JP3014453B2 - 生体部位の画像生成表示装置 - Google Patents

生体部位の画像生成表示装置

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JP3014453B2
JP3014453B2 JP6520519A JP52051994A JP3014453B2 JP 3014453 B2 JP3014453 B2 JP 3014453B2 JP 6520519 A JP6520519 A JP 6520519A JP 52051994 A JP52051994 A JP 52051994A JP 3014453 B2 JP3014453 B2 JP 3014453B2
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Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、１次ビームの空間方向に配向された１つの
物体軸上でエコー信号受信機により受信されたエコー信
号の強度の評価が画像生成のために行われ、当該の画像
生成のための評価は、前記エコー信号と検出された別の
画像生成信号との空間的対応づけで行われるように構成
されている、乳腺に向けて配向された超音波ビームのエ
コー信号を用いた女性の乳腺の画像生成表示装置に関す
る。
この形式の画像生成装置は、癌予防における生体部位
の集団検診手法としてますます使用されるようになって
いる。
乳癌の早期発見のために女性の乳腺を規則的に予防検
診するのは、きわめて努力しがいのあるものである。そ
れというのは、工業化された国々では成人女性において
最も頻発する種類の癌であるこの罹病は、流行病として
大きなウェイトを占めており、一般にこの病気の早期発
見は治療を意味してからである。この場合、レントゲン
マモグラフィは１つの既成の方式であって、これはたい
ていの場合、互いに垂直を成すよう配向された２つの平
面で胸部を表示することにより実施される。
超音波診断法は危険のないマモグラフ検診方式であ
り、著しく密集した腺組織（マストパチー）であっても
問題が起らない。それというのは、密集した腺組織中の
腫瘍をソノグラフで良好に表示できるからである。これ
に対し、胸部領域にマストパチーまたはエンドプロテー
ゼをもつ患者の場合、レントゲンマモグラフィでは情報
を提供することはできない。それというのはこの場合、
腫瘍を表示することができないか、あるいは不完全にし
か表示できないからである。
アメリカ合衆国特許第4509368号により公知の超音波
断層撮影法は、冒頭で述べた形式の方法にしたがって動
作する。この場合、反射作用および透過作用により得ら
れた信号が互いに重畳され合う。その際、反射作用およ
び透過作用により得られた信号は互いに垂直に位置して
いる。たしかにその装置構成によりその他の公知の解決
手法とは異なり情報を取り出せるが、しかしそれによっ
ても、この手法で動作する機器が数多く診察室に導入さ
れるには至っていない。この場合、妨げとなっているの
は、機器の構造が著しく複雑であり、多数の音波送信機
と音波受信機が必要とされることであって、このことで
機器の調達に費用がかかり、また、取り扱いも容易では
ない。
さらに、ドイツ連邦共和国特許出願公開第4037387号
公報から次のような方法が公知である。すなわちこの方
法によれば、互いに対向する投射装置から得られた一致
した空間点に対するエコー値が重畳され合い、その結
果、最終的に、投射装置ごとに互いに異なる空間点に対
する信号成分だけが残る。このことにより、音響陰影等
が除去されるので、認識された不均質体の形状ならびに
表面構造に関する情報をいっそう良好に導出できる。し
かしこの方法における欠点は、診断すべき生体部位を互
いに対向する２つの空間方向から検査しなければならな
いことであって、このため音響ヘッドを相応に頻繁に置
き換えなければならないか、あるいははじめから２つの
音響ヘッドが必要とされることである。
国際公開第88/08272号から、癌予防における集団検診
の状況において女性の胸部を検査する方法および装置が
公知である。この装置は、検査すべき組織を照射する赤
外線ビーム源を有する。その際、組織を通って生じた赤
外線ビームの成分がテレビジョンカメラにより受信され
る。これに加えて、組織領域を検査するために超音波変
換装置が設けられている。ここでは２段階の検査プロセ
スが用いられている。徹照法によって疑わしい部位が確
認され、続いて超音波ドップラ方式による所期の検査が
行われる。
アメリカ合衆国特許第4651744号により公知の方法の
場合も、集団検診で適用するには検査領域全体の超音波
検査はコストがかかりすぎるとそこに記載されているこ
とから、この目的は徹照法で検出された障害組織を超音
波によって鑑別することである。
ヨーロッパ特許出願公開第0168559号公報は、超音波
衝撃波による砕石器によって打ち砕こうとする結石の位
置測定に関する。処置すべき結石の動きは、リアルタイ
ム超音波画像生成装置において識別される。この超音波
位置測定システムには、超音波位置測定を補うレントゲ
ン位置測定システムが相関づけられている。しかしこの
場合、レントゲン情報と超音波情報とがじかに重畳され
ることはなく、このことは位置測定であたって行えるも
のでもないし意図されたものでもない。
フランス国特許出願公開第2545349号公報により解剖
学的器官構造のための画像生成方法が開示されており、
