JP5134741B2 - Ultrasonic inspection unit or ultrasonic inspection device - Google Patents
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本発明は、とくに乳がん検診などに使用する水浸法の超音波検査ユニットまたは超音波検査装置に関する。 The present invention relates to a water immersion ultrasonic inspection unit or an ultrasonic inspection apparatus particularly used for breast cancer screening and the like.
現在、超音波検査には技師が超音波プローブをもって、超音波プローブを直接体表に当てながら画像データを収集する直接接触法が使用されている。超音波検査を検診に用いるためには技師が手動で行うのではなく、短時間で再現性のあるデータを収集できる自動化された装置が必要である。乳房の検査にも現在は直接接触法が使用されているが、乳房は柔らかい組織でありプローブを接触させると乳房が変形するため、単にプローブを機械的に移動させる自動化の方法では得られる画像に再現性がなく検診装置には向かない。一方、体表からプローブを少し離せば乳房の変形は避けられるが、超音波は空気中をほとんど伝播できないのでプローブと体表との間に温水などを介在させる水浸法が提案されている(例えば、特許文献1参照)。 At present, a direct contact method in which an engineer uses an ultrasonic probe and collects image data while directly applying the ultrasonic probe to the body surface is used for ultrasonic inspection. In order to use ultrasonic examination for screening, an engineer that can collect reproducible data in a short time is required instead of being manually performed by an engineer. The direct contact method is currently used for breast examination, but since the breast is soft tissue and the breast deforms when it comes in contact with the probe, the automated method simply moves the probe mechanically. Not reproducible and not suitable for screening devices. On the other hand, breast deformation is avoided if the probe is slightly separated from the body surface, but since ultrasonic waves can hardly propagate in the air, a water immersion method in which warm water or the like is interposed between the probe and the body surface has been proposed ( For example, see Patent Document 1).
これまでに提案されている水浸法としては、温水を満たした液体容器内にリニアアレイプローブを設置し、乳頭部分を中心にリニアアレイプローブを機械的に回転する方法が最も適した方法であると考えられる。すなわち、リニアアレイプローブにより断面の画像データがリアルタイムで収集され、回転によりその断面が移動しプローブを1回転することによって乳房全体の断面像が収集されるものである。また、超音波の物理的な性質から、プローブと体表間の距離は小さいほどよく、超音波ビームは体表に直角に入射する(プローブと体表が平行になる)ことが望ましい。そのために、プローブに傾斜角度を持たせ、プローブ表面と体表とができるだけ平行に近くなる方法が提案されている。
従来の水浸法の提案では、液体容器は液体を入れるための通常の容器の形状をしており体表に接する側は平坦である。また、プローブの傾斜角度は調節可能であるが、プローブが回転している間は一定に保たれている。しかし、乳房は胸郭上に位置し胸郭は平坦ではないため液体容器が胸郭の凸の部分に接触して乳房全体に温水部分を密着させることが困難である。また、プローブを傾斜させできるだけ体表に平行かつ近接させる場合、傾斜角度と距離は胸郭の凸部分によって制限される。 In the proposal of the conventional water immersion method, the liquid container has the shape of a normal container for containing liquid, and the side in contact with the body surface is flat. The tilt angle of the probe can be adjusted, but is kept constant while the probe is rotating. However, since the breast is located on the rib cage and the rib cage is not flat, it is difficult for the liquid container to come into contact with the convex portion of the rib cage to bring the warm water portion into close contact with the entire breast. In addition, when the probe is tilted to be as parallel and close to the body surface as possible, the tilt angle and distance are limited by the convex portion of the rib cage.
本発明は、このような従来の問題点を解決しようとするもので、乳房全体が温水部分に密着できるようにし、またプローブを体表にできるだけ平行かつ近接できる方式の超音波検査装置を提供することを目的とする。 The present invention is intended to solve such a conventional problem, and provides an ultrasonic inspection apparatus in which the entire breast can be brought into close contact with the warm water portion and the probe can be as close to and parallel to the body surface as possible. For the purpose.
