, die zum 3dimensionalen Bild rekonstruiert werden sollen, mitteilen. Bei der Kernspin- und der Computertomographie sind die einzelnen Schnitte parallel zueinander angeordnet, der Abstand zwischen den einzelnen Schnitten ist bekannt, so daß der Computer lediglich diese Schnitte zum räumlichen Bild addieren muß. Demgegenüber können in der üblicherweise durchgeführten Ultraschalldiagnostik bedingt durch die Unebenheiten der Haut keine parallele Schnitte gewonnen werden. Es war also nicht möglich, die Computerprogramme zur 3dimensionalen Rekonstruktion von Kernspin- und Computertomographie einfach auf die Ultraschalltechnik zu übertragen, sondern besondere Schallkopfführungen mußten konstruiert werden. Dabei erlaubte die eine Konstruktion eine Parallelverschiebung des Schallkopfes zur Gewinnung paralleler Schnitte und eine 2. Konstruktion eine Drehung des Schallkopfes zur Gewinnung von Schnitten, die sich durch einen bekannten Winkel voneinander unterschieden. Somit wurde dem Computer erstmals die Rekonstruktion eines Organs zum 3dimensionalen Bild möglich. Mit Hilfe dieser Vorrichtungen wurde eine Niere im Wasserbad untersucht. Durch Konturierung der einzelnen Ultraschallschnitte wurden nur deren Oberflächen dargestellt und diese zum 3dimensionalen Körper durch entsprechend neuentwickelte Computerprogramme rekonstruiert. Um perspektivisch auch die Rückwand des so gewonnenen Körpers aufzuzeigen, ist es vorteilhaft, den 3dimensionalen Körper nicht nur mit glatter Oberfläche zu zeigen, sondern den Körper durch die einzelnen ursprünglichen Schnitte binär darzustellen. Somit ist auch eine optimale Anlehnung an die originalen Ultraschallbilder gewährleistet, da keine Zwischenräume zwischen den einzelnen Schnitten ergänzt werden. - Nach entsprechender klinischer Prüfung scheint dieses neue Verfahren überall dort einzusetzen zu sein, wo die Ausdehnung bzw. die Oberfläche eines Körpers von Interesse ist.

Abstract

This is the first report in literature on three-dimensional imaging of organs via sonography. The relevant experiments were performed in vitro. Whereas MRI and CT can produce 3dimensional images of bodies by means of appropriate Computer programmes, we had to search for Special techniques in sonography that would communicate to the Computer the exact positioning and arrangement of the individual segments to be reconstructed to supply a three-dimensional image. In MRI and CT the individual segments are arranged parallel to one another; the distance between the individual segments is known; all the Computer has to do is to add up these segments to produce a spatial image. In contrast to this, conventional sonography cannot supply parallel segments or sections due to the unevenness of the human skin. Hence, it was not possible to use the computer programmes compiled for the three-dimensional reconstruction of MRI and CT images, in sonography; Special transducer guides had to be constructed before this could be realised. One of our Special constructions enabled parallel shifting of the transduser to obtain parallel segments or sections, and another construction enabled rotation of the transducer to obtain segments or sections differing from one another by a known angle of displacement. In this manner the computer was able to reconstruct an organ to supply a three-dimensional image - a first-time achievement. Using these devices, we examined a kindney in a waterbath. By means of outlining of the individual sonographic segments, only their surfaces are depicted, and these are reconstructed to produce a three-dimensional body by means of newly developed Computer programmes. To also demonstrate the posterior wall of the body obtained in this manner, in the proper perspective, it is better to present the 3dimensional body not only with a smooth surface but to also effect binary imaging of the body by means of the individual orginal segments or sections. This ensures optimal resemblance to the original sonographic images, since no intermediate Spaces between the individual segments are supplemented. After suitable clinical testing, this new method seems to be useful wherever the spatial extension or the surface of a body or organ is an interesting parameter.

Schlüsselwörter

3dimensionale Ultraschalldarstellung - Drehende Scan-Ebene

Key words

3-dimensional Ultrasound - Rotating Scan