DE19753571A1

DE19753571A1 - Ultrasound imaging method for quantitative projections of breast, testicle, etc.

Info

Publication number: DE19753571A1
Application number: DE1997153571
Authority: DE
Inventors: Minh-Tri Nguyen; Joachim Nagel; Uwe Faust
Original assignee: NGUYEN MINH TRI DIPL ING
Current assignee: NGUYEN MINH TRI DIPL ING
Priority date: 1997-12-03
Filing date: 1997-12-03
Publication date: 1999-06-17

Abstract

The object under examination is inserted between one or more emitters and one or more receivers, which are acoustically coupled, e.g. using gel, a liquid bath or water, and which produce one or more projections of the object in transmission mode. The method utilizes the tissue sensitivity to sound velocity, damping or frequency. The emitters and receivers may be single, linear or two-dimensional arrays of ultrasonic transducers. For a two-dimensional array a mechanical scanning movement can be replaced by an electronic scanning movement. The transmitted ultrasonic signals are processed to give three independent quantitative projection images. Use of fanning ultrasound beams, which are detected from a group or all receiver transducers, yields three additional section images based on sound velocity, damping or frequency. The tissue may be compressed, or left uncompressed. An Independent claim is included for an ultrasound system using the method.

Description

Die Erfindung betrifft ein bildgebendes Ultraschallverfahren und -system, wobei quan titative Abbildungen von jeweils drei Projektions- und Schnittbildern eines Objektes er zeugt werden, welche drei physikalische Objekteigenschaften quantitativ beschreiben. Das Objekt wird mit Ultraschall mittels eines Ultraschall-Arraypaares als Schallsender und -empfänger im Transmissionsmode abgetastet. Bei der Verwendung eines linearen Arraypaares wird dieses parallel zu sich selbst, d. h. senkrecht zur Schallausbreitung, mechanisch bewegt. Für ein zweidimensionales Arraypaar wird die mechanische Be wegung durch eine elektronische Abtastung ersetzt. Die transmittierten Ultra schallsignale werden so verarbeitet, daß drei quantitative Projektionsbilder entstehen, welche die Schallgeschwindigkeit, die Schallschwächung und deren Frequenzabhän gigkeit repräsentieren. Bei Anwendung der Fächerstrahlmethode, bei welcher das von einem Senderelement abgestrahlte Ultraschallsignal von einer Gruppe oder allen Empfängerelementen detektiert wird, können zusätzlich drei Schnittbilder in der Schall ausbreitungsrichtung, welche die oben genannten Parameter repräsentieren, für jede Schnittebene erzeugt werden.The invention relates to an ultrasound imaging method and system, wherein quan titative images of three projection and sectional images of an object which three physical object properties describe quantitatively. The object is ultrasound using an ultrasound array pair as a sound transmitter and -sampled in transmission mode. When using a linear Array pair is this parallel to itself, i.e. H. perpendicular to the propagation of sound, mechanically moved. For a two-dimensional array pair, the mechanical Be movement replaced by electronic scanning. The transmitted ultra Sound signals are processed so that three quantitative projection images are created, which depend on the speed of sound, the sound attenuation and their frequency represent ability. When using the fan beam method, in which the by an ultrasound signal emitted from a group or all of a transmitter element Receiver elements is detected, three additional sectional images can be made in the sound direction of propagation, which represent the above parameters, for each Cutting plane are generated.