上記の課題を解決するための第1の解決手段は、振動子がアレイ状に配列された超音波プローブと、超音波プローブを回転させる回転機構と、超音波プローブおよび液体を収納する液体容器とからなる超音波検査ユニットにおいて、液体容器の体表側の縁を平面上にない形状とするものである。 A first means for solving the above problems includes an ultrasonic probe in which transducers are arranged in an array, a rotating mechanism that rotates the ultrasonic probe, a liquid container that stores the ultrasonic probe and liquid, In the ultrasonic inspection unit consisting of the above, the body surface side edge of the liquid container is not in a flat shape.
第2の課題解決手段は、液体容器の体表側の縁が凹の部分を被検者の体軸方向の胸郭に対応させ、凸の部分を断面方向の胸郭に対応させることである。 The second problem-solving means is to make the portion of the liquid container having a concave edge on the body surface side correspond to the rib cage in the body axis direction of the subject and make the convex portion correspond to the rib cage in the cross-sectional direction.
第3の課題解決手段は、液体容器の体表側の縁の凸形状の部分が被検者を載せる台の上部に突出するようにしたことである。 The third problem-solving means is that the convex part of the edge on the body surface side of the liquid container protrudes from the upper part of the table on which the subject is placed.
第4の課題解決手段は、液体容器を非伸縮性の枠と伸縮性の超音波透過膜とで構成するものである。 In a fourth problem solving means, the liquid container is composed of a non-stretchable frame and a stretchable ultrasonic transmission film.
第5の課題解決手段は、液体容器は容器内の圧力が大気圧以上になるように密閉あるいは半密閉構造を有する構造としたものである。 The fifth problem solving means is that the liquid container has a sealed or semi-sealed structure so that the pressure in the container is equal to or higher than atmospheric pressure.
第6の課題解決手段は、振動子がアレイ状に配列された超音波プローブと、超音波プローブを回転させる回転機構と、プローブの傾斜角度または上下位置あるいはその両方を制御する制御機構と、超音波プローブおよび液体を収納する液体容器とを具備した超音波検査ユニットにおいて、超音波プローブを回転させながら超音波プローブの傾斜角度または上下位置あるいはその両方を制御することを可能にしたものである。 A sixth problem solving means includes an ultrasonic probe in which transducers are arranged in an array, a rotation mechanism that rotates the ultrasonic probe, a control mechanism that controls the tilt angle and / or vertical position of the probe, In an ultrasonic inspection unit including an ultrasonic probe and a liquid container for storing a liquid, it is possible to control the inclination angle and / or the vertical position of the ultrasonic probe while rotating the ultrasonic probe.
第7の課題解決手段は、体表からの超音波反射波情報を用いて超音波プローブの傾斜角度または上下位置あるいはその両方を制御するものである。 The seventh problem solving means controls the tilt angle and / or the vertical position of the ultrasonic probe using the ultrasonic wave reflected wave information from the body surface.
第8の課題解決手段は、所定の傾斜角度と上下位置で得られた断面像のデータをもとに、それ以後のデータ収集に必要な傾斜角度または上下位置あるいはその両方を制御する機能を有するものである。 The eighth problem solving means has a function of controlling an inclination angle and / or an up / down position necessary for data collection thereafter based on data of a cross-sectional image obtained at a predetermined inclination angle and an up / down position. Is.
第9の課題解決手段は、通常の超音波検査装置に上述の超音波検査ユニットが接続可能な機能をもたせるものである。 The ninth problem solving means is to provide a function capable of connecting the above-described ultrasonic inspection unit to a normal ultrasonic inspection apparatus.
上記第1の課題解決手段の作用と効果は次の通りである。すなわち、液体容器の体表側の縁が平面上にない形状にすることにより曲面の胸郭に液体容器をできるだけ近づけることができ、その結果温水部分を乳房全体に近接させることができる。 The operation and effect of the first problem solving means are as follows. That is, the liquid container can be brought as close as possible to the curved rib cage by making the body surface side edge of the liquid container not on a plane, and as a result, the hot water portion can be brought close to the entire breast.
