WO2009146881A2 - Breast cancer detection device having a fixing cone - Google Patents
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Definitions
- the invention relates to devices and methods for the examination of objects, in particular breast tissue.
- mammograms are made to examine breast tissue. These are characterized by a low accuracy and a high
- US 5,704,355 shows a system for the detection of breast cancer, which uses an antenna in direct contact with the breast.
- the disadvantage here is a low positioning accuracy of the antenna. This allows the breast to slip against the antenna during the examination.
- US 2006/0173307 A1 shows a device for positioning, fixation and ultrasound-based examination of breast tissue.
- the disadvantage here is the low contrast of the resulting images and the high demands on the staff evaluating the images.
- the invention is based on the object, a
- a first device for examining breast tissue comprises a funnel-shaped holder, a microwave transmitter, a microwave receiver, at least one antenna device and a control device.
- An inside of the holder picks up the breast.
- the antenna device is arranged on an outer side of the holder.
- the controller controls the microwave transmitter and the microwave receiver.
- the microwave transmitter sends a microwave signal into the breast by means of the antenna device.
- the microwave receiver receives the microwave signal scattered from the breast by means of the antenna device.
- the controller determines based on the received microwave signal information regarding the breast tissue. Thus, a slippage of the breast can be prevented at high examination quality.
- the antenna device is arranged on the outside of the holder radially around the funnel-shaped holder and / or axially along the funnel-shaped holder.
- the control device preferably controls the position of the antenna device on the outside of the holder.
- the control device focuses by means of the antenna device preferably the emission and / or the Receiving the microwave signal to a location in the chest.
- the examination quality is further increased.
- the device further includes an excitation device.
- the excitation device loads the chest mechanically.
- the control device preferably controls the excitation device.
- additional information concerning the internal structure of the breast can be determined.
- the control device preferably controls the excitation device in such a way that the microwave transmitter sends the microwave signal successively into the breast in at least two different load states of the breast. This ensures an accurate examination with simple operation.
- a second device for the examination of objects includes a microwave transmitter, a microwave receiver, at least one antenna device and a control device.
- the controller controls the microwave transmitter and the
- the microwave transmitter includes a modulation device.
- the microwave transmitter generates a modulated signal by means of the modulation device
- the microwave receiver includes a demodulation device.
- the microwave receiver receives the microwave signal scattered by the object to be examined by means of the antenna device and demodulates it by means of the demodulation device.
- the controller determines information from the modulation of the received microwave signal concerning the object of investigation. Thus, a very high accuracy of the investigation can be achieved.
- the modulation is preferably carried out by means of a pseudorandom sequence. This results in clear results of the investigation.
- the modulated microwave signal is preferably a mobile radio signal, in particular a GSM signal or a UMTS signal.
- a mobile radio signal in particular a GSM signal or a UMTS signal.
- the controller controls the microwave transmitter and the
- the microwave transmitter transmits a first microwave signal into the breast by means of the antenna device.
- the microwave receiver receives the first microwave signal scattered from behind the breast and the chest by means of the antenna device.
- the microwave transmitter transmits a second microwave signal into the breast by means of the antenna device.
- the microwave receiver receives the second microwave signal scattered from the breast by means of the antenna device.
- the control device determines a fault model on the basis of the received first microwave signal.
- the controller corrects the received second microwave signal based on the
- the controller determines based on the corrected second microwave signal information regarding the breast tissue. This allows particularly accurate examination results to be achieved.
- the first microwave signal preferably has a lower frequency than the second microwave signal.
- the first measurement can be done in a very short time. Furthermore, a large penetration depth is achieved. A comparison with known anatomical data regarding the ribs is thus possible.
- the device includes a first microwave transmitter, a first microwave receiver, a second microwave transmitter and a second microwave receiver.
- the first microwave transmitter preferably transmits the first microwave signal.
- the first microwave receiver preferably receives the first microwave signal.
- the second microwave transmitter preferably transmits the second microwave signal.
- the second microwave receiver preferably receives the second microwave signal.
- the device preferably includes a first antenna device and a second antenna device.
- the first antenna device preferably processes the first microwave signal.
- the second antenna device preferably processes the second microwave signal.
- Fig. 1 shows a first embodiment of the device according to the invention
- Fig. 2 shows a second embodiment of the device according to the invention
- FIG. 3 shows a third embodiment of the device according to the invention.
