DE10260667A1

DE10260667A1 - Ultrasound breast examination unit has an arrangement of plates for compressing the breast, so that ultrasonic probes can be automatically scanned under computer control over the breast area

Info

Publication number: DE10260667A1
Application number: DE2002160667
Authority: DE
Inventors: Pierre Foss
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2002-12-23
Filing date: 2002-12-23
Publication date: 2004-07-01

Abstract

Ultrasound unit, in which a woman's breast is compressed and fixed between two plates and ultrasound probes are moved over the plates in a computer controlled method in order to record an ultrasound image of the breast.

Description

Die Erfindung beschreibt ein innovatives Ultraschallgerät zur Untersuchung der weiblichen Brust.The invention describes an innovative ultrasound machine to examine the female breast.

Die Brust der Frau wird bei den heutigen Ultraschallgeräten durch Führung der Ultrasonde durch den Gynäkologen untersucht. Hierbei wird das durch komplizierte Softwareprogramme verrechnete Echobild der bindegewebigen Strukturen der Brust dargestellt. Artefaktstrukturen wie Schlagschatten, dorsale Schallverstärkungen der Echobilder usw. können nicht kompensiert werden. Der Untersucher zieht immer nur den jeweiligen Ausschnitt des Echobildes der Brust auf dem Monitor, und nicht wie bei der Röntgen-Mammographie, die gesamte Brust abgebildet. Der Untersucher weiß nach geraumer Zeit der Untersuchung nicht, ob er diesen oder jenen Quadratzentimeter der Brustoberflächen schon analysiert hat oder nicht. Die weibliche Brust ist jedoch ein Körperteil, das wie die Röntgen-Mammographie belegt, sehr gut in standardisierten Positionen und Aufnahmebedingungen analysiert werden kann. Nachweislich stellt die Ultraschalluntersuchung der Brust keine negative Belastung des Brustgewebes dar im Gegensatz zur Röntgendarstellung der Brust.The woman's breast will be in today's ultrasound equipment execution the ultrasound by the gynecologist examined. This is due to complicated software programs netted echo image of the connective tissue structures of the breast. Artifact structures such as drop shadows, dorsal sound reinforcements the echo images, etc. cannot be compensated. The examiner always only pulls the respective one Detail of the echo image of the breast on the monitor and not how in X-ray mammography, the entire breast is shown. The examiner knows more Time of the exam is not whether he is this or that square centimeter of the breast surfaces has already analyzed or not. The female breast, however, is a body part like X-ray mammography documented, very good in standardized positions and admission conditions can be analyzed. The ultrasound examination proves this In contrast, the breast does not represent a negative burden on the breast tissue for X-ray imaging the chest.

Es stellt sich daher die Aufgabe, ein Ultraschallgerät zur Analyse der weiblichen Brust zu entwickeln, mit dem die anfangs beschriebenen Nachteile der heutigen Ultraschallgeräte beseitigt werden können bzw. weitere Verbesserungen des Echobildes garantiert werden können und so evtl. die belastenden Röntgenaufnahmen der Brust in Zukunft noch weiter vermieden werden können.It is therefore the task an ultrasound machine to develop the analysis of the female breast with which the initially described disadvantages of today's ultrasound devices are eliminated can be or further improvements in the echo image can be guaranteed and possibly the stressful x-rays the breast can be avoided even further in the future.

Die Erfindung löst diese Aufgabe, indem die detektierende Ultraschallsonde in eine Vorrichtung eingebracht wird, die diese Sonde rechnergesteuert über die weibliche Brust führt und dabei fortlaufend das Ultraschalbild aufnimmt. Die Brust wird hierzu wie bei der Röntgen-Mammographie in standardisierten Positionen zwischen zwei Platten komprimiert und in verschiedenen Ebenen, z.B. senkrecht zueinander analysiert. Die Ultraschallsonde rastet dabei rechnergesteuert und rechnerkontrolliert vollständig die Brust ab und erzeugt so in der Zusammenschau der verarbeiteten Echobilder ein Ultraschall-Gesamtbild, das keine Detektionslöcher aufweist.The invention solves this problem by the detection Ultrasound probe is inserted into a device that this Computer controlled probe the female breast leads and continuously records the ultrasound image. The breast will as for X-ray mammography compressed in standardized positions between two plates and at different levels, e.g. analyzed perpendicular to each other. The The ultrasound probe snaps computer-controlled and computer-controlled completely the Breast off and creates in the overview of the processed echo images an overall ultrasound image that has no detection holes.