第2の課題解決手段の作用と効果は、胸郭の形状が体軸方向では直線に近く断面方向では曲線状になることに対応して、液体容器の体表側の縁が凹の部分を被検者の体軸方向の胸郭に対応させ、凸の部分を断面方向に対応させることで、温水部分を乳房全体に近接させるための最適な形状とすることができることである。 The action and effect of the second problem solving means is that the shape of the rib cage is close to a straight line in the body axis direction and curved in the cross-sectional direction, and the portion on the body surface side of the liquid container having a concave edge is examined. By matching the ribcage in the body axis direction of the person and the convex part corresponding to the cross-sectional direction, it is possible to obtain an optimum shape for bringing the hot water part close to the entire breast.
第3の課題解決手段の作用と効果は、液体容器の体表側の縁の凸形状の部分が被検者を載せる台の上部に突出するように架台を含む検査ユニットを構成したことにより、腹臥位で検査をする場合に乳房全体が液体容器に密着し乳房全体のデータが収集できることである。 The operation and effect of the third problem solving means is that the inspection unit including the gantry is configured so that the convex part of the edge on the body surface side of the liquid container protrudes from the upper part of the table on which the subject is placed. When testing in the prone position, the entire breast is in close contact with the liquid container and data for the entire breast can be collected.
第4の課題解決手段の作用と効果は、液体容器を非伸縮性の枠と伸縮性の超音波透過膜とで構成することにより、非伸縮性の枠の体表側の縁は胸郭に沿った形状のため胸郭に部分的に接触することがなく、乳房に接する部分は伸縮性の膜により乳房形状に順応して伸縮し密着させることができるため、被検者に不快感を与えることなく温水部分を乳房全体に近接させることができることである。 The operation and effect of the fourth problem solving means is that the liquid container is composed of a non-stretchable frame and a stretchable ultrasonic transmission film, so that the body surface side edge of the non-stretchable frame extends along the rib cage. Because of its shape, it does not partially contact the rib cage, and the portion that contacts the breast can be stretched and adhered to the breast shape by the stretchable film, so that warm water can be used without causing discomfort to the subject. The part can be close to the whole breast.
第5の課題解決手段の作用と効果は、液体容器は容器内の圧力が大気圧以上になるように密閉あるいは半密閉構造を有する構造とすることにより、超音波透過膜に乳房を押し付けたときに、中央の陥没した部分の容積分だけ周囲が盛り上がり、乳房全体への密着性がさらに向上することである。 The action and effect of the fifth problem-solving means is that the liquid container has a sealed or semi-sealed structure so that the pressure in the container is equal to or higher than atmospheric pressure. In addition, the surroundings are raised by the volume of the depressed portion in the center, and the adhesion to the whole breast is further improved.
第6の課題解決手段の作用と効果は、超音波プローブを回転させながら、液体容器の縁が凹の部分では傾斜角度が小さく、凸の部分では傾斜角度が大きくなるように傾斜角度または上下位置あるいはその両方を制御することにより、プローブと乳房表面との間隔が常に小さくなり良質な画像が得られることである。 The action and effect of the sixth problem solving means is that the tilt angle or the vertical position is adjusted so that the tilt angle is small at the concave portion of the liquid container and the tilt angle is large at the convex portion while rotating the ultrasonic probe. Alternatively, by controlling both of them, the distance between the probe and the breast surface is always reduced, and a high-quality image can be obtained.
第7の課題解決手段の作用と効果は、体表からの超音波反射波情報を用いることにより最適な超音波プローブの傾斜角度または上下位置あるいはその両方を自動的に制御できることである。 The action and effect of the seventh problem solving means is that the optimum inclination angle and / or vertical position of the ultrasonic probe can be automatically controlled by using the ultrasonic wave reflected wave information from the body surface.