この場合、レントゲン画像が別のビーム形式の画像と重
畳される。実例として超音波画像、赤外線画像、または
磁気共鳴画像が挙げられている。重畳の前に、個々の画
像において良好に見ることのできる構造になるよう骨格
化され、つまり対応する構造が本質的なものになるまで
あらわにされ、ないしは重要なもの以外は取り除かれ
る。重畳画像の画素は最初の画像または２番目の画像か
ら取り出される。
もっぱら超音波だけに基づく普及している方法によっ
ても、それ自体で集団検診においても十分に信頼性のあ
る情報を提供できるような成果はこれまで得られなかっ
た。
したがって本発明の課題は、冒頭で述べた形式の方法
ないし該方法を実施するための相応の方法において、超
音波画像から察知できる情報が癌予防（スクリーニン
グ）における集団検診としての超音波診断のために情報
提供能力をもつように、しかもたとえ僅かな経験しかも
たない検査員であってもいっそう簡単に評価できるよう
にすることである。
この課題は、レントゲンビーム、サーモグラフィおよ
び／または徹照により別の信号をトリガする手段と、該
別の信号を固定保持された乳腺において対応づけられた
空間方向で捕捉検出する手段が設けられており、超音波
ビームおよび別の信号のための信号源と信号検出器なら
びに固定された乳腺は、信号がトリガされるときおよび
信号が記録されるとき、規定された既知の空間的位置を
互いに有しており、該既知の空間的位置に基づき、得ら
れた画像の重畳が行われることにより解決される。
本発明の以下の認識に基づくものである。すなわち、
胸部が固定されているときに画像生成情報の直接的また
は間接的な幾何学的重畳を可能にする互いに補完的な関
係にある２つの画像生成プロセスの共働的使用により、
それら２つのプロセスから別個に取り出すことのできる
情報の和よりも著しく大きい重要な情報取得ができるの
である。この場合、生じる累積的ないし相乗的効果が重
要であって、これは、観察者にとっては不完全な幾何学
的構造も、比較的僅かな付加的な要素を追加するだけで
何倍も明瞭に得られることに因るものである。
別の信号として、レントゲンビーム、サーモグラフィ
および／または徹照法によりトリガされる信号が用いら
れる。
有利には、超音波エコーに基づくプロセスとレントゲ
ン透射に基づくプロセスとが、一方のプロセスでは明瞭
には生成されない組織異常が他方のプロセスではそれだ
けいっそう良好に現れるというようにして、相補い合う
プロセスつまり相補的なプロセスを成している。固定さ
れている物体において記録された各画像をそのまま重畳
すると、これにより各画像生成表示が互いに補い合って
悪性領域をほぼ完全に再現する１つの画像が生成され、
その際、この重畳はそれぞれ画像再生の個々の幾何学的
要素または構造の表示にも適用される。
この場合、殊に有利であると判明したのは、レントゲ
ンビームによる負荷は１つの画像平面を生成するために
だけしか必要とされず、したがってもはや−これまでの
レントゲンマモグラフィにおけるように−それぞれ異な
る方向からの２つのレントゲン画像を作成する必要のな
いことである。
検査すべき胸部の同一位置において種々異なる診断方
式を組み合わせることにより、以下の理由からも−従来
のプロセスよりも−いっそう明確な結果を得ることがで
きる。すなわちこれまでは、種々のプロセスにより得ら
れた画像の幾何学的形状を−器官の位置ないし形状がそ
れぞれ異なる記録方向においてそれぞれ異なることで−
互いに対応づけることができなかったからである。これ
に対し上記の両方のプロセスによってはこれまで、たと
えそれらのプロセスがいっしょに適用されたとしても、
直接いっしょに合成して評価できる効果が得られなかっ
た。
さらに本発明による方法にとって重要なことは、ここ
では空間的手法（超音波）による画素が透射において陰
影部形成により得られるものと情報に関して統合化され
ることでもある。この場合、超音波方式によって、陰影
を形成する方式では２次元でしか位置特定されなかった
所見の深さ方向での位置特定が可能となる。本発明の有
利な実施形態によれば、そのつど精確な弁別が行えるよ
う種々異なる画像生成プロセスをそれぞれ異なる段階で
付加的に投入することができる。
たとえば、レントゲンビームによりトリガされた信号
はじかにディジタル形式で記録されるかまたは、一般的
に得られるレントゲンフィルムにより後からディジタル
化される。
信号源が−同時にまたは時間的に順次連続して−物体
の同一面上の空間座標に配置されていれば、有利には、
陰影生成プロセス用の受信プレートを、エコー作用を使
用する画像生成プロセス用の反射面と統合できる。
この方法の別の有利な実施形態によれば、エコー情報
から導出された腫瘍の可能性の高いことを表す信号と別
の信号との論理結合および／または重畳により、たとえ
ば加算結合または乗算結合により、腫瘍の可能性の高い
ことを表す付加情報を得ることができる。これによっ
て、検査の評価にとりわけ関連する区域がはっきりと強
調される。
エコーを生成する信号の１次ビームは、被検査物体に
向けてたとえば連続的に送出されるかまたは、実質的に
等間隔の順序で続く平行なビームが１次ビームとして被
検査物体に向けて送出される。この場合、１次ビーム送
信機は機械的に駆動され、および／または空間的に分配
された複数の１次ビーム送信機がアレイ形式の配置構造
で時間的に順次連続してスキャンしながら同時にも駆動
される。
本発明による方法の別の有利な実施形態によれば、１
次ビーム送信機／エコー信号受信機と、１次ビームの空