Werden statt einer Ultraschallsonde zwei Sonden (Zwillingssonden) genutzt, die die Ober- und Unterseiten der Brust genau gegensätzlich positioniert synchron abrastern, so kann die Brust weiter erheblich aussagekräftiger analysiert werden. Durch die Verwendung von 2 Sonden wird die zu durchdringende Schichtdicke der Brust halbiert. Es können dann höhere Ultraschallfrequenzen angewendet werden, die wiederum eine höhere Detailwiedergabe ermöglichen. Zudem können einige Artefaktbilder wie Schlagschattenphänomene und Überlagerungen teils völlig aufgelöst werden, da jeweils die andere Sonde dieses Phänomen nicht mehr aufzeigt. Außerdem kann zum Echobild das Durchschlagsbild der Brust und der Gefäßmodus oder leicht zeitversetzt synchron von der entgegengesetzt positionierten Sonden aufgenommen werden. Durch Rotation des gesamten Ultraschallgerätes um die Brust können in definierten Ebenen wie bei der Röntgen-Mammographie weitere überlagerungsfreie Echobilder der Brust erzeugt werden. Durch die fortwährende, automatische Erfassung der Ultraschallbilder kann das Volumen der Brust vollständig nach der Softwarebearbeitung in jeder gewünschten Ebene und Zeile zwei- oder dreidimensional dargestellt werden.Instead of an ultrasound probe two probes (twin probes) are used, the top and bottom sides the opposite of the breast when positioned synchronously, the breast can continue to significantly meaningful to be analyzed. By using 2 probes, the penetrating layer thickness of the breast halved. Then it can higher Ultrasound frequencies are applied, which in turn provide a higher level of detail enable. You can also some artifact images such as drop shadow phenomena and overlays are partially completely resolved, because the other probe no longer shows this phenomenon. Moreover can be used for the echo picture, the punch picture of the breast and the vascular mode or slightly time-shifted synchronously from the oppositely positioned probes be included. By rotating the entire ultrasound machine around the Chest can in defined planes like X-ray mammography more non-overlay Echo images of the breast are generated. Because of the ongoing Automatic acquisition of the ultrasound images can reduce the volume of the Breast completely after software processing in any desired level and line two or can be displayed in three dimensions.

Die verwendeten Ultraschallsonden bzw. Frequenzen können nach automatischer Dickenmessung der komprimierten Brust bestimmt und in das Gerät eingesetzt werden. So kann jeweils für die kleine oder die große Brust die optimale Darstellung bzw. Analysen der Brust gewährleistet werden.The ultrasound probes used or frequencies determined after automatic thickness measurement of the compressed breast and into the device be used. So can be for the small or the big breast the optimal presentation and analysis of the breast is guaranteed become.