第8の課題解決手段の作用と効果は、所定の傾斜角度と上下位置で得られた断面像のデータをもとに、それ以後のデータ収集に必要な傾斜角度または上下位置あるいはその両方を制御することにより、個人差のある乳房の形状に対しても自動的に最適傾斜角度と位置を設定できることである。 The action and effect of the eighth problem solving means is to control the tilt angle and / or vertical position required for subsequent data collection based on the cross-sectional image data obtained at the predetermined tilt angle and vertical position. By doing so, the optimum inclination angle and position can be automatically set even for the shape of the breast having individual differences.
第9の課題解決手段の作用と効果は、通常の超音波検査装置に超音波検査ユニットが接続可能な機能をもたせることにより、通常の超音波検査装置は単独の装置として使用することもでき、さらに超音波検査ユニットを追加すれば乳がん検診装置としても使用できるため利用範囲が広がることである。 The action and effect of the ninth problem solving means is that the normal ultrasonic inspection apparatus can be used as a single apparatus by providing a normal ultrasonic inspection apparatus with a function capable of connecting an ultrasonic inspection unit. Furthermore, if an ultrasound examination unit is added, it can be used as a breast cancer screening device, so the range of use is expanded.
以下、本発明の実施形態を図1〜図10に基づいて説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to FIGS.
図1は本発明の超音波検査装置全体を示すシステムの構成図である。超音波検査ユニット1は、液体容器、超音波リニアアレイプローブ(以下、単にプローブという)、プローブ回転機構、支持機構などからなり、被検者に対して超音波パルスの送受信を行うユニットであり、あとで詳細に説明する。 FIG. 1 is a system configuration diagram showing the entire ultrasonic inspection apparatus of the present invention. The ultrasonic inspection unit 1 includes a liquid container, an ultrasonic linear array probe (hereinafter simply referred to as a probe), a probe rotation mechanism, a support mechanism, and the like, and is a unit that transmits and receives ultrasonic pulses to and from a subject. This will be described in detail later.
図1の一点鎖線で囲んだ部分Bは、超音波送受信回路と、受信した信号から断面像を生成する画像生成手段である。送信回路でパルス電圧が発生し超音波検査ユニット1にあるプローブに送信されて超音波パルスが発生する。超音波パルスは生体中に入射し反射波が同じプローブで検出され受信回路2に供給される。受信信号処理回路3は受信回路で受信された複数の振動素子の信号を処理しディジタルスキャンコンバータ(以下、DSC)4に書き込まれる。DSCは得られた受信信号を用いて2次元断面像を構成するものであり、断面像は画像合成ユニット5を経由してモニタ12に表示される。 A portion B surrounded by an alternate long and short dash line in FIG. 1 is an ultrasonic transmission / reception circuit and image generation means for generating a cross-sectional image from the received signal. A pulse voltage is generated in the transmission circuit and transmitted to the probe in the ultrasonic inspection unit 1 to generate an ultrasonic pulse. The ultrasonic pulse enters the living body, and