間方向に対し垂直に配向され表示領域中に存在する生成
組織の別の領域よりも強く１次ビームをエコー信号とし
て反射する基準面との間に、対象物体を配置し、この物
体を通過して横切った１ビームにおいて１次ビーム送信
機／エコー信号受信機により受信される基準面で反射し
たエコー信号の平均または予期し得る伝播時間および／
または振幅を測定または記録すれば、物体を通過して横
切った１次ビームにおいて１次ビーム送信機／エコー信
号受信機により受信される基準面で反射したエコー信号
の伝播時間および／または振幅を求めることができる。
そしてこの場合、基準面で反射し捕捉検出されたこのエ
コー信号の伝播時間および／または振幅と、基準エコー
信号の伝播時間ないし基準振幅との偏差が、そのエコー
信号の伝播空間方向の領域における腫瘍の可能性に対す
る尺度を成す。このようにして、重畳された複数の信号
から、それ自体でまとまった完全な表示を可能にする最
大限の画像生成情報が得られる。
既述の方法においてとりわけ有利なことはたとえば、
得られた画像データを幾何学的に補正する必要のない点
であって、これはそれらのデータを表示全体に対しその
まま直線的に重畳できるからである。
この場合、一般的な形態において、互いに隣り合う点
で捕捉検出された複数のエコーに対し共通に評価するこ
とで、捕捉検出された信号情報を最大限に利用して基準
面の完全な表示が得られるように、画像表示領域を形成
することができる。
さらにその際、それらの点または領域を２次元または
３次元クラフィック表示−たとえば偽カラー表示−に重
畳すると好適である。
本発明による方法は、コンピュータ断層撮影の形式に
よる空間的画像生成表示にも用いることができる。つま
りこの場合には、被検査生体部位において、連続的また
は実質的に等間隔の順序で順次連続する空間方向で、生
体部位を平面的にカバーする駆動から１次ビームが被検
査生体部位に向けて送出される。
本発明による方法を実施する装置の技術的構成ではそ
れぞれ、信号変換器を成すビーム源ないしビーム受信機
と、所属のプログラムメモリおよび信号変換器への信号
接続路を備えた信号プロセッサが設けられている。
波状ビームにより対象とする生体部位つまり被検査物
体が時間的に順次連続して走査され、その点ではたとえ
ば動きやすい対象物体を固定して据えるのが好適である
ことから、本発明による装置の有利な実施形態では、波
状ビームを実質的に透過させるプレート状の部材と、エ
コー信号を反射する基準面との間に対象物体が配置さ
れ、その際、この部材と基準面とは互いに平行に配向さ
れている。
被検査物体は種々異なる形状をもっている可能性があ
るので、波状ビームを透過させる部材と反射を行う基準
面は、軸線方向位置調節装置を介して互いに結合されて
いる。したがって結合媒体により囲まれている被検査物
体は、やはり結合媒体の設けられている基準面と上記の
部材との間に挿入されてから、位置調節装置を操作する
ことで固体的に締め付けられる。その結果、物体の比較
的大きな領域が上記の部材ないしは基準面とじかに接触
可能になり、このことで物体と上記の部材ないし基準面
との良好な結合が簡単に保証されるようになる。これに
よって超音波信号が通過して横切る領域の厚さは規定さ
れているので、最初から適切なフォーカシングを有する
送／受信機を選ぶことができ、したがって誤測定による
時間の損失が回避される。物体を取り囲む結合媒体は有
利には、物体の形状に整合させることのできる形状を有
するフレシキブルな容器内に設けられている。この容器
は波状ビーム透過性の材料から成り、接合媒体は、この
結合媒体中の波状ビームの音速および／または吸収特性
が被検査物体の生体組織中の波状ビームのそれと実質的
に等しいように構成されている。そしてこのことによ
り、透過性の部材または反応を行う基準面とじかに接触
していない表面を有する物体領域も検査することができ
る。
本発明による装置の有利な実施形態によれば、超音波
送信機／受信機は、波状ビーム透過性のプレート状部材
に当接して固定可能にキャリッジ内に配置されており、
これは被検査物体をその向こう側にある反射を行う基準
面とともに容易に手動でまたはモータ駆動で点ごとに時
間的に順次連続してラスタ状に走査できるよう並進的に
可動に、キャリッジ内に配置されている。ライン状また
はフラット状のアレイ配置構成であれば、必要とされる
運動シーケンスが単純化され、ないしはそれを完全に省
略できる。フラット状アレイとして構成した場合には、
それ自体を押圧面として構成できる。その際、相応の電
子回路を用いることでスキャンしながら制御が行われ
る。
生体部材有利には女性の乳腺を検査する場合にはたと
えば、波状ビーム透過性の部材と反射を行う基準面はそ
れぞれ、隣り合う生体部位に当接する隣接領域において
その部位に形状的に整造されており、たとえば凹面状に
形成された切り欠きを有する隣接エッジが設けられてい
る。
得られた情報の有利な評価形式は、超音波を反射する
基準面をコンピュータ計算によりモニタ上で３次元表示
することであり、それによって高い確率で腫瘍の存在す
る被検査物体の領域サイズを同時に概観することでき
る。このことで、特性情報をただ１つの画像において同
時に表示することができ、その画像をコンピュータの相
応のグラフィック制御手段によって種々異なる視点にお
いて方向づけることができる。
基準面の注目対象領域に属する（対応づけられた）組
織領域の表示を選択することにより、そのつどいっそう
詳細な診断を行える。その際、一部分を拡大（ズーム）
