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Beschreibung
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Die Erfindung betrifft ein mechanisches Zusatzgerät zu handelsüblichen
Compoundgeräten für Echomammographie.
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Es sind Ultraschallapparate zur Verwendung mit einem Wasserbad mit
Folie zur #Untersuchung der weiblichen Brust bekannt. Die Untersuchungen, die mit
diesen herkömmlichen Apparaten unter Verwendung eines Wasserbads mit Folie durchgeführt
werden, sind zeitraubend, schwer reproduzierbar und es treten bei der Verwendung
von Folien Artefakte auf.
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Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, unter Vermeidung
der Nachteile aus dem bekannten Stand der Technik eine Vorrichtung der eingangs
geschilderten Art zur Verfügung zu stellen, mit deren Hilfe schnelle, genaue und
reproduzierbare Untersuchungsergebnisse erhalten werden können. Die erfindungsgemäßen
Aufgaben werden durch die Vorrichtung gemäß den Ansprüchen 1 bis 12 gelöst.
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Die erfindungsgemäße Vorrichtung gemäß Anspruch 1 erlaubt eine praktisch
vollautomatische Untersuchung der weiblichen Brust, wobei sich die Patientin auf
die gegebenenfalls in eine Liege integrierte Vorrichtung gemäß Anspruch 1 derart
legt, daß die zu untersuchende Brust durch die mit abgerundeten Kanten versehene
Öffnung der Abdeckung in das Wasserbad hängt und deren Hautoberfläche allseitig
von Wasser ohne Verwendung einer Folie umgeben ist. Der im Wasser unter der Öffnung
angeordnete Haltearm mit mindestens einem Schallkopf führt, mechanisch oder elektrisch
angetrieben, eine halbkreisartige Schwingbewegung aus, deren Mittelpunkt etwa mit
dem Mittelpunkt der Öffnungsebene übereinstimmt oder der einige Zentimeter senkrecht
oberhalb des
Mittelpunkts der Ebene der Öffnung im Toraxinnenraum
der Patientin liegt, um Uberschneidungen der Schallimpulse in der zu untersuchenden
Brust zu vermeiden.
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Bei einer derartigen Schwingbewegung des den Schallkopf tragenden
Haltearms um maximal um etwa 1400 - 1800 wird ein Schichtbild in einer Ebene erzeugt,
wobei das in an sich bekannter Weise erzeugte Sonogrammschnittbild gegebenenfalls
auf Band gespeichert wird. Um mehrere Sonogrammschnittbilder zu erhalten, die zu
einer Lsamtutersuchung der Brust notwendig sind, kann nach jeder halbkreisförmigen
Schwingbewegung des den Schallkopf tragenden Haltearms die Stellung des Schallkopfes
in Bezug auf das Zielorqan (weibliche Brust) durch geringfügige Verschiebung des
Schallkopfes senkrecht zur Schwingebene des Haltearms verschoben werden.
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Bevorzugt wird'hierbei der den Schallkopf tragende Bereich des Haltearms
senkrecht zur Schwingebene des unter die Öffnung ragenden Haltearms bewegbar ausgebildet,
und zwar vorzugsweise teleskopartig und hydraulisch. Auf diese Weise kann die Patientin
während der Gesamtuntersuchung entspannt auf der Vorrichtung liegen.
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Die Koordination der Schwingbewegung des Haltearms und das hydraulische
teleskopartige Ausfahren des den Schallkopf tragenden Bereichs des Haltearms erfolgt
elektronisch derart, daß nach jeder vollzogenen Schwingbewegung um etwa 1400. -
1800 der den Schallkopf tragenden Bereich des Haltearms um wenige Millimeter hydraulisch
ausgefahren wird, bevor der Haltearm die nächste Schwingbewegung um 1400 - 1800
durchführt.
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Schließlich kann der Haltearm senkrecht zur Ebene der Öffnung höhenverstellbar
ausgebildet sein, wodurch gewährleistet wird, daß vor Beginn der Untersuchung die
optimale Distanz zwischen Schallkopf und weiblicher Brust eingestellt werden kann.