Der besondere Vorteil dieses innovativen Ultraschallgerätes, das speziell nur zur Detektion der weiblichen Brust entwickelt wird, liegt darin, das ohne die Unsicherheiten der Führung der menschlichen Hand ein hoch auflösendes Gesamtbild der Bruststrukturen entsteht, ähnlich und auch klinisch vergleichbar dem Röntgenbild der Brust. Die Ultraschallsonde wird rechnergesteuert auf einer planen Ebene über die komprimierte Brust geführt und rastert Punkt für Punkt die Brust ab und erstellt so das Ultraschall-Gesamtbild. Durch die zweckmäßige, schnelle Darstellung der Einzelbilder der beiden Zwillingssonden können die Echobilder beider Sonden zu einem Echobild vereint werden, das keine Artefakte mehr aufweist und Echobildern und Durchschlagbilder des Schalles wahlweise auf dem Monitor präsentieren kann.The particular advantage of this innovative Ultrasound machine, which is specially developed for the detection of the female breast, is that without the uncertainties of guiding the human hand a high resolution The overall picture of the breast structures is similar and also clinically comparable the x-ray the chest. The ultrasound probe is computer controlled on a plan level above the compressed chest passed and grid point for Dot the chest and create the overall ultrasound picture. By the expedient, quick presentation the individual images of the two twin probes can be the echo images of both Probes are combined to form an echo image that no longer has any artifacts and echo images and carbon images of the sound optionally can present to the monitor.

Ein weiterer Vorteil besteht darin, dass die Brust standardisiert in verschiedenen Ebenen gefahrlos analysiert werden kann, im Gegensatz zur Strahlenbelastung der Röntgenaufnahmen.Another advantage is that the breast is standardized safely in different levels can be analyzed, in contrast to the radiation exposure of the X-rays.

Bei Auffälligkeiten im Ultraschall-Gesamtbild kann die Gynäkologe oder der Röntgenologe die verdächtige Struktur gezielt aufsuchen und weiter abklären.If there are any abnormalities in the overall ultrasound picture the gynecologist or the radiologist the suspect Select structure and further clarify.

Dieses sonographische Spezialgerät für die weibliche Brust wird wahrscheinlich einige Röntgen-Analysen der Brust überflüssig machen und wegen der Ungefährlichkeit der Untersuchung ein Standardgerät zur Diagaostik der weiblichen Brust werden.This special sonographic device for the female Breast will likely make some chest X-rays superfluous and because of the harmlessness the examination a standard device become the diagnosis of the female breast.

Die Innovation wird nun anhand von Zeichnungen weiter erläutert. Diese Zeichnungen sind nicht maßstabsgetreu und sollen schematisch die Grundzüge und Vorteile der Innovation verdeutlichen.The innovation is now based on Drawings explained further. These drawings are not to scale and are intended to outline the main features and advantages of innovation clarify.

1 zeigt die Innovation mit den Ultraschalleinheiten in der Seitenansicht. 1 shows the innovation with the ultrasonic units in side view.

2 zeigt die Aufsicht auf die rechnergesteuerte Bewegung der Ultraschallsonde und die Darstellung der aufgenommenen verarbeiteten Ultraschallbilder der Zwillingssonden. 2 shows the top view of the computer-controlled movement of the ultrasound probe and the representation of the processed ultrasound images of the twin probes.

3 zeigt die Innovation in ihrer Gesamtheit in der Seitenansicht. 3 shows the innovation in its entirety in a side view.