することで注目対象組織区域を別個に再生できるので、
いっそう精確な判定が可能になる。
従属請求項には本発明のその他の有利な実施形態が示
されている。次に図面を参照して本発明の有利な実施形
態について詳細に説明する。
第１図は、本発明による方法を実施するための本発明
による装置の有利な実施形態の断面図である。
第２図は、第１図による装置の斜視図である。
第3a図〜第3d図は、透射による組織不均質体の概略断
面図である。
第4a図〜第4d図は、第3a図〜第3d図に対する種々のエ
コー信号経過特性を表す図である。
第５図は、被検査領域中に腫瘍がある場合の超音波画
像において超音波反射基台を立体的に示す図である。第
６図は、本発明による方法の枠内で信号を処理するため
のプロセッサシステムのブロック回路図である。
第１図の断面図と第２図の斜視図に示されている本発
明による装置の有利な実施形態では、平行平面の２つの
部材すなわちプレート６と部材７とが設けられており、
これらによって被検査物体１が実質的に互いに平行に配
向された２つの面で囲まれている。この場合、部材７は
超音波透過性に構成されているのに対し、プレート６は
超音波を反射する。プレート６と部材７は、軸線方向位
置調節装置８を介して互いに連結されている。調節部材
９と10を用いることで、部材７とプレート６との間隔を
個々に調整できる。以降の説明では以下の３次元の方向
が適用される:xは超音波信号の侵入方向を成し、つまり
時間的に順次連続する超音波エコーに対するｔ軸を成
す。ｙ軸は信号検出における第１の“運動”軸を成し、
つまり断層画像表示のための第２の座標を成す。そして
ｚ軸は信号検出における第２の運動軸を成し、このよう
にして１つの３次元画像を生成することができる。しか
しこの場合、“運動”を機械的に行う必要はなく、直線
的にあるいは平面的に広がっている送／受信機アレイを
用いれば電子的なスキャンにより行える。
１次送信機／エコー信号受信機２は、キャリッジ12内
においてこのキャリッジ12の長手方向軸に沿って可動に
ただし固定可能に配置されている。この装置の有利な実
施形態の場合、キャリッジ12は位置調節装置８の横棒11
とも連続されている。さらにキャリッッジ12は、横棒11
の長手方向軸に沿って移動可能である。１次波送信機／
エコー信号受信機２は部材７の外面に当接しており、こ
れは被検査物体１をスキャンするためにキャリッジ12に
より部材７の全平面上を走行することができる。その
際、１次波送信機／エコー信号受信機２の個々の位置つ
まり空間方向は、手動であるいはステップモータ駆動
で、ないし電子的なスキャン手段により設定調整でき
る。
生体に当接するプレート６ないし部材７のエッジ13に
ないし14は構造的に丸くされており、つまりたとえば凹
面に構成されている。
この有利な実施例が機械的に著しく簡単であるのは、
結合媒体17を含みフレキシブルであって使用される（波
状）ビームを透過させる密閉された容器15によって、任
意の形状を有する被検査物肢体１をいつでも取り囲むこ
とができるからである。容器15は充填ノズル16を介して
充填したり空にしたりすることができる。さらにこの場
合、波状ビームを良好に伝達できるようにする目的で、
結合媒体がプレート６と部材７の上にのみ置かれるよう
にする必要がある。
本発明による方法を実施する装置の図示の実施例の場
合、反射プレート６は同時に、平行な空間方向で有効な
別の画像生成信号のための１つの受信装置を成してお
り、あるいはその種の受信装置と接続されており、ない
しはその種の受信装置のための収容部を成している。
診断方式は、同一位置における物体のレントゲン曝射
ないしはディジタルラジオグラフィによる。これによ
り、見つけ出された不均質体に関するさらに別の情報を
異なる２つの空間方向から得ることができ、同時に有利
には今日一般的な純粋なレントゲン撮影に比べて僅かな
レントゲン負荷でこれを行える。この場合、レントゲン
管20はときおり超音波送／受信装置２の位置へ入ること
ができる。
ビーム束21によりレントゲンビームが示されており、
これは物体１を通って透射され、カセット23内に配置さ
れたレントゲンフィルム22に到達する。この場合、たと
えばカセット23の上方のカバー面はプレート６と同じも
のであり、これは超音波診断用の反射板として用いられ
る。シンボリックに示されている択一的な実施形態の場
合、サーモグラフィプロセス用の感熱面がプレート６の
上面に設けられており、これは破線24で示されている。
この場合、被検査物体１は調節手段８〜10により固定
され、１次波送信機／エコー信号受信機２から出射され
た１次ビーム３が、物体１を通過して横切った後にプレ
ート６によりエコー信号４として反射され、１次波送信
機／エコー信号受信機２により受信される。その際、エ
コー信号４の伝播時間と振幅は、１次波送信機／エコー
信号受信機２と接続された、送出された１次ビーム３の
種々異なる空間方向５のための評価装置により捕捉検出
される。
次に（もしくは同時に）同じ物体の位置において、第
２の画像生成検査プロセスにより最初のものに重畳され
た画像表示が行われ、これにより受信された同じ位置に
おけるデータが補われる。その際、結合媒体17はたとえ
ば、画像を生成するビームに対するこの結果媒体の減衰
または作用に関し通常の生体組織の特性に対応するよう
に設定調整され、したがって画像表示においては中立的
にないしは相殺されて現れる。
別の信号として、レントゲンビームのほかにサーモン
グラフィまたは徹照法によリトリガされる信号も用いら