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Mit den geschilderten erfindungsgemäßen Vorrichtungen werden Serien
von Sonog#rammschnittbildern erhalten, die zueinander parallel sind. Um die exakten
Lagekoordinaten eines einzelnen Sonogrammschnittbildes festzuhalten, wird, gekoppelt
mit der Aufzeichnung der Sonogrammschnittbilder, die Ausfahrposition des Haltearms
gleichzeitig aufgezeichnet; Einrichtungen dieser Art sind den Fachleuten geläufig
und nicht Gegenstand der vorliegenden Erfindung.
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Bei einer bevorzugten Ausfühiungsform ist senkrecht unterhalb der
Ebene der Öffnung eine Videokamera zur Aufzeichnung der jeweiligen Schallschnittebene
im Verhältnis zu einem auf der Haut der Patientin eventuell mit Filzstift angezeichneten
Tastbefund im Bereich der Brust während der Messungen angeordnet, wobei das Videobild
gleichzeitig mit dem jeweiligen Sonogrammschnittbild, bevorzugt in Uberlagerung
mit dem jeweiligen Sonogrammschnittbild, aufgezeichnet wird.
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Bei einer anderen bevorzugten Ausführungsform sind auf dem Haltearm
zwei oder mehrere Schallköpfe angeordnet. Werden sie in paralleler Schallrichtung
angeordnet, werden gleichzeitig mehrere parallel zueinander liegende Sonogrammschnittbilder
erhalten und aufgezeichnet, wodurch sich die Untersuchungsdauer erheblich verkürzt.
Hierbei sind die Schallköpfe auf dem Haltearm senkrecht zur Schwingebene des Haltearms
gegeneinander versetzt angeordnet.
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Bei einer anderen erfindungsgemäßen Ausführungsform können mehrere
Schallköpfe nebeneinander auf dem Haltearm angeordnet sein, wodurch ermöglicht wird,
daß derselbe Schnitt mit verschiedenen Schallfrequenzen erhalten werden kann.
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Schließlich können bevorzugt die Schallköpfe gegeneinander in Schallrichtung
gewinkelt auf dem Haltearm angeordnet sein, wodurch Darstellung und Untersuchung
räumlicher Strukturen erheblich verbessert werden kann.
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Während bei den zuvor beschriebenen Ausführungsformen gemäß der Erfindung
zueinander parallele Sonogrammschnittbilder erhalten werden, können mit einer anderen
erfindungsgemäßen bevorzugten Ausführungsform Serien von Sonogrammschnittbildern
erhalten, die um jeweils den gleichen Winkelbetrag um eine gemeinsame Achse gegeneinander
verdreht sind.
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Hierzu wird bei einer besonderen Ausführungsform der erfindungsgemäßen
Vorrichtung das Lager, in dem der Haltearm zur Ausführung der etwa halbkreisförmigen
Schwingbewegungen um den Mittelpunkt der Öffnung in der Abdeckung des Wasserbehälters
herum gelagert ist, zumindest halbkreisförmig konzentrisch um die Öffnung herum
verstellbar ausgebildet ist. Bevorzugt werden die Lager des Schallarms auf einer
kreisföntügen Schiene, die konzentrisch um die Öffnung in der Abdeckung verläuft,
verschiebbar ausgebildet Insbesonders bevorzugt ist jedoch die Ausführungsform nach
den Ansprüchen 11 bis 12 und der Figur 5.
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Besonders vorteilhaft bei den letzteren Ausführungsformen ist der
Umstand, daß die Drehachse der Sonogrammschnittbilder durch die Brustwarze verläuft,
so daß sich vorteilhafterweise halbrunde Schnittbilder ergeben, die die Begutachtung
erheblich erleichtern. Darüber hinaus entspricht dieses Prinzip den anatomischen
Gegebenheiten, weil alle Milchgänge sternförmig auf die Brustwarzen zu laufen. Damit
ist es einfacher, einen erweiterten Milchgang im Längsschnitt abzubilden. Schließlich
wird durch diese Ausführungsform die Mechanik und damit auch das gesamte Gerät vereinfacht.
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Die Erfindung wird anhand der folgenden Figuren näher erläutert.
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Fig. 1 ist ein Querschnitt durch eine erfindungsgemäße Ausführungsform,
Fig. 2 ist der Querschnitt durch eine andere erfindungsgemäße Ausführungsform, Fig.