State of the art

Bildgebende Ultraschall-Transmissionssysteme sind bekannt (US-PS'en 3937066 und 4457175), bei denen ein Sende- und ein Empfangsschallwandler auf entgegengesetz ten Seiten eines zu untersuchenden Objektes angeordnet sind. Es werden sogenannte C-Bilder erzeugt, welche die Schallschwächung in der Brennebene darstellen. Dabei handelt es sich um Schnittbilder, die senkrecht auf der Schallausbreitungsrichtung ste hen. Nach diesem Prinzip arbeitet die Ultraschall-Kamera, bei der das Objekt von der einen Seite durch einen großflächigen Ultraschall-Wandler inkohärent beschallt wird. Der transmittierte Schall wird auf der Gegenseite mit großflächigen Schallinsen gebün delt. Die abzubildende Schnittebene des Objektes befindet sich in der einen, das zwei dimensionale Empfangsarray in der zweiten Brennebene einer Schallinse. Wird ein li neares Array verwendet, erfolgt eine zeilenweise Projektion der Schnittebene auf das Detektorarray durch gegeneinander rotierende Prismen [xy, yx]. Durch mechanische Verschiebung der Abbildungslinse wird die Abbildungsebene im Objekt eingestellt. In der Patentschrift DE 36 90 331 T1 wird ein Ultraschall-Bilderzeugungsverfahren und -system vorgestellt, bei dem zur Erzielung einer besseren Abbildung Merkmale von Echo- und Transmissionsbildsystemen vereinigt sind. Bei diesem System ist ein Re flektor mit Streukörpern akustisch an das Objekt gekoppelt und zwar in Opposition zum Schallwandler. Die Amplitude der Echosignale hängt in hohem Maß von der Dämpfung in der Brennebene ab, so daß auch hier ein Schwächungsbild des Objektes in der Brennebene des Schallwandlers (C-Bild) erhalten wird. Dieses Verfahren eignet sich wie unsere Erfindung für die Untersuchung von peripheren Organen wie Brust oder Hoden oder ein freigelegtes inneres Organ wie die Leber.Ultrasound imaging transmission systems are known (US Pat. Nos. 3937066 and 4457175), in which a transmit and a receive transducer on opposite th sides of an object to be examined are arranged. There are so-called C-pictures are generated, which represent the sound attenuation in the focal plane. Here are sectional images that are perpendicular to the direction of sound propagation hen. The ultrasound camera works according to this principle one side is incoherently sonicated by a large-area ultrasonic transducer. The transmitted sound is leveled on the opposite side with large-area sound lenses delt. The section plane of the object to be depicted is in one, the two dimensional reception array in the second focal plane of a sound lens. If a li If the near array is used, the section plane is projected line by line onto the Detector array by rotating prisms [xy, yx]. By mechanical Shifting the imaging lens sets the imaging plane in the object. In the patent DE 36 90 331 T1 an ultrasound imaging method and -system is presented, in which characteristics of Echo and transmission imaging systems are combined. In this system, a Re flector with scattering bodies acoustically coupled to the object and in opposition to the Sound transducer. The amplitude of the echo signals depends to a large extent on the attenuation in the focal plane, so that here too a weakening image of the object in the Focal plane of the transducer (C-picture) is obtained. This method is suitable like our invention for the examination of peripheral organs like breast or Testicles or an exposed internal organ such as the liver.

Auch die akustische Holographie ist ein Transmissionsverfahren, bei dem das Objekt kohärent beschallt wird. Das von einem feststehenden Wandler eingekoppelte und vom zu untersuchenden Objekt beeinflußte Ultraschallfeld wird längs einer willkürlich ge wählten Aufzeichnungsgeraden mit einem zweiten Wandler aufgenommen. In einem phasenempfindlichen Detektor erfolgt die Aufteilung der empfangenen Signale nach Re al- und Imaginärteil. Daraus wird das Schnittbild des Objektes durch numerische Rekonstruktion erzeugt. Die akustische Holographie hat jedoch bisher keine praktische Bedeutung in der medizinischen Diagnostik erlangt.Acoustic holography is also a transmission process in which the object is coherently sonicated. Coupled by a fixed converter and by The object to be examined influences the ultrasound field along an arbitrary ge selected recording lines with a second converter. In one phase-sensitive detector, the received signals are divided according to Re al and imaginary part. This turns the sectional view of the object into numerical ones Reconstruction created. However, acoustic holography has so far not been practical Gaining importance in medical diagnostics.

Forschungsarbeit zur Ultraschall-Transmissions-Computer-Tomographie (UTCT) wer den seit 20 Jahren durchgeführt. Die Transmissionsmessungen werden überwiegend mit einem Einzelschallwandlerpaar durchgeführt. Die unzumutbaren langen Aufnahme zeiten (< 12 min) und die begrenzte Auflösung (<4 mm) verhinderten den Eingang in die klinische Routine. Zudem wird meistens nur einer der drei meßbaren Schallpara meter (Geschwindigkeit, Schwächungskoeffizient oder dessen Frequenzabhängigkeit) als Ortsfunktion erfaßt. Von uns werden konventionelle lineare Arrays als Schallsender und -empfänger eingesetzt. Die Arrays sind an einem drehbaren Wasserbecken an ge genüberliegenden Seiten fest montiert. Der Becken wird in äquidistanten Winkel schritten bis zu einem Winkel von 180° um das Meßobjekt gedreht. Aus den das Objekt charakterisierenden, transmittierten Impulsen werden die Projektionsdaten (Schallaufzeit, Schallschwächung und deren Frequenzabhängigkeit) ermittelt und mit tels eines Rekonstruktionsalgorithmus daraus die entsprechenden Schnittbilder er zeugt. Eine klinische Erprobung des Ultraschall-Tomographen erfolgt zur Zeit.Research work on ultrasound transmission computed tomography (UTCT) who which has been carried out for 20 years. The transmission measurements are predominant performed with a single transducer pair. The unreasonable long shot times (<12 min) and the limited resolution (<4 mm) prevented the entrance to the clinical routine. In addition, usually only one of the three measurable sound paras meter (speed, attenuation coefficient or its frequency dependence) recorded as a local function. We use conventional linear arrays as sound transmitters and receivers used. The arrays are attached to a rotating water basin opposite sides firmly mounted. The pelvis is at equidistant angles stepped up to an angle of 180 ° around the measurement object. From which the object characterizing, transmitted impulses are the projection data (Sound propagation time, sound attenuation and their frequency dependence) determined and with the corresponding sectional images from a reconstruction algorithm testifies. The ultrasound tomograph is currently undergoing clinical testing.