- FIG. 5 shows a fifth embodiment of the device according to the invention.
- FIG. 6 shows a sixth embodiment of the device according to the invention.
- FIGS. 1-6 show a third embodiment of the method according to the invention.
- FIGS. 1-6 show a third embodiment of the method according to the invention.
- FIGS. 8-10 show a third embodiment of the method according to the invention.
- FIG. 1 shows a first embodiment of the device according to the invention.
- An apparatus for examining breast tissue includes an antenna device 10, a microwave transmitter 2, a microwave receiver 3, a controller 4, a funnel-shaped holder 15 and an antenna holder 16.
- the antenna device 10 is electrically connected to the microwave transmitter 2 and the microwave receiver 3.
- the microwave transmitter 2 and the microwave receiver 3 are electrically connected to the
- Control device 4 connected.
- the controller 4 is electrically connected to the antenna holder 16.
- the antenna device 10 is mechanically connected to the antenna holder 16. Furthermore, the antenna device 10 is in contact with the funnel-shaped holder 15 or is located at a small distance to this.
- the breast not to be examined which is not shown here, is received and fixed by the funnel-shaped holder 15.
- the control device 4 causes the microwave transmitter 2 to generate a microwave signal and send it by means of the antenna device 10 through the funnel-shaped holder 15 in the chest.
- the Microwave signal is scattered from the breast and received by the microwave receiver 3 through the funnel-shaped holder 15 by means of the antenna device 10.
- the received signal is forwarded to the control device 4.
- the antenna holder 16 is configured such that the antenna device 10 can be positioned at different positions on the outside of the funnel-shaped holder 15. In this case, the antenna device 10 can be moved axially along the outside of the funnel-shaped holder 15. Furthermore, the antenna device 10 can be moved radially around the outside of the funnel-shaped holder 15 by rotation of the antenna holder 16. In this case, the antenna holder 16 rotates with respect to the funnel-shaped holder 15 and the breast to be examined.
- the antenna device 10 For complete examination of the breast to be examined, the antenna device 10 is successively brought to a plurality of different positions 11, 12, 13 on the outside of the funnel-shaped holder 15. At each position, a measurement is performed. Based on the results of the various measurements, the controller 4 determines information concerning the breast to be examined. For example, the internal structure of the breast to be examined can be determined.
- the antenna device 10 consists of a single antenna, a plurality of individual antennas or an antenna array.
- the higher the number of individual antennas within the antenna device 10, the higher the spatial resolution at a given number of positions 11, 12, 13 of the antenna device 10. 2 a second embodiment of the device according to the invention is shown.
- the embodiment shown here corresponds in large parts to the embodiment shown in FIG.
- the antenna mount 16, the microwave transmitter 2, the microwave receiver 3 and the control device 4 have not been shown here for the sake of clarity.
- the funnel-shaped holder 15 is placed on a breast 20.
- the holder 15 is shown transparent.
- negative pressure which is generated by the line 21, the breast 20 is sucked into the holder 15 and fixed thereto.
- an excitation device 22 is further attached on the outside of the funnel-shaped holder 15.
- the excitation device 22 is designed such that the breast 20 can be subjected to a variable mechanical load. This is achieved, for example, by the excitation device 22 pressing on the breast by means of a punch through a recess in the funnel-shaped holder 15. The passage of the punch through the holder 15 is largely airtight.
- the excitation device 22 is also controlled by the control device 4, not shown here.
- the funnel-shaped holder 15 is placed on the breast 20.
- the trapped between the chest 20 and the funnel-shaped support 15 is air by means of the line 21st evacuated.
- the breast 20 is sucked into the holder 15 and fixed thereto.
- the antenna device 10 is brought into different positions 11, 12, 13 while measurements are being taken.
- a plurality of different load conditions of the chest 20 are prepared and for each load condition a separate measurement is performed. Since different types of tissue, in particular tumors, 20 have different elasticities within the breast, these different types of tissue can be detected by changing mechanical stress on the breast.
- an excitation can be done by means of ultrasound.
- Fig. 3 shows a third embodiment of the device according to the invention. Also, this embodiment largely corresponds to the embodiments shown in Fig. 1 and Fig. 2. For the sake of clarity, only the funnel-shaped holder 15 and the antenna device 30 were shown here.