3 ist eine Ausschnittsvergrößerung im Querschnitt durch den entsprechenden Vorrichtungsteil
gemäß Fig. 2, Fig. 4 ist eine Ausschnittsvergrößerung im Querschnitt durch den entsprechenden
Vorrichtungsteil gemäß Fig. 2, Fig. 5 ist eine weitere erfindungsgemäße Ausführungsform.
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Die Vorrichtung gemäß Fig. 1 besteht aus einem Wasserbehälter 21,
der rund oder viereckig ausgebildet sein kann.
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Der Wasserbehälter ist mit einer Abdeckung 22 versehen, die eine Öffnung
23 aufweist, durch die der Busen der Patientin während der Untersuchung in den mit
Wasser gefüllten Wasserbehälter 21 eintaucht. Durch eine weitere Öffnung 24 in der
Abdeckung 22 ragt ein Haltearm 10 in den Wasserbehälter 21 hinein, wobei auf dem
vorderen Bereich 10a, der sich im Wasserbehälter 21 unter der Öffnung 23 befindet,
mindestens ein Schallkopf 11, der auf die Öffnung 23 gerichtet ist, angeordnet ist.
Der vordere Bereich 10a des Haltearms 10 kann aus diesem hydraulisch teleskopartig
aus- und eingefahren werden, wobei der Vorschub stufenlos oder in vorgegebenen Millimeterstufen
erfolgen kann und mindestens dem Durchmesser der Öffnung 23 entspricht. Oberhalb
der Öffnung 24 sind an derem Rand zwei Lager 5 angeordnet, in der die Welle 6, die
Öffnung 24 überbrückend, drehbar gelagert ist. Im Bereich der Öffnung 24 ist die
Welle 6 mit den noch freien Ende des Haltearms 10 im wesentlichen starr verbunden,
so daß bei einer
Drehung der Welle 6 um einen bestimmten Winkel
der Haltearm 10 mit dessen vorderem Teil 10a und dem darauf angeordneten Schallkopf
11 eine Schwing- oder Schaukelbewegung um den gleichen Winkelbetrag ausführt. Die
Welle 6 wird durch einen Motor 9 derart angetrieben, daß der Haltearmteil 10a mit
dem Schallkopf 11 eine nahezu halbkreisförmige Schwingbewegung um etwa 1400 - 1800
innerhalb des Wasserbehälters 21 ausführt. Während einer solchen nahezu halbkreisförmigen
Schwingbewegung des Haltekopfes 11 um den durch die Offnung 23 hängenden Busen der
Patientin herum wird ein Sonogrammschnittbild aufgenommen und gespeichert. Durch
einen vorgegebenen Vorschub, z. B. im Bereich von 1 bis 5 mm, wird eine andere Position
des Schallkopfs 11 in Bezug auf das Zielorgan erreicht, und ein weiteres zu dem
vorhergehenden paralleles Sonogrammschnittbild erhalten und aufgezeichnet. Auf diese
Weise kann eine Serie von zueinander parallelen Sonogrammschnittbildern des Zielorgans
erhalten und aufgezeichnet werden, die sofort oder später zur Strukturuntersuchung
des Zielorgans dient.
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Vorzugsweise ist der Haltearm 10 mit der Welle 6 im wesentlichen
fest, jedoch derart verstellbar verbunden, daß der senkrechte Abstand des Schallkopfes
11 von der Ebene der Öffnung 23 in Abhängigkeit von der Größe des zu untersuchenden
Busens verstellt werden kann. Dieses kann beispielsweise durch einen ebenfalls auf
der Welle 6 angeordneten Elektromotor 8 geschehen.