In 1 wird die weibliche Brust (1) zwischen den Platten (6, 7) komprimiert. Diese Platten sind gut ultraschall-transparent und zwischen den Platten und der Brusthaut wird wie üblich eine dünne Schicht Ultraschall-Kontaktgel (3) zur Ankoppelung des Ultraschalls aufgebracht. Auf diesen ebenen Platten werden die Ultraschallsonden (4, 5) rechnergesteuert über kleine Schrittmotoren (9, 10, 13) exakt mäanderförmig gefahren. Dabei wird fortwährend das Ultraschallbild des genau darunter oder darüber liegenden Brustabschnittes aufgezeichnet. Die beiden Ultraschallsonden (4, 5) sind Zwillingssonden, die sich genau gegenüberstehen ( siehe gepunktete Linie, 58) und exakt rechnergesteuert synchron über die Brust geführt werden. Dabei wird zweckmäßigerweise nur ein kleines Fenster des optimalen Echobildes (55) aufgenommen und gespeichert. Die sichere Führung der Sonde erfolgt über den Haltestab (11). Die Sonden beschallen über das gebogene Ende der Platte (14) und des Haltestabes (12) auch die oberen, muskulären Ansätze (16) und unteren Anteile (15) der Brust. Jede der Sonde muss nur die Hälfte der Brustdicke (gestrichelte Linie, 8) durchstrahlen. Hierdurch können höhere Schallfrequenzen mit höherer Detailauflösung genutzt werden. Die Ultraschallsonden werden in der Box (2) geschützt. Es können auch für die Abscannung der Brust je Platte mehrere Ultraschallsonden, auch unterschiedlicher Frequenzen oder eine nur für den Gefäßmodus genutzt werden. Die Sonden können durch Öffnung der Box leicht ausgetauscht werden. Dadurch können die Sonden gut bei den bekannten großen Schwankungen der Brustgrößen optimal auf die Brüste eingestellt werden. Die beiden Ultraschallsonden können um die Achse (8) und die Ringführung (20) rotiert (Pfeil 19) werden und so verschiedene Bildebenen des Echobildes gewonnen werden. Die Ultraschallboxen (2, 3) sind über die Halterung (24) am Gestänge (21) befestigt. An der Halterung (23) ist noch eine Führung (22, 23) angebracht, die eine senkrechte Feinführung (Pfeil) der Ultraschallbox zur genauen Kompression der Brust (1) erlaubt. Das Gestänge (21) kann in Doppelpfeilrichtung verschoben werden, um das Gerät auf die verschiedenen Körpergrößen der Frauen anzupassen. Die Ultraschallboxen können mitsamt der Platten in Rundpfeilrichtung (52, 53) gekippt werden, um eine physiologische geneigte Anpassung der Platten an die Brustform zu gewährleisten oder auch eine senkrechte Einstellung zu erreichen. Hierbei können dann die Zwillingssonden nicht mehr genau gegensätzlich geführt werden bzw. ist die Nutzung der Zwillingssonde nicht möglich. Hier zeigt sich ein weiterer Vorteil der Innovation. Die Ultraschallsonden können je nach Bedarf zusammengeschaltet werden.In 1 the female breast ( 1 ) between the plates ( 6 . 7 ) compressed. These plates are transparent to ultrasound and a thin layer of ultrasound contact gel (as usual) is placed between the plates and the breast skin ( 3 ) applied for coupling the ultrasound. The ultrasonic probes ( 4 . 5 ) computer controlled via small stepper motors ( 9 . 10 . 13 ) exactly meandered. The ultrasound image of the breast section just below or above is continuously recorded. The two ultrasound probes ( 4 . 5 ) are twin probes that face each other exactly (see dotted line, 58 ) and exactly computer controlled synchronously over the chest. Only a small window of the optimal echo image is expediently ( 55 ) recorded and saved. The probe is guided securely using the holding rod ( 11 ). The probes sound over the curved end of the plate ( 14 ) and the holding rod ( 12 ) also the upper, muscular approaches ( 16 ) and lower parts ( 15 ) the chest. Each of the probes only needs to be half the breast thickness (dashed line, 8th ) shine through. As a result, higher sound frequencies with higher detail resolution can be used. The ultrasound probes are in the box ( 2 ) protected. Several ultrasound probes, also of different frequencies, or one only for the vascular mode can also be used for scanning the breast per plate. The probes can be easily replaced by opening the box. As a result, the probes can be optimally adjusted to the breasts in the case of the known large fluctuations in breast sizes. The two ultrasound probes can move around the axis ( 8th ) and the ring guide ( 20 ) rotates (arrow 19 ) and so different image planes of the echo image can be obtained. The ultrasound boxes ( 2 . 3 ) are over the bracket ( 24 ) on the linkage ( 21 ) attached. On the bracket ( 23 ) is still a tour ( 22 . 23 ) attached, which is a vertical fine guide (arrow) of the ultrasound box for precise compression of the breast ( 1 ) allowed. The linkage ( 21 ) can be moved in the direction of the double arrow to adapt the device to the different body sizes of women. The ultrasound boxes together with the plates can be turned in the direction of the arrow ( 52 . 53 ) are tilted to ensure a physiologically inclined adaptation of the plates to the breast shape or to achieve a vertical adjustment. In this case, the twin probes can no longer be guided in exactly the opposite manner, or the twin probe cannot be used. This shows another advantage of innovation. The ultrasound probes can be interconnected as required.