the reflected wave is detected by the same probe and supplied to the receiving circuit 2. The reception signal processing circuit 3 processes the signals of the plurality of vibration elements received by the reception circuit and writes them into a digital scan converter (hereinafter referred to as DSC) 4. The DSC forms a two-dimensional cross-sectional image using the obtained received signal, and the cross-sectional image is displayed on the
機構制御回路8は、超音波検査ユニット1にあるプローブの回転および傾斜角度の制御機構を制御するものであり、制御機構にあるセンサにより回転角度や傾斜角度が検出されて位置・角度検出ユニット7に供給され、回転角度と傾斜角度が付加情報ユニット9を経由して画像合成ユニット5で画像と重ね合わされてモニタ12に表示される。断層像および付加情報はメモリに記録され必要なときに読み出すことができる。これらはすべてCPU(中央制御装置)11によりコンピュータ制御される。図1では、信号の流れを実線で、コンピュータによる制御信号は点線で示している。 The
図1の一点鎖線で囲んだ部分Cは、生成された断面像を表示するモニタ12および撮影条件や表示条件などを設定するための入力手段13である。 A portion C surrounded by a one-dot chain line in FIG. 1 is a
図2に従来一般的に考えられている超音波検査ユニット1の断面図の例を示す。液体容器は非伸縮性の枠21で構成され、液体容器内にはプローブ24があり水面22まで温水25が満たされている。プローブ24の上部には多数の振動素子23があり超音波の送受信を行う。検査時には温水25に乳房を上から挿入し、振動素子23から温水25を介して乳房組織に超音波パルスが送波され、乳房組織からの反射波が再び温水25を介して振動素子23で受信される。この多数の振動素子23によりリニア電子走査が行われ、リアルタイムで断面像が得られる。一方、プローブ24は回転軸27に取り付けられ、回転軸27はモータ29により回転し機械走査が行われ360度方向の断面像を収集することができる。回転軸は軸受け28a、28bで支えられかつ密閉されている。また、プローブ24を回転軸27に結合する部分にも軸26があり、図には記載されていない駆動機構によりプローブ24の傾斜角度を変えることができる。液体容器内には給水管30から約37℃の温水が給水され排水溝31から排水管32を通って排水される。給水、排水を制御するために給水バルブ33および排水バルブ34がある。液体容器の枠21は架台35に固定されている。 FIG. 2 shows an example of a cross-sectional view of an ultrasonic inspection unit 1 that is generally considered conventionally. The liquid container is composed of a
図3(a)は従来一般的に考えられている液体容器の非伸縮性の枠21を取り出して描いた図である。非伸縮性の枠21の体表側の縁40の一般的な形状は平坦な円形であり、この円は平面上にあると考えられる。液体容器内には温水が満たされ上から乳房を挿入して検査が行われる。一方、本発明における非伸縮性の枠21の体表側の縁は、図3(b)に示すように平坦な円ではなく凹凸のある形状をしている。すなわち、凹部分41と凸部分42を有する湾曲した形状となっている。さらに、凹凸形状の上部は図4、図6または図7に示すように0.1〜0.3mm程度の薄い伸縮性のある超音波透過膜37で覆われかつ密閉させており、凹の部分から水が溢れないようになっている。このように、非伸縮性の枠21の体表側の縁を凹凸のある湾曲した形状にすることにより、乳房全体を超音波透過膜37を介して温水中に十分に挿入させることができ、乳房全体の画像データをもれなく収集することが可能になる。 FIG. 3A is a diagram illustrating a
図4は液体容器を架台に取り付けた状態を示す概念図である。図2に示すプローブやプローブの駆動機構などは簡単のため省略してある。この図では被検者が上から乳房を液体容器に押し付けるタイプ、すなわち腹臥位検査方式の場合である。図4(a)はS−Sで表される方向が体の横断面方向、図4(b)はL−Lで表される方向が体軸方向に相当する。この図からも分かるように枠の縁の凹部分41は架台の上面36とほぼ同じ高さであるが、凸部分42は架台の上面36より高くなっている。図4の例は架台が箱型であるが、架台の代わりにL−Lの方向に長い寝台を用いてもよい。 FIG. 4 is a conceptual diagram showing a state in which the liquid container is attached to the gantry. The probe and the probe driving mechanism shown in FIG. 2 are omitted for simplicity. In this figure, the subject presses the breast against the liquid container from above, that is, the prone position test method. 