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Die Verstellung des Haltearmbereichs 10a innerhalb des Haltearms
10 erfolgt vorzugsweise hydraulisch wobei die Steuerung elektronisch erfolgt. Bei
Inbetriebnahme wird der Schallkopf 11 senkrecht unter seinen Kantenbereich der Öffnung
23 gefahren. Hierbei wird in der Ausgangsstellung der Haltearm 10 derart mittels
der Welle 6 gedreht, so daß der Schallkopf bis nahezu in
Anlage
an die Abdeckung 22 kommt. Das erste Sonogrammschnittbild wird aufgenommen, während
Welle 6, Haltearm 10, Haltearmbereich 10a mit Schallkopf 11 eine Schwingbewegung
um etwa 1800 durchführt, bis der Schallkopf 11 wiederum nahezu an die Abdeckung
22 anliegt. In der folgenden kurzen Haltepause erfolgt der vorgegebene Vorschub
(oder Rückschub) des Haltearmteils 10a aus dem Haltearm 10, worauf der "Rückschwung"
des Schallkopfes 11 um wiederum nahezu etwa 1800 in seinen um den yorschub veränderte
Ausgangslage unter Aufnahme und Aufzeichnung eines zweiten, dem ersten parallelen
Sonogrammschnittbildes. Die Steuerung des zeitlichen Ablaufs von Ausführung der
Schwingbewegung und des Aus- bzw. Einfahrens des Haltearmteils 10a in/aus dem Haltearm
10 erfolgt in an sich bekannter Weise elektronisch durch 14ikroprozessor. Ebenso
erfolgt Aufnahme und Aufzeichnung sowie Speicherung der Sonogrammschnittbilder im
übrigen in an sich bekannter Weise. Ebenfalls erfolgt bei der Aufnahme des Sonogrammbilds
synchron in an sich bekannter Weise Referenzaufzeichnung der jeweiligen Position
des Schallkopfes 11, wodurch die korrekte Zuordnung der jeweiligen Position des
Schallkopfes 11 zum Zielorgan gewährleistet ist.
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Besonders vorteilhaft ist es, gegenüber der Öffnung 23, also auf
dem Grund des Behälters 21 eine Videokamera 19 zur Aufzeichnung der jeweiligen Position
des Schallkopfes 11 in Bezug auf das Zielorgan angeordnet ist. Auch hierdurch kann
eine zweifelsfreie Zuordnung der einzelnen Sonogrammschnittbilder in Bezug auf das
Zielorgan erfolgen.
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Bei der Ausführungsform gemäß Fig. 2 ist der Haltearm 30 halbkreisförmig
ausgebildet und trägt in seiner Mitte den höhenverstellbaren Schallkopf 11, der
senkrecht unter dem Mittelpunkt der Öffnung 23 angeordnet ist. Die beiden freien
Enden des Haltearms 30 sind in Lagern 5
mittels des Motors 9 drehbar,
wie zuvor beschrieben, gelagert. Der wesentliche Unterschied gegenüber der vorhergehend
beschriebenen Ausführungsform besteht darin, daß die Lager ihrerseits selbst in
einem sich konzentrisch um die Öffnung 23 erstreckenden Lager 40 drehbar angeordnet
sind.
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Dieses sich kreisförmig und konzentrisch um die Öffnung 23 erstreckende
Lager 40 kann gemäß Fig. 2 ein an der Unterseite der Abdeckung 22 konzentrisch um
die Öffnung 23 angebrachtes ringförmiges Bauteil mit umgekehrtes T-Profil sein,
wobei auf dem in den Kreisinnenraum ragenden freien Rand des Bauteils 31 die Lager
5 beispielsweise mittels Rollen 35 drehbar und gleitend gelagert sind.
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An dem nach außen weisenden Bereich 32 des Lagerbauteils 40 ist ein
Motor 33 mit einer Ubertragungsvorrichtung 34, beispielsweise ein Zahnrad angebracht,
mit der der halbkreisförmige Haltearm 30 mit Schallkopf 11 und den Lagern 5 angetrieben
wird. Hierzu sind die Lager 5 in einem zumindest halbkreisförmig ausgebildeten Bauteil
36 mit L-Profil im Querschnitt angeordnet, das eine radial nach außen weisende Unterkante
aufweist, die zum Eingriff mit der Antriebsvorrichtung 34, beispielsweise Zahnrad,
ausgebildet ist.
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Durch diese Konstruktion wird erreicht, daß nicht nur der Schallkopf
11 die früher beschriebene halbkreisförmige Bewegung und Erzeugung eines Sonogrammschnittbildes
ausführen kann, sondern außerdem wird ermöglicht, durch Drehung des halbkreisförmigen
Haltearms 30 mit dein Schallkopf 11 und den Lagern 5 in dem kreisförmigen Lagerbauteil
40 um die Achse senkrecht durch den Mittelpunkt der Ebene der Öffnung 23 Serien
von Sonogrammschnittbildern aufzunehmen, zu speichern etc., die nicht, wie bei
Fig.