2a zeigt die Aufsicht auf die obere Kompressionsplatte (25) unter der die Brust (27, gestrichelte Linie) zusammen mit der unteren Platte eingeklemmt wurde. Die obere Ultraschallsonde (26) fährt nun rechnergesteuert automatisch und mäanderförmig (28) in Pfeilrichtung die Brust vollständig ab. Schritt für Schritt (56) wird die Brust abgerastert und deren Echobild aufgenommen, gespeichert und verarbeitet. Es sind auch andere zweckmäßige Abtastformationen (29) möglich. Das gleiche Vorgehen geschieht synchron an der unteren Platte in genau entgegen gesetzter Richtung. Das verarbeitete Echobild der Zwillingssonden wird in 2b in 3 verschiedenen Varianten dargestellt. Im Monitor (30) wird im Bildabschnitt links (33) das Echobild der oberen Zwillingssonde (39) dargestellt. Die in der Mitte des Bildes liegenden Zyste (36) weißt auf der Rückseite eine Artefaktstruktur mit Schlagschatten- und Randverstärkung (37). Dies verhindert die korrekte Beurteilung der Rückseite der Zyste, Im rechten Bild (34) wird das gleiche Bild der Zyste dargestellt, welches von der unteren Zwillingssonde aufgenommen wurde. Dieses Bild weißt die Artefakte (38) auf der anderen Seite der Zyste (36) auf und nicht auf der Vorderseite der Zyste. Der Arzt kann sich also über die Zwillingssonde ein genaues Bild der Rückseite der Zyste in Bild links (33) machen. Im mittleren Bildabschnitt (35) ist das verarbeitete, artefaktfreie Gesamtbild des Abschnittes mit der korrekt allseitig dargestellten Zyste (36) zu sehen. Durch die vollständige Speicherung aller abgerasterten Brustareale kann so ein vollständiges hoch auflösendes Bild des Brustvolumens gewonnen und verschiedenartig dargeboten werden. So kann die Brust z.B. zeilenweise (57) von hinten vorne angesehen werden. In den Bildbereichen (31 und 32) werden die üblichen wichtigen Parameter des Ultraschallbildes dargestellt. 2a shows the top view of the upper compression plate ( 25 ) under which the breast ( 27 , dashed line) was pinched together with the lower plate. The upper ultrasound probe ( 26 ) now runs automatically and meandering in a computer-controlled manner ( 28 ) the chest completely in the direction of the arrow. Step by step ( 56 ) the breast is scanned and its echo image is recorded, stored and processed. There are also other convenient scan formations ( 29 ) possible. The same procedure takes place synchronously on the lower plate in exactly the opposite direction. The processed echo image of the twin probes is in 2 B presented in 3 different variants. In the monitor ( 30 ) is shown in the image section on the left ( 33 ) the echo image of the upper twin probe ( 39 ). The cyst in the middle of the picture ( 36 ) has an artifact structure on the back with drop shadow and edge reinforcement ( 37 ). This prevents the correct assessment of the back of the cyst, in the right picture ( 34 ) the same image of the cyst is shown, which was recorded by the lower twin probe. This picture knows the artifacts ( 38 ) on the other side of the cyst ( 36 ) on and not on the front of the cyst. The doctor can use the twin probe to get an exact picture of the back of the cyst in the picture on the left ( 33 ) do. In the middle section of the picture ( 35 ) is the processed, artefact-free overall image of the section with the cyst correctly displayed on all sides ( 36 ) to see. Through the complete storage of all scanned breast areas, a complete, high-resolution image of the breast volume can be obtained and presented in various ways. For example, the breast can be 57 ) can be viewed from the back in front. In the image areas ( 31 and 32 ) the usual important parameters of the ultrasound image are shown.