Für die bildhafte Darstellung von Objekten wird auch die Röntgentechnik eingesetzt. Es entstehen Projektionsbilder und bei der Röntgen-Computer-Tomographie sowie bei der Kernspintomographie Schnittbilder. Die Kombination dieser Verfahren mit der Ultra schalltechnik dient der verbesserten Diagnostik z. B. bei der Vorsorge-Untersuchung der Mamma.X-ray technology is also used for the visual representation of objects. It projection images arise in X-ray computed tomography as well as in Magnetic resonance imaging sectional images. The combination of these processes with the Ultra Sound technology is used for improved diagnostics e.g. B. in the precautionary examination the mom.

Bei der Röntgenmammographie wird ein zweidimensionales Projektionsbild der Schwä chung der Röntgenstrahlen durch das komprimierte Brustgewebe erzeugt. Die Rönt gen-Mammographie ist zwar zweifellos ein sehr sensitives, aber auch oftmals unspezi fisches Abbildungsverfahren, bei dem 40 bis 60% aller gutartigen Mammaveränderung als Falsch-Positiv eingeschätzt werden. Bei Frauen unter 50 Jahren ist die Röntgen mammographie wegen des röntgendichten Drüsengewebes oft nicht in der Lage, Mammakarzinome darzustellen. Das spiegeln alle Biopsieserien wieder. Die Kosten der feingeweblichen Abklärung gutartiger Befunde wird auf 2/3 der Gesamtkosten bei einer röntgenmammographischen Untersuchung geschätzt.In X-ray mammography, a two-dimensional projection image of the Schwä X-rays generated by the compressed breast tissue. The X-ray Genetic mammography is undoubtedly a very sensitive, but often unspecific fish imaging process in which 40 to 60% of all benign breast changes can be assessed as false positive. In women under 50, the x-ray is mammography is often not able due to the radiopaque gland tissue To represent breast cancers. All biopsy series reflect this. The cost of histological clarification of benign findings is at 2/3 of the total cost at one radiographic examination estimated.

Mit Hilfe der Röntgen-Computer-Tomographie ist es möglich, anhand von Schnittbildern Tumore mit einer Größe von 6-8 mm nach Kontrastmittelinjektion auch in einer dichten Brust nachzuweisen. Die Strahlenbelastung ist jedoch höher als bei der Mammographie und die Ortsauflösung ist geringer. Andererseits sind Mikrokalzifikationen im Compu tertomogramm nicht darzustellen. Als Vorsorge- oder Screeningmethode insbesondere für symtomlose Frauen ist die Röntgen-Computer-Tomographie auch wegen der Kosten nicht einzusetzen.With the help of X-ray computer tomography, it is possible to use sectional images Tumors with a size of 6-8 mm after contrast agent injection also in a dense one To prove breast. However, the radiation exposure is higher than with mammography and the spatial resolution is lower. On the other hand, there are microcalcifications in the compu not to display the tomogram. As a precautionary or screening method in particular for symptomless women, x-ray computed tomography is also because of the cost not used.

Die Kernspintomographie der Mamma befindet sich noch im Stadium der klinischen Erprobung. Das kleinste mit diesem Schnittbildverfahren detektierte Karzinom hatte eine Größe von 3 mm. Es ist abzuwarten, ob die Nachteile der Kernspintomographie (relative lange Meßzeit in horizontaler Lage, Probleme bei kardialer Insuffizienz, kein Nachweis von Mikrokalzifikationen, hoher Preis der Untersuchung) für Vorsorge- Untersuchungen in Kauf genommen werden können.The MRI of the breast is still at the clinical stage Testing. The smallest carcinoma detected with this cross-sectional imaging method had a size of 3 mm. It remains to be seen whether the disadvantages of magnetic resonance imaging (relatively long measurement time in a horizontal position, problems with cardiac insufficiency, none Proof of microcalcifications, high price of the examination) for preventive Investigations can be accepted.