- Antenna device 30 is embodied here as an antenna array mounted on the outside of the funnel-shaped holder 15.
- An antenna mount 16 is not necessary here since the use of the antenna array makes mechanical movement of the antenna device 30 unnecessary.
- the funnel-shaped holder 15 is held by a holding arm 31 here.
- the holding arm 31 is connected to a base 32.
- the holding arm 31 is used for the secure positioning and fixing of the funnel-shaped holder 15. It can be brought by the operator by hand in position and locked.
- the holding arm 31 has servo motors which enable automated positioning controlled by the control device 4.
- a fourth embodiment of the device according to the invention is shown.
- a two-stage measurement is used to achieve an increased accuracy of the measurement.
- further antenna devices 42, 43, 44, 45 are arranged there.
- the antenna devices 40, 41, 42, 43, 44, 45 are, as shown in Fig. 1, attached to an antenna holder 16, not shown here. As shown there, the individual antenna devices can be brought to different positions on the outside of the funnel-shaped holder 15.
- ribs 46 below the breast 20 are ribs 46 in the rib cage.
- the ribs 46 are made of bone and thus have a considerably greater density than the breast 20.
- Each individual rib has a diameter which is clearly above the resolution limit of the examination. Even under difficult conditions, the ribs are 46 thus easy to detect. From anatomical a priori information, the significant density difference of the ribs 46 and the surrounding tissue is known. The rough position of the ribs 46 below the breast 20 is known. This information is used to increase the accuracy of the investigation.
- the control device 4 causes the microwave transmitter 2 to send a first microwave signal into the breast by means of at least one first antenna device 40.
- a first microwave signal For this first microwave signal, a low microwave frequency is used.
- the first microwave signal penetrates deep into the tissue due to its low frequency. It is scattered by the breast 20 and by the ribs 46.
- the microwave receiver 3 receives the scattered microwave signal by means of the antenna device 40 and forwards it to the control device 4 for evaluation. This measurement is repeated for a plurality of positions of the antenna device 40.
- the controller 4 determines a perturbation model, which primarily contains reflection at the top and bottom of the skin layer surrounding the outside of the breast.
- the control device 4 causes the microwave transmitter 2 or a second, not shown, microwave transmitter to a second Send microwave signal by means of a second antenna device 41 or a plurality of second antenna means 41, 43, 45 in the breast 20.
- the use of a second microwave transmitter reduces the demands on the microwave transmitters, since the microwave transmitters thus each have to spend only a single frequency.
- second antenna devices 41, 43, 45 makes it possible to adapt the antenna devices 41, 43, 45 to the respectively transmitted microwave frequency. This increases the measurement accuracy and reduces the space requirement of the antenna devices 40, 41, 42, 43, 44, 45.
- the second microwave signal has a much higher frequency than the first microwave signal.
- the penetration depth is thus significantly lower.
- a scattering of the second microwave signal at the ribs 46 thus almost no longer occurs.
- the microwave receiver 3 or an alternative unillustrated second microwave receiver receives the second microwave signal by means of the antenna device 41 or antenna devices 41, 43, 45 and forwards it to the control device 4.
- the control device 4 uses the fault model, which was generated on the basis of the received first microwave signal, to correct the received second microwave signal. This can be used to compensate for disturbing influences, eg of the skin layer. Based on the corrected second microwave signal, the control device 4 finally determines information regarding the breast to be examined.
- Fig. 5 shows a fifth embodiment of the device according to the invention. This embodiment is particularly concerned with the repeated accurate positioning of the funnel-shaped holder 15 on the breast 20.
- markings 51 are applied to the breast 20 or in the vicinity of the breast 20. This is advantageously done by means of a long-lasting color.
- a camera 50 is mounted on its front side, which looks through an air-tightly closed opening in the holder 15 in the direction of the breast 20.
- the marks 51 in the current image of the camera are compared with recorded images.
- An identical position of the markers 51 is made by either manual or automatic positioning of the holder 15.
- FIG. 6 a sixth embodiment of the device according to the invention is shown.
- the embodiment shown here largely corresponds to the embodiment shown in FIG. Of the
- microwave transmitter 2 additionally includes a modulation device 5.
- the microwave receiver additionally includes a demodulation device 6.
- the modulation device modulates the microwave signal prior to transmission with a known signal, preferably with a pseudorandom sequence (PN sequence).