れ、その際、後者の場合には照射源の光源20と重なる。
たとえば、レントゲンビームによりトリガされる信号
をそのままディジタル形式で記録することができるし、
あるいは一般的に得られるレントゲン写真により−有利
にはスキャンによって−あとからディジタル化すること
ができる。
次に第3a図〜第3d図および第4a図〜第4d図に基づき、
不均質体の境界線のところに生じそれらから生成される
種々異なる信号経過特性について詳細に説明する。
第3a図〜第3d図による断層画像表示の場合、超音波に
より（ｘ方向で）透射されたときの種々の不均質体が示
されており、これに基づいて本発明を明確に示そうとす
るものである。矢印方向で１次ビームの空間方向がそれ
ぞれ示されており、この場合、表示の濃さは得られたエ
コーの数ないし強度に対する尺度を成している。ここで
第3a図〜第3d図にはそれぞれ超音波画像の下側に、付加
的な画像生成プロセスにより得られる信号25が断層画像
表示の水平方向の広がりで示されている。それによれ
ば、超音波信号中の相応の目立った領域における悪性組
織に対する徴候としてそれぞれ濃い部分の現れる様子が
略字されている。しかしこの場合、表示は単に概略的な
ものである可能性がある。たとえばここで、信号の電子
的な後処理からはじめられ、その際、レントゲンフィル
ム上での表示に対し反転が行われる。いずれにせよ、基
本表示だけを取り扱うことができる。
第3a図には、腫瘍のない脂肪組織Ｆと腺体DKを含む物
体が示されている。脂肪組織Ｆは腺体DKよりも僅かなエ
コー密度を有しており、その際、超音波反射プレートＰ
は最大エコー強度を有している。
第3b図には、悪性腫瘍Ｔを有する物体が示されてい
る。その悪性腫瘍はほとんどエコーなく現れ、腫瘍の後
方に左右相称の周縁陰影部を伴っている。
第3c図には、悪性腫瘍Ｔを有する物体が示されてい
る。その悪性腫瘍はほとんどエコーなく現れているが、
第3b図とは異なり腫瘍の後方に平均的な中央陰影部を有
している。
第3d図には、良性の嚢胞Ｚを有する物体が示されてい
る。この嚢胞Ｚは、たいていの嚢胞のようにエコーなく
現れているが、嚢胞の後方中央に音響増大部を伴ってい
る。
第4a図〜第4d図（ｔ軸はｘ軸に対応する）には、第3a
図〜第3d図から得られた種々異なるエコー信号経過特性
がそれぞれ付加的に示されている。透射により動作する
画像生成プロセスの付加的な画像成分は、この図には示
されていない。したがってこの付加的な画像生成プロセ
スには“深さの情報”は含まれていない。それというの
は、これは透射に基づくものだからである。しかし同じ
ことは、超音波検査に因る信号“プレート変位”および
“プレート分解能”についてもあてはまり、これらも３
次元の情報を有していない。
第4a図には基準１次ビーム３′のエコー信号経過特性
が示されており、このビームは腫瘍のない脂肪組織Ｆと
腺体DKとを含む物体を通過して横切っている。ここでは
エコー振幅Ａが時間ｔとともに変化する様子が示されて
おり、つまり１次ビーム送信機／エコー信号受信機から
の距離が増すにつれて変化する様子が示されている。こ
の場合、脂肪組織Ｆは腺体DKよりも僅かな振幅しか有し
ておらず、その際、最大振幅値の領域Paは超音波反射プ
レートの位置を示している。
第4b図には、悪性腫瘍Ｔを通過して横切った１次ビー
ム３のエコー信号経過特性が示されている。この場合、
腫瘍Ｔおよび左右相称の周縁陰影部の領域における振幅
は、周囲の脂肪組織Ｆの領域よりも著しく小さい。さら
にここでわかることは、一方では、プレートにおいて高
められた振幅値Pbの領域までの伝播時間Lbは第4a図によ
るエコー信号の伝播時間Laよりも短くなったことであ
り、他方では、その高められた振幅値Pbは第4a図による
エコー信号経過特性の高められた振幅値Paよりも小さい
ことである。この場合、伝播時間が短くなったことは見
かけ上のプレート変形として現れる。
第4c図には、悪性腫瘍Ｔを通過して横切った１次ビー
ム３のエコー信号経過特性が示されている。この場合、
腫瘍Ｔの領域における振幅は周囲の脂肪組織Ｆの領域よ
りも著しく小さく、平均的中央陰影部は腫瘍Ｔよりも手
前の振幅よりも小さい振幅を有している。ここでわかる
ことは、第4b図の場合とほとんど同じように、一方で
は、プレートにおいて高められた振幅値Pcの領域までの
伝播時間Lcは第4a図によるエコー信号の伝播時間Laより
も短くなったことであり、他方では、その高められた振
幅値Pcは第4a図によるエコー信号経過特性の高められた
振幅値Paよりも小さいことである。
第4d図には、良性の嚢胞を通過して横切った１次ビー
ム３のエコー信号経過特性が示されている。嚢胞Ｚの領
域における振幅はほぼゼロに等しく、中央の音響増大部
は、嚢胞Ｚよりも手前の振幅よりも高められた嚢胞Ｚの
後方の振幅によって示されている。しかしここでもやは
り、プレート６において高められた振幅値Pdの領域まで
の伝播時間Ldは、第4a図によるエコー信号経過特性より
も短くなっていることはわかるが、高められた振幅値Pd
は第4a図によるエコー信号経過特性における高められた
振幅値Paを実質的にさらに超えていることがわかる。
第１の平面に対し垂直に配向されたさらに別の平面で
物体を繰り返しスキャンすることにより、ここには示さ
れていない別の実施例において、求められたエコー信号
経過特性を重畳して結合することで３次元画像を生成で
きる。
エコー信号の伝播時間が短くなる良性の不均質体と悪
性の不均質体とをいっそう良好に区別できるようにする