4A, the direction represented by SS corresponds to the cross-sectional direction of the body, and in FIG. 4B, the direction represented by LL corresponds to the body axis direction. As can be seen from this figure, the
このような形状にすることにより、乳房全体を温水25に十分に挿入できる理由について以下に詳しく説明する。図5(a)は被検者が従来の液体容器に乳房を押し付けた場合の断面図を示している。紙面の関係上、図5は図3より小さく描かれている。乳房43は胸郭上に位置し、肋骨で囲まれる胸郭は体軸方向にはほぼ直線的な形状をしているが横断面形状は曲線で囲まれる形状をしている。すなわち、胸骨のある胸郭中心部45から乳房の中心部44を通り体側部46にかけて曲面を形成しその上に乳房が位置している。したがって、できるだけ乳房全体を温水中に挿入しようとすると、図5(a)に示すように体軸を中心に体を少し回転させ、体側部46を少し下げた体位をとるのがよい。図5(a)の従来の例では非伸縮性の枠21の体表側の縁40は平面状にあるため、乳房43を挿入してゆくと乳房の中心部の胸郭44が縁40に接触しそれ以上乳房43を挿入することができない。このような状態では乳房の周囲部分と液体容器との間に大きな隙間ができ、乳房全体のデータを収集することができない。 The reason why the entire breast can be sufficiently inserted into the
図5(b)は被検者が本発明の液体容器に乳房43を挿入する場合の断面図を示している。この場合非伸縮性の枠21の凹部分41は、中心部分の胸郭44に、凸部分42は周辺部分の胸郭45、46に対応するため、中心部分の胸郭44が縁に当たることなく乳房全体を液体容器にさらに挿入することができ、周辺部分の体表と温水の隙間を極力小さくできる。 FIG. 5 (b) shows a cross-sectional view when the subject inserts the
図6(a)と図6(b)は、非伸縮性の枠21の上部に伸縮性の超音波透過膜37を取りつけ温水を満たして密閉した場合の図であり、液体容器の非伸縮性の枠21およびその縁40、41、42、超音波透過膜37、乳房43、胸郭44、45、46の関係が分かりやすいように、図5(a)と図5(b)を部分的に少し拡大した図になっている。乳房43を超音波透過膜37に押し付けると超音波透過膜22の中央部分が凹み、その水量分だけ周囲の膜が持ち上がる。図6(a)に示す枠21の縁40が平面状の従来例に対しても、その上部を伸縮性のある超音波透過膜37で覆うことが可能であるが、胸郭の最下端部分44が縁40に接触しそれ以上乳房43を下げることができないために、乳房全体を超音波透過膜37に押し付けることが困難である。一方、図6(b)に示す本発明の実施例では、非伸縮性の枠21の縁41が凹んでいるので、乳房43を十分深くまで挿入することができ、乳房43の周囲にまで十分に超音波透過膜37が持ち上がり、乳房全体を超音波透過膜37に密着させることができる。 6 (a) and 6 (b) are diagrams in the case where a stretchable
液体容器の枠21の縁に凹部分41と凸部分42を持たせることにより乳房全体が液体容器内に深く挿入されるが、その断面は体軸に垂直な横断面方向と体軸に平行な縦断面(サジタル)方向では異なる。図7(a)には胸郭44、45、46、乳房43の横断面とプローブ24の位置関係を、図7(b)には胸郭47、48、44、乳房43の縦断面とプローブ24の位置関係を示す。図7(a)に示すように横断面では胸骨付近の胸郭45、乳房の中心部分に相当する胸郭44、体側面の胸郭46は曲線となり、超音波プローブ24と体表の距離を近づけ、超音波ビームをできるだけ体表に直角に入射させるためにはある程度プローブの傾斜角度を大きくした方がよい。一方、図7(b)に示すように縦断面では頭部方向の胸郭47、乳房の中心部分に相当する胸郭44、腹部方向の胸郭48はほぼ直線となり、超音波プローブ24が胸郭47、48に接触しないようにしかつ体表との距離を近づけ、超音波ビームをできるだけ体表に直角に入射させるためには、ある程度プローブ24の傾斜角度を小さくした方がよい。すなわち、プローブ24の回転角度により傾斜角度を変えることが望ましい。 The entire breast is inserted deeply into the liquid container by providing the