Bildgebende Ultraschall-Echobildssysteme sind bekannt (US-PS'en 4016750 und 4305296), bei denen der Ultraschallwandler sowohl als Sender als auch als Empfänger arbeitet. Damit werden Schnittbilder (B-Bilder) erzeugt. Der Schallstrahl liegt in der Schnittebene. Bei der Untersuchung der weiblichen Brust z. B. ist die Sonographie ein ergänzendes Verfahren, das insbesondere bei röntgendichter Mammae eingesetzt wird. Gewebsentnahmen zur präoperativen Abklärung der Befunde können bei Anwen dung der Mammasonographie um ca. ein Viertel vermindert werden. Die Kombination der Röntgenmammographie und der Mammasonographie geht mit einer höheren Treff sicherheit für benigne und maligne Befunde einher. Es ist bisher jedoch nicht möglich, Sonogramme als Schnittbilder mit Röntgenmammogrammen als Projektionsbildern di rekt zu vergleichen. Über eine sonographische Methode zur Untersuchung der Brust wurde berichtet mit einer zur Röntgenmammographie identischen Untersuchungspositi on. Sie bedient sich eines metallischen Referenzreflektors, der im Ultraschallbild hinter dem Gewebe als weiße, gerade Linie erscheint (Zeitschrift Biomedizinische Technik, Jahrgang 1995, Band 40, Seiten 241 bis 249). Modulationen der Helligkeit dieser Refe renzlinie sind durch Veränderungen der Schallschwächung im Objekt, Abweichungen von der Linearität durch Geschwindigkeitsänderungen verursacht. Durch parallele Ver schiebung des linearen Arrays entsteht eine zweidimensionale Abbildung des Reflek tors. Es konnten lokale Schwächungsveränderungen dargestellt werden, jedoch keine Geschwindigkeitsänderungen.Ultrasound imaging echo imaging systems are known (US-PS'en 4016750 and 4305296), in which the ultrasonic transducer as both a transmitter and a receiver is working. This creates sectional images (B-images). The sound beam is in the Cutting plane. When examining the female breast z. B. Sonography is a Complementary procedure, which is used especially for radiopaque breasts becomes. Tissue sampling for preoperative clarification of the findings can mammography can be reduced by about a quarter. The combination X-ray mammography and breast sonography go with a higher hit security for benign and malignant findings. So far it has not been possible Sonograms as sectional images with X-ray mammograms as projection images di right to compare. Using a sonographic method to examine the breast was reported with an examination position identical to that of X-ray mammography on. It uses a metallic reference reflector, which is behind in the ultrasound image appears to the tissue as a white, straight line (journal Biomedizinische Technik, 1995, volume 40, pages 241 to 249). Modulations of the brightness of this Refe limit line are deviations due to changes in the sound attenuation in the object linearity caused by changes in speed. Through parallel ver shifting the linear array creates a two-dimensional image of the reflect tors. Local weakening changes could be shown, but none Speed changes.

Embodiment of the invention

Die Erfindung bezieht sich auf ein bildgebendes Ultraschall-Transmissionsverfahren und -system zur quantitativen Abbildung von Projektions- und Schnittbildern. Dabei be findet sich das Objekt zwischen zwei Ultraschall-Arrays, von denen das eine als Schall sender und das andere als Schallempfänger arbeitet. Dabei kann es sich um lineare oder flächenhafte Ultraschall-Arrays handeln. Zur Darstellung des Transmissionsbildes einer weiblichen Brust z. B. wird diese wie bei einer röntgenmammographischen Bild aufnahme komprimiert und durchschallt. Bei linearen Arrays erfolgt die Abtastung punktweise für die Zeile, worauf sich eine Bewegung der Zeile anschließt und die Abta stung wiederholt wird. Dieser Vorgang wird solange wiederholt, bis das ganze Organ abgetastet ist. Bei flächenhaften Arrays entfällt die Bewegung des Arrays. Das Organ wird z. B. mäanderförmig abgetastet. Für jede Position des linearen Arrays bzw. für jede Zeile des flächenhaften Arrays werden mit computertomographischen Methoden drei Ultraschalltomogramme (Schnittbilder) in Schallausbreitungsrichtung erzeugt. Aus der Gesamtheit der transmittierten Signale werden drei Ultraschallmammogramme (Projektionsbilder) senkrecht zur Schallausbreitungsrichtung generiert. In allen Bildern werden quantitative Größen dargestellt und zwar die Schallgeschwindigkeit, die Schall schwächung und deren Frequenzabhängigkeit.The invention relates to an imaging ultrasound transmission method and system for the quantitative mapping of projection and sectional images. Thereby be the object is located between two ultrasound arrays, one of which is called sound transmitter and the other works as a sound receiver. It can be linear or planar ultrasound arrays. To display the transmission image a female breast z. B. this is like an X-ray mammographic image recording compressed and transmitted through. With linear arrays, sampling takes place point by point for the line, followed by a movement of the line and the Abta is repeated. This process is repeated until the whole organ is scanned. With flat arrays, the movement of the array is eliminated. The organ z. B. scanned meandering. For each position of the linear array or for each Row of the areal array are three using computed tomography methods Ultrasound tomograms (sectional images) generated in the direction of sound propagation. From the The total of the transmitted signals are three ultrasound mammograms (Projection images) generated perpendicular to the direction of sound propagation. In all pictures quantitative quantities are represented, namely the speed of sound, the sound attenuation and their frequency dependence.