目的で、第５図には反射プレート６の超音波画像が３次
元で示されている。これにより高い確率で不均質体を予
期できる領域の３次元の輪郭を図示することができる。
そしてこれによって、反射プレート６の歪んだ領域の周
辺輪郭の性質が明らかになり、これにより不均質体の周
辺輪郭の性質に関する情報を形成することができる。研
究の結果、明らかにされたことは、悪性の所見はたいて
い不規則な周辺輪郭を有するのに対し、良性の所見は滑
らかな周辺輪郭を有することである。さらに、音響伝播
方方に対し平行に配向された１次画像の呼び出しによ
り、障害を引き起こす不均質体をじかに観察できるよう
になり、したがっていっそう詳細な特徴づけが可能であ
る。
第５図による３次元表示では、被検査物体中に悪性腫
瘍の存在する場合の超音波反射プレート６が示されてい
る。その際、歪んで示されたプレート６の領域における
輪郭の不規則な性質がはっきりと示されている。さらに
この図には、第２の画像生成プロセスに因る第２のダイ
アグラムが補足されている。その場合もレントゲン照射
により得られる表示が用いられている。その際、周辺輪
郭の性質に基づき、高い確率で悪性の所見を対象として
いることがわかる。さらに、歪んで示された領域を波を
透過させる上方の部材の方向へ投影することにより、悪
性の所見を高い確率で見いだせる被検査体部位の空間的
に制限された領域を求めることができる。
第６図には、本発明による方法のための評価装置の基
本構造がブロック回路図の形式で示されており、この図
の場合、超音波受信ユニット40により受信された超音波
エコーS1がディジタル化された振幅信号としてメモリ42
に書き込まれる。このメモリはたとえば、ディジタル化
された信号を受け入れるシフトレジスタを成している。
別の受信ユニット41は、被検査器官から導出された空間
的に相関される画像生成信号を受信するために用いられ
る。その信号については後で詳細に説明する。シフトレ
ジスタ中に存在する信号は受信されたエコーのディジタ
ル化された振幅値であって、その際、時間遅延装置44が
１つの出力信号を受け取った後、受信が開始され、この
時間遅延装置自体は、超音波信号の送信時点を定める時
間発生器45により起動される。これにより、逆流するそ
のつどの信号が送出される超音波信号パルスに応じてメ
モリ42内に保持される。この場合、ｘ方向（侵入深さ）
におけるディジタル表示は第４図と第５図のものに対応
している。
超音波受信ユニット40は、ラインごとにｙ方向に直線
的に変位させる装置（第３図参照）−これは有利には自
動化して構成することもできる−により、被検査器官に
関しそれぞれ異なる位置に位置決めされる。これによ
り、被検査器官または被検査体部位を層ごとに表示する
ためにラインごとに走査できる。ここには図示されてい
ない本発明による変形実施例において、それぞれ１つの
ライン全体を相応の超音波送／受信機アレイにより同時
に捕捉検出することによっても、ラインごとの走査を行
える。
第６図に示されている実施例は、１つの空間平面内で
順次連続して捕捉検出される信号のための、つまり２次
元領域のための評価回路を表している。同時に２次元で
捕捉検出するためには、１つのライン全体に対し同時に
複数の信号を送出する１つの超音波送／受信機が必要で
あり、他方、３次元の捕捉検出のためには、捕捉検出す
べき別の各々の層のためにこのような装置構成を相応に
多重化しなければならない。したがって、超音波送／受
信機についてはフラット形式のアレイ配置となる。
しかしこの場合も、機械的な運動によらずに捕捉検出
される信号をスキャンしながら走査が行われるため、結
局はそれらの信号の後続処理はやはり順次連続して行わ
れるため、個々の幾何学的平面を捕捉検出する際の動作
モードは結局はそれ相応のものになり、したがってこの
場合も以下の説明に応じた処理を行うことができる。
閾値検出器46により、受信されディジタル化されてシ
フトレジスタ42内に保持されているエコー信号のうち所
定の閾値を超過したものが検出される。これは生体組織
からのエコーの振幅を上回るものであり、強く反射を行
うプレートのエコーを成すものである。この値は平均値
ないし基準値メモリ47に書き込まれる。このメモリに
は、振幅および／またはエコー遅延の時間的平均値、な
いしは閾値を超えたパルスにおいて検出されたエコー遅
延時間の大多数の遅延時間が書き込まれる。図示されて
いる実施例の別の変形実施例において、あらかじめ固定
的に定められた値を基準値として用いることもでき、こ
の値は経験値に基づき得られたものであり、ないしは配
置構成の既知の幾何学的形状から求められたものであ
る。
さらに別の処理段48において検出パルスについて、そ
のパルスが送出されてから経過したエコー時間またはそ
のパルスの振幅と、メモリ47に格納されている基準値と
の差が求められ、介在する生体組織中に存在する物体に
基づき、反射特性に関し“硬質の”プレートのエコーを
変位させるために、あるいはエコー振幅を低減させるた
めに、メモリ49へ転送される。このような仮想的なプレ
ート変形あるいは“エコー低減”により、既述のように
悪性組織の存在に対する徴候として、x,y平面における
１つの点を表す別の局所的な特性信号が形成される。た
だしｘ方向における情報は伴わない。得られた値はメモ
リ49内に保持される。第１の処理ユニット50において、
シフトレジスタ42の出力信号にメモリ49中にある信号が
別の情報として加えられる。このことは、そのために設