つぎに、回転角度によって傾斜角度を変える方法について2つの実施例について説明する。図8(a)には円盤をかるく折り曲げた凹面円盤50の斜視図を示す。図では曲げ具合が強調されて書かれているが実際にはもう少し平坦に近い。凹面円盤50のS−S方向の断面図50aを図8(b)に、L−L方向の断面図50bを図8(c)に示す。S−S方向では周辺に行くほど少し上部に湾曲しており、L−L方向では低い位置にほぼ直線となっている。図9(a)、図9(b)はこの曲面円盤50をプローブの下に固定した場合の断面図であり、図9(a)は体の横断面方向、図9(b)は縦断面方向の断面図である。プローブ24のやや中央下部にノブ51がありノブ51の下側の先端部はベアリングなどの曲面円盤50との摩擦がきわめて少ない構造となっている。プローブ24が回転するとノブ51が曲面円盤50の上を移動し、プローブ24が回転するにしたがって横断面方向S−Sでは傾斜角度が大きく、縦断面方向L−Lでは傾斜角度が小さく、その間で傾斜角度が連続的に変化する。また、必要に応じてプローブ全体の位置を上下させることが可能である。 Next, two examples of a method of changing the tilt angle according to the rotation angle will be described. FIG. 8A shows a perspective view of a
図10にはプローブ24の回転とともに傾斜角度と上下位置を変える他の実施例を示す。図10(a)は乳房43の断面と乳房表面の位置53およびプローブ24の位置関係を示す図であり、プローブ表面の方向をX軸、X軸に直行する方向をY軸としている。プローブの回転中心からi本目の走査線までの距離はxiであり、走査線上でプローブ表面から体表までの距離はyiである。走査線上の最初の強い超音波反射は体表からの反射であり、yiの値はこの反射波までの距離として自動的に計測することは容易である。また、走査線の間隔をΔxとすれば、xiの値はxi=Δx×iとして求められる。プローブ24は図にはないプローブ制御機構により上下に移動させることも傾斜角度を変えることもできる。 FIG. 10 shows another embodiment in which the tilt angle and the vertical position are changed as the
図10(b)には図10(a)の中心から右半分を示している。乳房表面の曲線53を直線で近似したものが直線X’−X’であり、直線X’−X’のX軸に対する角度がθ、Y軸との切片がyoである。また、直線X’−X’から下側にある曲線53と直線X’−X’との距離の最大値がδである。乳房表面の曲線53に超音波ビームを垂直に入射させるためのプローブの最適傾斜角度としてこのθの値を用いる。プローブの傾斜角度をθとしてプローブを(yo−δ)だけ上に持ち上げるとプローブ表面が乳房表面すなわち曲線53に丁度接触するので、安全のために接触を避けプローブ表面と乳房表面の最小距離をΔとして、プローブを上に(yo−δ−Δ)だけ持ち上げる。Δの値としては例えば3mmなどの値を用いる。図10(c)は図10(b)の最初の状態からプローブ24をθだけ傾け、(yo−δ−Δ)だけ上に持ち上げた状態を示している。このようにして得られた断面像が図1のモニタ12上に表示される場合は、プローブ表面が水平に表示されるので、図10(d)のようになる。ここで、新しい座標をX’、Y’としている。実際にモニタ12上に表示する場合は、習慣的にプローブ側を上に表示することになっており図10(d)を上下逆にした画像となる。 FIG. 10B shows the right half from the center of FIG. A straight line approximated to the
この方法を応用してプローブ24が回転しながら自動的に傾斜角度と距離を制御する場合は、1フレームのデータから得られる曲線53からθおよび(yo−δ−Δ)を求めて、その同じフレームの最適傾斜角度と最適距離を制御するのではなく、次のフレームあるいは何フレームかあとのフレームの最適傾斜角度、最適距離を制御する。プローブ24の回転により断面像は急激には変化しないから、このようにしてプローブ24の回転に対して常に最適傾斜角度および最適距離を自動的に制御することができる。 When this method is applied to automatically control the tilt angle and distance while the
図10(a)〜(d)の図で、プローブ傾斜角度と距離を同時に最適に制御する方法について述べたが、制御を簡単にするために、本検査をスタートする前にプローブを1回転させてプリスキャンを行い、360度方向の断面像でプローブが乳房表面に接触しない最短距離をもとめ、距離を固定したままプローブ傾斜角度のみを変えてもよい。 In FIGS. 10A to 10D, the method of optimally controlling the probe tilt angle and distance at the same time has been described. To simplify the control, the probe is rotated once before starting the inspection. Alternatively, pre-scanning may be performed to obtain the shortest distance at which the probe does not contact the breast surface in a cross-sectional image in a 360-degree direction, and only the probe tilt angle may be changed while the distance is fixed.