Die mit der Erfindung zu erzielenden Ergebnisse z. B. bei der Abbildung der Mamma bestehen auch darin, daß ein direkter Vergleich zwischen Röntgen- und Ultraschall mammogrammen möglich ist, da die Bildaufnahme unter gleichen Bedingungen d. h. in der gleichen Position erfolgen kann. Das zeitaufwendige Auffinden der röntgenmam mographisch nachgewiesener Befunde bei der Mammasonographie durch undefinierte Positionierung der Mamma und des Schallkopfes entfällt damit. Mit diesem neuen Ver fahren stehen drei neue physikalische Kenngrößen des Objektes als Ortsfunktionen zur Verfügung, die Schallgeschwindigkeit, die Schallschwächung und deren Frequenzab hängigkeit. Es wird erwartet, daß diese drei Ultraschallmammogramme alleine oder in Verbindung mit der Röntgenmammographie eine verbesserte Treffsicherheit z. B. bei der Diagnose von Tumoren ermöglichen. Durch die zusätzliche Erzeugung der drei Ul traschalltomogramme für jede Schnittebene ist es sogar möglich, die genaue Position des Tumors zu erkennen oder ein dreidimensionales Bild der Mamma zu erzeugen.The results to be achieved with the invention, for. B. in the illustration of the mom also consist of a direct comparison between X-ray and ultrasound mammograms is possible because the image acquisition under the same conditions d. H. in in the same position. The time-consuming finding of the roentgenmam Mographically proven findings in breast sonography due to undefined Positioning of the breast and the transducer is therefore no longer necessary. With this new ver three new physical parameters of the object are available as location functions Available, the speed of sound, the sound attenuation and their frequency addiction. It is expected that these three ultrasound mammograms, alone or in Connection with the X-ray mammography an improved accuracy z. B. at enable the diagnosis of tumors. Through the additional generation of the three ul ultrasound tomograms for each cutting plane, it is even possible to find the exact position of the tumor or to create a three-dimensional image of the breast.

1st embodiment

Gemäß dieser Erfindung arbeitet das Ultraschallsystem zur Mammaabbildung im Transmissionsbetrieb, wobei in der Abb. 1 die Brust (1) zwischen zwei Kompressions platten (2) aus einem gut schalleitenden Medium, wie Plexiglas z. B., leicht komprimiert wird. Die Platten sind z. B. auf 4 Führungsstangen (4) bewegbar montiert und fixiert. Zwei Linearschallköpfe (3) handelsüblicher Ultraschallgeräte sind mit den Kompressi onsplatten (2) verbunden. Sie können in Schritten von z. B. 0.75 mm manuell oder mo torisch parallel zu sich selbst verschoben werden, wobei die Schrittweite den Abmes sungen der Einzelwandler im Array angepaßt ist. Bei flächenhaften Arrays entfällt die se Bewegung. Bei jedem Schritt wird zur Abbildung der Ultraschallmammogramme eine elektronische Abtastung der Elemente des Arraypaares paarweise in lateraler Richtung durchgeführt. Zur Abbildung der Ultraschalltomogramme wird anstatt einer paarweisen Abtastung eine Fächerstrahlabtastung, wie in der Abb. 2 dargestellt, durchgeführt, bei der ein Schallelement des Senders Ultraschallsignale sendet und auf der Gegenseite eine Gruppe von z. B. 60 Empfangselementen die Signale empfängt. Zur Verbesserung der Auflösung in unmittelbarer Nachbarschaft des Senders und Empfängers sollen die se im Wechsel als Sender und Empfänger betrieben werden. Der Antrieb für die paral lele Verschiebung der Arrays (siehe Abb. 3) erfolgt z. B. mit einem Schrittmotor (5). Auch der Einsatz eines Linearmotors oder eines pneumatischen oder hydraulischen Antriebs ist möglich. Der Schrittmotor (5) treibt über ein Getriebe (6) die Trapezspindel (7) an, welche die Drehbewegung des Schrittmotors (5) in eine Linearbewegung der Linearschallköpfe (3) umsetzt. Die lineare Führung erfolgt über die Traversen (8), die von Kugelbüchsen (9) an den Führungsstangen (4) geführt werden.According to this invention, the ultrasound system for breast imaging works in transmission mode, the breast ( 1 ) between two compression plates ( 2 ) in Fig. 1 from a good sound-conducting medium, such as plexiglass z. B. is easily compressed. The plates are e.g. B. movably mounted and fixed on 4 guide rods ( 4 ). Two linear transducers ( 3 ) commercially available ultrasound devices are connected to the compression plates ( 2 ). You can in steps of e.g. B. 0.75 mm manually or mo toric parallel to itself, the step size is adapted to the dimen solutions of the individual transducers in the array. This movement is omitted for flat arrays. At each step, the elements of the array pair are electronically scanned in pairs in the lateral direction in order to image the ultrasound mammograms. To image the ultrasound tomograms, instead of a paired scan, a fan beam scan, as shown in FIG. 2, is carried out, in which a sound element of the transmitter sends ultrasound signals and a group of e.g. B. 60 receiving elements receive the signals. To improve the resolution in the immediate vicinity of the transmitter and receiver, they should be operated alternately as transmitter and receiver. The drive for the parallel displacement of the arrays (see Fig. 3) takes place e.g. B. with a stepper motor ( 5 ). It is also possible to use a linear motor or a pneumatic or hydraulic drive. The stepper motor ( 5 ) drives the trapezoidal spindle ( 7 ) via a gear ( 6 ), which converts the rotary movement of the stepper motor ( 5 ) into a linear movement of the linear transducers ( 3 ). The linear guidance takes place via the crossbeams ( 8 ), which are guided by ball bushings ( 9 ) on the guide rods ( 4 ).