1 beschrieben, zueinander parallel, sondern in ihren Ebenen gegeneinander um vorgegebene
Winkelbeträge um die Achse senkrecht durch den Mittelpunkt der Ebene der Öffnung
23 gedreht sind.
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Bei Betrieb durchfährt in analoger Weise zu der Vorrichtung gemäß
Fig. 1 der Haltearm 30 mit dem höhenverstellbaren Schallkopf 11 den beschriebenen
Winkel von etwa 1400 - 1800 worauf eine vorgegebebeWinkelstellung des Haltearms
30 etc. gegenüber der Ausgangsstellung erfolgt und der Haltearm 30 erneut, diesmal
in entgegengesetzter Richtung, die Schwingbewegungen um etwa 1800 ausführt. Der
Antrieb über die Motoren 9 und 31 kann elektronisch in an sich bekannter Weise und
in analoger Weise zu der gemäß Fig. 1 beschriebenen erfolgen. Gleiches gilt für
Aufnahme, Aufzeichnung und Speicherung der Sonogrammschnittbilder und der jeweiligen
Aufzeichnung der relativen Stellung des Schällkopfes 11 zum Zielobjekt, gegebenenfalls
auch wieder durch eine am Boden des Behälters 21 gegenüber der Öffnung 23 angebrachten
Videokamera 19.
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Fig. 3 gibt in einer schrägen Seitenansicht schematisch das halbkreisförmige
Bauteil 36 mit L-förmigen Profil wieder, an dessen Außenwand mehrere Paare Gleitrollen
35 angeordnet sind, über die das Bauteil 36 auf dem nach innen weisenden Rand 31
des kreisförmigen Lagers 40 drehbar ist. Der Antrieb für die Drehbewegung des Bauteils
36 ist bei dieser Darstellung nicht wiedergegeben.
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In der Innenwand sind sich gegenüberliegend die Lager 5 angeordnet,
-in denen der Haltearm 30 mit dem Schallkopf 11 um bis zu 1800 schwenkbar gelagert
ist. Der Antrieb für die Schwingbewegung ist bei dieser Darstellung ebenfalls nicht
wiedergegeben.
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In Fig. 4 wird im Querschnitt durch den Bereich der Lager 5 und 40
der erfindungsgemäßen Vorrichtung gemäß
Fig. 2 schematisch die
Konstruktion für die Schwingbewegung des Haltearms 30 und die Drehbewegung des kreisförmigen
Bauteils 36 mit L-Profil im Querschnitt wiedergegeben. Für den Antrieb der geschilderten
Schwingbewegung des Haltearms 30 ist an dessen oberem Ende im Bereich des Lagers
5 ein Elektromotor 9 angeordnet; der Antrieb des halbkreisförmigen Bauteils 36,
in dem die Lager 5 des Haltearms 30 angeordnet sind, wird in dem ringförmigen Lager
40 auf dem in den Kreis hineinragenden Rand 31 durch den Elektromotor 33 über eine
Antriebsvorrichtung 34, z. B. ein Zahnrad, gedreht, wobei die radial nach außen
weisende Unterkante des Bauteils 36 im L-Profil im Querschnitt zum Eingriff mit
Antriebsrichtung 34 ausgebildet ist.
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Bei der Ausführungsform gemäß Fig. 5 handelt es sich um eine Variation
der Ausführungsform gemäß Fig. 2. Hierbei wird die Schwingbewegung des Haltearms
30 in den Lagern 5 durch den Antriebsmotor 9 in angegebener Weise konstruktionsmäßig
durchgeführt. Die Lager 5 sind bei dieser Ausführungsform in einem gabelförmigen
Bauteil 37 angeordnet, wobei der Teil 37a des Bauteils 37 drehbar und wasserdicht
im Boden des Behälters 21, senkrecht unter dem Mittelpunkt der Ebene der Öffnung
23 gelagert ist. Der durch den Boden des Behälters 21 durchtretende Teil des Bereichs
37a steht mit einer Antriebsvorrichtung 34, beispie#lsweise einem durch den Motor
33 angetriebenen Zahnrad in Eingriff, so daß durch den Motor 33 die# Führung des
Systems um die vertikale Achse erfolgt.
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Das freie Ende des Bauteils 37a ist in dem Stützteil 38 gelagert.
Im übrigen kommt den Bezugszeichen die vorgegebene Bedeutung zu.
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L e e r s e i t e