本発明の実施例は液体容器の上部に超音波透過膜があり、被検者が上から乳房を押し付ける方法について説明した。しかし、被検者が寝台に仰臥位になり上から液体容器を降ろす方法も可能である。この場合には液体容器、プローブ、駆動機構がすべて上下逆になり、液体容器は架台に固定されず、上下移動が可能なアームなどによって支えられる。 In the embodiment of the present invention, the ultrasonic permeable membrane is provided on the upper part of the liquid container, and the method in which the subject presses the breast from above has been described. However, a method is also possible in which the subject is in a supine position on the bed and the liquid container is lowered from above. In this case, the liquid container, the probe, and the drive mechanism are all turned upside down, and the liquid container is not fixed to the gantry and is supported by an arm that can move up and down.
以上は図1のAで示す超音波検査ユニット1の部分につき本発明の内容を詳しく説明したが、乳がん検診装置としては図1のA、B、C全体が構成要素となる。実際にメーカがユーザに販売する場合は、もちろん図1の全体のシステムを超音波検査装置として販売してもよいが、すでに汎用の超音波診断装置を所有しているユーザには超音波検査ユニット1だけを購入してもらい、汎用の超音波診断装置に超音波検査ユニット1を稼動させる機能を追加してもよい。あるいは、汎用の超音波診断装置にあらかじめ超音波検査ユニット1を稼動させる機能を組み込んでおき、超音波検査ユニット1をオプションとしておけば、汎用の超音波診断装置だけを購入し、必要に応じて超音波検査ユニット1を追加購入すれば容易に乳がん検診を実施できるようにすることが可能である。 Although the contents of the present invention have been described in detail with respect to the ultrasonic examination unit 1 indicated by A in FIG. 1, the whole of A, B, and C in FIG. When the manufacturer actually sells to the user, of course, the entire system of FIG. 1 may be sold as an ultrasonic inspection apparatus, but for users who already have a general-purpose ultrasonic diagnostic apparatus, an ultrasonic inspection unit is available. A function for operating only the ultrasonic inspection unit 1 may be added to a general-purpose ultrasonic diagnostic apparatus by purchasing only one. Alternatively, if a function for operating the ultrasonic inspection unit 1 is incorporated in a general-purpose ultrasonic diagnostic apparatus in advance, and the ultrasonic inspection unit 1 is an option, only a general-purpose ultrasonic diagnostic apparatus is purchased, and if necessary It is possible to easily carry out breast cancer screening by purchasing an additional ultrasonic examination unit 1.
1 本発明の対象となる超音波検査ユニット
21 液体容器の非伸縮性の枠
24 超音波プローブ
27 プローブの回転軸
36 架台の上面
37 伸縮性の超音波透過膜
40 非伸縮性の枠の体表側の縁(従来例)
41 非伸縮性の枠の体表側の縁の凹部分(本発明)
42 非伸縮性の枠の体表側の縁の凸部分(本発明)
44 乳房中心部の位置にある胸郭
50 プローブの傾斜角度を制御するための曲面円盤
51 曲面円盤に接するノブ
53 乳房断面の体表を示す曲線DESCRIPTION OF SYMBOLS 1
41 Concave portion of edge of body surface side of non-stretchable frame (present invention)
42 Convex part of body edge of non-stretchable frame (present invention)
44
Claims (1)
An ultrasonic probe transducer are arranged in an array, said a rotating mechanism for rotating the ultrasonic probe, comprising: a liquid container for housing the ultrasonic probe and a liquid, the liquid container body front side edge of the shaped ultrasound unit or ultrasonic inspection apparatus characterized by having a concave shape in a substantially perpendicular cross direction convex to the body axis in the body axis direction of the examinee.
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