Abb. 4 zeigt Ultraschallbilder eines zylindrischen Alginatphantoms, das 5 Einschlüsse mit unterschiedlichem Durchmesser besitzt, jedoch alle mit der gleichen Konzentration von Polyäthylenpulver. Abb. 5 zeigt Ultraschallbilder einer rechten, nicht komprimierten Mamma im Bereich der Mamille. Fig. 4 shows ultrasound images of a cylindrical alginate phantom that has 5 inclusions with different diameters, but all with the same concentration of polyethylene powder. Fig. 5 shows ultrasound images of a right, uncompressed breast in the area of the breast.

2nd embodiment

Nachstehend wird auf Abb. 6-8 Bezug genommen, die eine modifizierte Ausführungs form zeigen, die zur Abbildung der Hoden ausgelegt ist. Der Patient sitzt während der Untersuchung auf einer Sitzplatte (12), die direkt über einem Wasserbecken (13) ange bracht ist. Dabei taucht das zu untersuchende Skrotum (11) durch einen runden Aus schnitt (14) in der Sitzplatte (12) in das Wasserbecken (13) ein. Außerhalb des Was serbeckens (13) ist die Sitzplatte (12) versteift. Abb. 6 zeigt den Aufbau der Sitz fläche.Reference is now made to Fig. 6-8, which show a modified embodiment, which is designed to image the testicles. The patient sits during the examination on a seat plate ( 12 ) which is placed directly over a water basin ( 13 ). The scrotum ( 11 ) to be examined is immersed through a round cutout ( 14 ) in the seat plate ( 12 ) into the water basin ( 13 ). Outside the What serbeckens ( 13 ), the seat plate ( 12 ) is stiffened. Fig. 6 shows the structure of the seat.

Es wird eine vertikale Arrayposition gewählt, um eine horizontale, höhenverstellbare Schallstrahlführung bis möglichst nahe unter der Wasseroberfläche zu gewährleisten (Abb. 7). Der Strahlengang zwischen Sende- und Empfangs-Array (15) wird mittels zweier Umlenkspiegel (16) parallel zur Wasseroberfläche geführt. Diese sind in dem Wasserbecken (13) montiert, im Boden des Wasserbeckens (13) befinden sich die Aussparungen für die Arrays (15). Mittels einer Spiegelhalterung können die Spiegel (16) in ihrer Neigung verstellt werden. Dadurch läßt sich der Schallstrahl so justieren, daß er genau auf das Empfangsarray (15) trifft.A vertical array position is selected to ensure horizontal, height-adjustable sound beam guidance as close as possible to below the water surface ( Fig. 7). The beam path between the transmitting and receiving array ( 15 ) is guided parallel to the water surface by means of two deflecting mirrors ( 16 ). These are mounted in the water basin ( 13 ), in the bottom of the water basin ( 13 ) there are the cutouts for the arrays ( 15 ). The inclination of the mirrors ( 16 ) can be adjusted by means of a mirror holder. This allows the sound beam to be adjusted so that it hits the receiving array ( 15 ) exactly.