3 ist die Brust (41) der stehenden Frau (42) zwischen den beiden Ultraschallboxen (43, 44) oben und unten eingeklemmt worden. Die Ultraschallboxen wurden über die Führung (45) senkrecht in Pfeilrichtung auf die Körpergröße der Frau eingestellt. Die Ultraschallboxen können in Pfeilrichtung (52, 53) gekippt werden. Die Ultraschallboxen sind an einem fahrbaren Gestell (46) anmontiert, an dem auf der Gegenseite auf Regalen der Monitor (48), Tastaturen (49), der Rechner (47) und weitere Ultraschallsonden (50) aufgestellt wurden. 3 is the chest ( 41 ) the standing woman ( 42 ) between the two ultrasound boxes ( 43 . 44 ) has been pinched at the top and bottom. The ultrasound boxes were placed over the guide ( 45 ) adjusted vertically in the direction of the arrow to the height of the woman. The ultrasound boxes can be 52 . 53 ) can be tilted. The ultrasound boxes are on a mobile frame ( 46 ) on which the monitor (on the other side on shelves) 48 ), Keyboards ( 49 ), the computer ( 47 ) and other ultrasound probes ( 50 ) were set up.

Der Gynäkologe kann selbst weitere, auffällige Areale nach Erstellung des Brust-Gesamtbildes eingehend und gezielt nachuntersuchen. Durch die vorher schon beschriebenen Vorteile erkennt man hier besonders gut, dass dieses innovative Ultraschallgerät eine sehr gute diagnostische Komplettierung darstellen wird, die wahrscheinlich manche belastenden Röntgenaufnahmen der Brust ersetzen werden und durch die gute Akzeptanz dieser Untersuchung durch die Patientin weite Verbreitung finden könnte.The gynecologist can showy Areas in detail and targeted after creating the overall breast image follow-up examination. Recognized by the advantages already described It is particularly good here that this innovative ultrasound device is a very good diagnostic completion that will likely represent some stressful x-rays the breast will be replaced and by the good acceptance of this examination could be widely used by the patient.

Claims

Ultrasound device, characterized in that the breast of a woman com between two plates be primed and fixed and one or more ultrasound probes are guided computer-controlled over these plates and thereby take the ultrasound image of the breast.

ultrasound machine according to claim 1, characterized in that the ultrasonic probes synchronously opposite standing led become.

ultrasound machine according to claim 1 and 2, characterized in that the connected processing software the complete ultrasound image or Row views of the entire breast is shown.

ultrasound machine according to claims 1-3, characterized in that the echo image, the Transmittance and the vascular mode of individual Breast sections can be displayed synchronously or in quick succession or optionally selected can be.

ultrasound machine according to claims 1-4, characterized in that the ultrasound echo image of the two opposite standing ultrasound probes are shown synchronously on the monitor becomes.

ultrasound machine according to claims 1-5, characterized in that the automatically Breast thickness is measured and then the ultrasound parameters automatically be coordinated and that the plates are computer controlled in one defined frequency to be pressed together to the chest to compress further at short notice.

ultrasound machine according to claims 1-6, characterized in that the overall echo image the chest with the x-ray software overlaid on mammography becomes.

ultrasound machine according to claims 1-7, characterized in that the ultrasound device on a frame is mounted, which is a movement of the overall arrangement of the ultrasonic units in the vertical (height adjustment) of the device allowed and a rotation of the overall arrangement of the ultrasonic units in the sagital plane around the female breast by at least 90 ° and thus analyzes of the breast can be carried out at different levels and that the individual ultrasound unit is tilted by at least 90 ° can be.

ultrasound machine according to claims 1-8, characterized in that the ultrasound device or sub-components integrated in an X-ray mammography device become.