けられた付加的なメモリセルにおけるエコー変位の値の
保持ないしはエコー減少により簡単に行える。
信号検出器41から送出されメモリ51内に保持されてい
るx,y平面内の当該の点に対する別の画像生成特性信号
も第２の処理ユニット52において、第１の処理ユニット
50の出力信号としての全体信号に加えられる。そしてこ
の信号もy,z平面で表されるそれぞれ１つの点に相応す
る信号においていっしょに供給される。
この信号メモリ54内に格納される。その際、このメモ
リはマトリクス状に構成されており、ｙ方向の走査ライ
ンに対する前述の付加信号を含む全エコー信号（ｘ軸情
報）を収容する。
第３の処理ユニット55において、ｙ軸の１つの点に対
し得られた全体信号が、先行する時点で収容された別の
信号と相関づけられる。この場合、有利には、ｚ方向に
隣り合う信号が用いられ、その結果、局所的な深層エコ
ー（ｘ方向）、局所的なエコー変位、別の画像生成プロ
セスによる局所的な信号、ならびにｚ方向に隣り合う相
応の信号を重畳することで、隣り合う組織の層に対する
腫瘍の可能性に関する情報が得られる。そしてこの情報
は実際の信号と比較されるかまたはその他のやり方で相
関づけられる。このことで、局所的に捕捉検出された信
号に対し隣り合う信号との比較による信号変化も取り込
むことができる。
ｚ方向の変位における別の信号検出により−相応に処
理された−別の断層画像が得られ、この画像は（実例と
して示しただけの）別のメモリ56〜58に格納される。そ
の結果、これらのメモリの内容をまとめることで、あわ
せて評価可能な３次元の画像が得られる。その際、ｚ方
向に隣り合うメモリロケーションの内容の相関づけによ
って、第３の処理ユニット55の例としてすでに挙げたよ
うに、得られた情報を同様に改善できる。また、それぞ
れ異なる空間方向から捕捉検出された画像の相関づけを
相応に行うこともできるが、もっとも女性の胸部の検査
の場合には、それぞれ異なる空間方向からの信号検出の
ためにそれを空間的に固定するのが前提条件である。
本発明は、その構成に関して先に挙げた有利な実施例
に限定されるものではない。むしろ、基本的に別の形式
の構成であっても既述の解決手段を用いる多数の変形実
施例が考えられる。
フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭57−69850（ＪＰ，Ａ) 特開 昭60−190853（ＪＰ，Ａ) 実開 昭59−137701（ＪＰ，Ｕ) 特表 平２−503870（ＪＰ，Ａ)

Claims (17)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】１次ビームの空間方向に配向された１つの
    物体軸上でエコー信号受信機により受信されたエコー信
    号の強度の評価が画像生成のために行われ、当該の画像
    生成のための評価は、前記エコー信号と検出された別の
    画像生成信号との空間的対応づけで行われるように構成
    されている、 乳腺に向けて配向された超音波ビームのエコー信号を用
    いた女性の乳腺の画像生成表示装置において、 レントゲンビーム、サーモグラフィおよび／または徹照
    により前記別の信号をトリガする手段と、該別の信号を
    固定保持された乳腺において対応づけられた空間方向で
    捕捉検出する手段が設けられており、 前記超音波ビームと前記別の信号のためにそれぞれ１つ
    の信号源と信号検出器が設けられており、固定された乳
    腺は、前記の両方の信号源がトリガされるときおよびエ
    コー信号と別の信号が記録されるとき、前記の信号源お
    よび信号検出器に対し規定された既知の空間的位置を有
    しており、該既知の空間的位置に基づき、得られた画像
    の重畳が行われ、 高い腫瘍可能性を表す付加的な情報を、前記の別の信号
    と、エコー情報から導出された高い腫瘍可能性を特徴づ
    ける信号との加算結合または乗算結合による論理結合お
    よび／または重畳を行うことにより獲得する手段が設け
    られていることを特徴とする、画像生成表示装置。
  2. 【請求項２】実質的に互いに並行に配向された２つのプ
    レートの間に女性の乳腺を固定する手段が設けられてい
    る、請求項１記載の装置。
  3. 【請求項３】レントゲンビームによりトリガされた信号
    をそのままディジタル形式で記録するかまたは、一般的
    に得られるレントゲン写真によりあとからディジタル化
    する手段が設けられている、請求項１または２記載の装
    置。
  4. 【請求項４】前記信号源は同時にまたは時間的に順次連
    続して当該物体の同じ面上の空間座標中に配置されてい
    る、請求項１〜３のいずれか１項記載の装置。
  5. 【請求項５】女性の乳腺（１）に向かって連続的に、ま
    たは実質的に等間隔の順序で隣り合う平行な空間方向
    （５）で、１次ビーム（３）が被検査物体（１）へ送出
    され、 １次ビーム送信機が機械的に駆動され、および／または
    空間的に分配された複数の１ビーム送信機がスキャンし
    ながら時間的に順次連続してまたは同時に駆動される、 請求項１〜４のいずれか１項記載の装置。
  6. 【請求項６】１次ビーム送信機／エコー信号受信機
    （２）と、１次ビーム（３）の空間方向（５）に対し垂
    直に配向され、表示フィールド中に存在する生体組織の
    他の領域よりも強く１次ビーム（３）をエコー信号