Das Wasserbecken wird mittels eines Adapters (17) am Aufnahmebolzen (18) einer Anordnung befestigt. Die zur Meßdatenaufnahme erforderliche vertikale Verstellung wird über den Schrittmotor (19) realisiert (Abb. 8). Der Schrittmotor (19) treibt über ein Zahnrad (20) die Trapezspindel (21) an, welche die Drehbewegung des Motors (19) in eine Vertikalbewegung des Wasserbeckens (13) umsetzt. Die vertikale Führung erfolgt über die Kreuztraverse (22), die von Kugelbüchsen (23) an den Führungsstangen (24) geführt wird. Die Führungsstangen (24) bilden mit den Querstangen (25) gleichzeitig das Gestell für die Sitzfläche. The water basin is attached to the mounting bolt ( 18 ) of an arrangement by means of an adapter ( 17 ). The vertical adjustment required for the measurement data acquisition is realized via the stepper motor ( 19 ) ( Fig. 8). The stepper motor ( 19 ) drives the trapezoidal spindle ( 21 ) via a gear ( 20 ), which converts the rotary movement of the motor ( 19 ) into a vertical movement of the water basin ( 13 ). The vertical guidance takes place via the cross beam ( 22 ), which is guided by ball bushings ( 23 ) on the guide rods ( 24 ). The guide rods ( 24 ) together with the cross rods ( 25 ) form the frame for the seat.

Bei beiden Ausführungen der Erfindung können zusätzlich zu den Transmissions- Tomogrammen B-Bilder erzeugt werden, indem eines der Ultraschallwandlerarrays an ein übliches B-Bild-Gerät angeschlossen wird.In both embodiments of the invention, in addition to the transmission Tomograms B-images are generated by using one of the ultrasound transducer arrays a conventional B-picture device is connected.

Anstelle der hier angegebenen Ausführungen kann die Erfindung mit anderen Ultra schallwandlern (z. B. mit zweidimensionalen Ultraschallarrays, mit linearen Ultra schallarrays anderer Mittenfrequenz) und mit anderen Ankopplungsmedien ausgestaltet werden.Instead of the statements given here, the invention can be used with other Ultra sound transducers (e.g. with two-dimensional ultrasound arrays, with linear ultra sound arrays of a different center frequency) and with other coupling media become.

Ferner kann auch eine Gruppenansteuerung anstelle der Einzelansteuerung der Schall wandler eingesetzt werden. Z.B. durch das Halbschrittverfahren bei der Gruppenan steuerung kann eine Verdoppelung der Zeilen- und Spaltendichte der Ultraschallmam mogramme erreicht werden. Ebenso kann auch hier eine elektronische Fokussierung sowie Strahlablenkung durch Verzögerungsglieder realisiert werden.Furthermore, group control instead of individual control of the sound converters are used. E.g. through the half-step process in groups control can double the row and column density of the ultrasound mom mograms can be achieved. Electronic focusing can also be used here and beam deflection can be realized by delay elements.

Claims

1. Ultrasound imaging method for imaging objects that can be arranged between ultrasonic transducers, for. B. living organs made of soft tissue such as breast or testicles, characterized in that the object is acoustically coupled and transmitted through one or more transmitters and one or more receivers, each generating one or more projection images of the object in transmission mode, which quantitatively the object properties depict. These are e.g. B. the speed of sound, the sound attenuation or its frequency dependence. The acoustic coupling can by gel, a liquid bath or an easily deformable container filled with water or another coupling medium, such as, for. B. a plastic bag. The object can be compressed or left in its original state.

2. Imaging ultrasound system for imaging objects between Ultra sound transducers can be arranged, for. B. living organs made of soft tissue like mom or testicles, characterized, that the object between one or more transmitters and one or more Receivers is acoustically coupled and sounded through, one or more each Projection images of the object are generated in transmission mode, which the Map object properties quantitatively. These are e.g. B. the speed of sound, the sound attenuation or its frequency dependence. With the stations and the Receivers are single transducers, linear or two-dimensional Arrays. The acoustic coupling can be by gel, a liquid bath or a Water or another coupling medium filled easily deformable container, such as e.g. B. a plastic bag. The object can be compressed or in the original original condition.

3. The imaging ultrasound system according to claim 2, characterized, that the object by means of two linear ultrasound arrays point by point for the line or Column is scanned, followed by a movement of the row or column and repeating the scan until the whole organ is scanned. In doing so one or more quantitative projection images perpendicular to the sound propagation direction tion generated.

4. The imaging ultrasound system according to claim 2, characterized, that an array to avoid mechanical scanning with linear array pairs or both arrays are designed as two-dimensional transducers. The object will e.g. B. scanned meandering. One or more quantitative pro jection images generated perpendicular to the direction of sound propagation. They become quantitative three sound parameters: speed, attenuation and frequency-dependent attenuation shown.

5. The imaging ultrasound system according to claim 2, characterized, that a single large-scale sound transmitter is used. The scarf The receiver can be a linear or a flat array. The object is from Sound receiver z. B. scans meandering. One or more quanti tative projection images generated perpendicular to the direction of sound propagation.

6. Ultrasound imaging method according to one of the preceding claims, characterized, that a group control instead of the individual control of the sound transducer is set, e.g. B. by the half-step method. With group control can who achieved a doubling of the row and column density in the ultrasound images the.

7. Ultrasound imaging method according to one of the preceding claims, characterized, that a focus and / or deflection of the sound beam by a correspond Appropriate control of the transmitter array takes place.

8. Ultrasound imaging method according to one of the preceding claims, characterized, that a focusing of the receiving transducer by an appropriate control of the receiving array.

9. Ultrasound imaging method according to one of the preceding claims, characterized, that a focusing of the sound beam and the receiving transducer by an ent speaking control of the transmit and receive array.

10. Ultrasound imaging method for imaging objects between Ul sonic transducers can be arranged, for. B. living organs made of soft tissue like mom or testicles, characterized, that the object acoustically between a transmitter and a receiving anode is coupled and transmitted, whereby several projection images and quantitative Cross-sectional images of the object are generated in transmission mode. In all transmissions quantitative parameters are shown in the images, e.g. B. the speed of sound, the sound attenuation and its frequency dependence. The acoustic coupling can be by gel, a liquid bath or with water or another coupling medium around filled easily deformable container, such as. B. a plastic bag. There the object can be compressed or left in its original state.

11. Ultrasound imaging system for imaging objects between Ultra sound transducers can be arranged, for. B. living organs made of soft tissue like mom or testicles, characterized, that the object acoustically between a transmitter and a receiving anode is coupled and transmitted, whereby several projection images and quantitative Cross-sectional images of the object are generated in transmission mode. With the broadcast and the receiving arrangements are single oscillators, linear or two dimensional arrays. Quantitative parameters are shown in all transmission images posed, e.g. B. the speed of sound, the sound attenuation and their frequency addiction. The acoustic coupling can be by gel, a liquid bath or a Water or another coupling medium filled easily deformable container such. B. a plastic bag. The object can be compressed or in the original be left in a good condition.

12. The imaging ultrasound system according to claim 11, characterized, that the object is scanned in a fan beam shape by means of two ultrasound arrays, whereby three sectional images for each position of the linear array pair or for each line of the flä Chenlike array pair are generated axially for sound propagation. Quantitative who the three sound parameters of speed, attenuation and frequency-dependent Shown weakening.

13. Ultrasound imaging method according to one of the preceding claims, characterized, that for improved resolution of the sectional images close to the transmitter and Receiver the arrays are used alternately as a transmitter and as a receiver.

14. Ultrasound imaging method according to one of the preceding claims, characterized, that a three-dimensional image is generated from the entirety of the sectional images can.

15. Ultrasound imaging method according to one of the preceding claims, characterized, that one or more combination images of two or several ultrasound transmission sectional and projection images with each other and generated with each other. The combination can be done in different ways, e.g. B. by a projection of the individual images on each other, by summation, Farbge exercise or combinations thereof.

16. Ultrasound imaging method according to one of the preceding claims, characterized, that for improved diagnostics a combination image from an ultrasound B-image and one or more ultrasound transmission projection images or tomograms men is generated. The combination can be done in different ways, e.g. B. by a projection of the individual images onto one another, by summation, coloring or Combinations of these.

17. Ultrasound imaging method for imaging objects between Ul sonic transducers can be arranged, for. B. living organs made of soft tissue like mom or testicles, characterized, that a combination image of one or more Ultra for improved diagnostics sound transmission sectional and projection images and an x-ray projection image can be generated. The object is compressed between egg A sound transmitter and a sound receiver are acoustically coupled and sounded through, one or more quantitative ultrasound projection images and / or Ul ultrasound tomograms and an x-ray projection image of the object are generated. Quantitative parameters are represented in all ultrasound transmission images, e.g. B. the speed of sound, the sound attenuation and their frequency dependence. The acoustic coupling can be by gel, a liquid bath or with water or another coupling medium filled easily deformable container such. B. one Plastic bags are made. The combination can be done in different ways, e.g. B. by a projection of the individual images on each other, by summation, Farbge exercise or combinations thereof.

18. Ultrasound imaging system for imaging objects between Ultra sound transducers can be arranged, for. B. living organs made of soft tissue like mom or testicles, characterized, that a combination image of one or more Ultra for improved diagnostics sound transmission sectional and projection images and an X-ray Projection image can be generated. The object is compressed between egg A sound transmitter and a sound receiver are acoustically coupled and sounded through, one or more quantitative ultrasound projection images and / or Ul ultrasound tomograms and an x-ray projection image of the object are generated. The sound transmitter and the sound receiver are single transducers, linear or two-dimensional arrays. In all ultrasound transmission images quantitative parameters are represented, e.g. B. the speed of sound, the sound attenuation and their frequency dependency. The acoustic coupling can be achieved by gel, a liquid bath or lightly filled with water or other coupling medium deformable container such. B. a plastic bag. The combination can done in different ways, e.g. B. by a projection of the individual images each other, by summation, coloring or combinations thereof.

19. The imaging ultrasound system of claim 18. characterized, that for direct comparability of ultrasound and X-ray projection images Image acquisition in the same apparatus, d. H. in the same position.