    （４）として反射する基準面（６）との間に前記乳腺
    （１）がおかれ、 １次ビーム送信機／エコー信号受信機（２）により受信
    される、前記物体（１）を通過して横切った１次ビーム
    （３′）の、前記基準面（６）により反射されたエコー
    信号（４′）の平均伝播時間または予期される伝播時間
    および／または振幅が基準信号として求められるかまた
    はあらかじめ定められ、 １次ビーム送信機／エコー信号受信機（２）により受信
    される、前記乳腺（１）を通して横切った１次ビーム
    （３）の、前記基準面（６）により反射されたエコー信
    号（４）の伝播時間および／または振幅が求められ、 基準面（６）により反射され捕捉検出された前記エコー
    信号（４）の伝播時間および／または振幅と、基準信号
    （４′）の伝播時間ないし振幅との偏差は、前記エコー
    信号（４）の伝播の空間方向の領域における腫瘍の可能
    性に対する尺度を成す、 請求項１〜５のいずれか１項記載の装置。
  7. 【請求項７】実質的に透過性の第１のプレート状部材
    （７）と第２のプレート状部材（６）との間に、空間的
    に固定された乳腺（１）が配置されている、 請求項１〜６のいずれか１項記載の装置。
  8. 【請求項８】１次ビーム送信機／受信機（２）またはそ
    の他の画像生成信号の信号源が、ビーム透過性の前記第
    １のプレート状部材（７）の近くに適切な間隔をおいて
    配置されており、前記の１次ビーム送信機／受信機
    （２）またはその他の画像生成信号の信号源は、それが
    アレイ形式で配置されていれば前記第１のプレート状部
    材（７）の一部分そのものであり、および／または前記
    第２のプレート状部材（６）に隣り合って前記その他の
    画像生成信号用の受信機（22,23,24）が配置されてい
    る、請求項７記載の装置。
  9. 【請求項９】別の画像生成信号用の受信機は、レントゲ
    ンビームのためのレントゲンフィルム用のカセットまた
    は電子的なレントゲン画像コンバータの形式で構成され
    ており、ディジタル記録のための第２のプレート状部材
    を成す、請求項８記載の装置。
  10. 【請求項１０】第２のプレート状エレメントによりエコ
    ー信号（４）を反射する基準面（６）が構成されてい
    る、請求項７〜９のいずれか１項記載の装置。
  11. 【請求項１１】ビーム透過性の第１のプレート状部材
    （７）と第２のプレート状部材（６）は、軸線方向に機
    械的に動作する位置調節装置（８）を介して互いに結合
    されており、 前記の第１のプレート状部材と第２のプレート状部材
    （６および７）の間隔は調節部材（９および10）により
    調整可能であり、これにより幾何学的な基準量を形成で
    き、 フレキシブルであり波状ビームを透過させる材料から成
    る容器（15）が、前記位置調節装置（８）により空間的
    に固定された乳腺（１）を取り囲んでおり、 前記容器（15）は結合媒体（17）で満たされている、 請求項７〜10のいずれか１項記載の装置。
  12. 【請求項１２】前記結合媒体（17）は、該結合媒体（1
    7）中の波状ビームの音速が被検査物体（１）の生体組
    織中の波状ビームの音速と実質的に一致するように構成
    されており、レントゲンビームの吸収特性において被検
    査組織の吸収特性と一致するように構成されている、請
    求項11記載の装置。
  13. 【請求項１３】物体（１）の平面を走査する１次ビーム
    送信機／信号受信機（２）は、並進的または旋回可能に
    所定の軌道上を可動に、ないしはビーム透過性の部材
    （７）の外面において所定の位置に固定可能に配置され
    ている、請求項７〜12のいずれか１項記載の装置。
  14. 【請求項１４】前記１次ビーム送信機／エコー信号受信
    機（２）は、やはり前記位置調節装置（８）と結合され
    ているキャリッジ上に、該キャリッジ（12）の長手方向
    軸に沿って可動にかつ固定可能に配置されている、請求
    項７〜13のいずれか１項記載の装置。
  15. 【請求項１５】前記１次ビーム送信機／エコー信号受信
    機（２）の位置または該１次ビーム送信機／エコー信号
    受信機（２）を有するキャリッジの位置は、ステッピン
    グモータにより調整可能である、請求項14記載の装置。
  16. 【請求項１６】ビーム透過性の部材（７）と第２のプレ
    ート状の部材（６）は、女性の乳腺を検査するために、
    それぞれ被検査乳腺の周囲において該乳腺に密接する連
    結領域において該領域に形状的に整合されており、また
    は、ビーム透過性の結合媒体（17）を挿入し、凹面に形
    成された切り欠きを有する隣接エッジ（13ないし14）が
    設けられるように構成されている、請求項７〜15のいず
    れか１項記載の装置。
  17. 【請求項１７】１次ビーム送信機／信号受信機（40,4
    1）として信号変換器が設けられており、所属のプログ
    ラムメモリおよび前記信号変換器への信号接続路を備え
    たプロセッサが設けられている、請求項７〜16のいずれ
    か１項記載の装置。
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