- PN sequence pseudorandom sequence
- the use of a mobile radio signal, in particular a GSM or UMTS signal is possible.
- the signal used for the modulation is not periodic or has a period length which is significantly greater than the longest transmission time from the microwave transmitter 2 to the microwave receiver 3.
- the modulated signal is sent from the microwave transmitter 2 into the chest. It is scattered from the breast. However, the breast is not homogeneous in structure. This leads to a superposition of several scattered microwave signals at the microwave receiver 3. Die
- Demodulation device 6 in the microwave receiver 3 performs a demodulation of the signal.
- a comparison of the transmitted microwave signal and the received microwave signal it is thus possible to deduce the internal structure of the breast.
- a temporal resolution of the scattered microwave signals is possible by the modulation.
- a correlation of the transmitted and the received microwave signal enables the determination of discrete scattering objects. This will be explained in more detail with reference to FIG. 7.
- Fig. 7 shows several exemplary waveforms.
- the first signal 70 corresponds to the modulation of a first microwave signal transmitted to the breast. Only the Values 1 and 0 are present. They are arranged in a random way.
- the second signal 71 corresponds to the first signal 70 scattered by a first scattering object
- the signal differs from the first signal 70 by a time shift which is less than one sample period. In the presentation, the signals do not differ. The scatter object is thus very close to the antenna.
- the third signal 72 corresponds to the first signal 70 scattered by a second scattering object.
- the signal differs from the first signal 70 by a time shift of 3 time units.
- the scattering object is thus at a certain distance from the antenna.
- the fourth signal 73 corresponds to the first signal 70 scattered by a third scattering object.
- the signal differs from the first signal 70 by a time shift of 4 time units.
- the scattering object is thus at a certain distance from the antenna.
- the fifth signal 74 corresponds to the sum signal applied to the microwave receiver of the three scattered signals 71 to 73.
- the summation signal was scaled again to the values 0 to 1.
- intermediate values occur on.
- the signal shape of the original signal 70 can still be recognized.
- the value transitions are smooth.
- the correlation signal 75 shows the result of such correlation.
- the correlation maximum is offset by one time unit. This results in maxima of the correlation signal at the values 1, 4 and 5, which corresponds to the correlation maxima at the values 0, 3 and 4. From the correlation can thus be concluded on the time shift and thus on the position of the scattering objects.
- FIG. 8 shows a first exemplary embodiment of the method according to the invention.
- a funnel-shaped support is positioned over the patient's chest. For this purpose, for example, markings on the breast are detected with a camera and brought into coincidence with a reference recording.
- the holder is placed on the chest.
- the holder is fixed to the chest. This is done, for example, by means of a negative pressure generated within the holder. This one will evacuated by evacuating the space between the chest and the bracket.
- a focusing or positioning of an antenna is performed.
- microwave radiation transmitted or received by the antenna is concentrated to a specific volume of space within the breast. This can be done either by a physical movement of one or more antennas or by the use of several phase-shifter interconnected non-movable antennas.
- a microwave signal is sent into the breast by means of the antenna. The breast scatters the microwave signal. The microwave signal is received by the antenna.
- the fourth step 83 and fifth step 84 are repeated for a plurality of volume volumes within the breast.
- the received microwave signals are evaluated in a sixth step 85. This information is determined regarding the internal structure of the breast.
- Fig. 9 shows a second embodiment of the method according to the invention.
- This embodiment corresponds in part to the embodiment shown in Fig. 8.
- the steps 80 to 82 of FIG. 8 can optionally be preceded by the steps shown here.
- a microwave signal is modulated.
- the modulation takes place with a pseudorandom sequence (PN sequence).
- PN sequence pseudorandom sequence
- the use of a GSM signal or a UMTS signal or other mobile radio signal, in particular CDMA signal is possible. If it is a periodic sequence, the period length is significantly longer than twice the transmission time between the antenna and the chest.
- the modulated microwave signal is sent to the breast.
- the modulated microwave signal is scattered from the breast and received by the antenna.
- the scattered microwave signal is demodulated. Steps 90-93 are repeated for a variety of volumes within the breast.
- the received modulated microwave signal is evaluated. By correlating the transmitted modulated microwave signal and the received modulated microwave signal, temporal resolution can be achieved. This makes it possible to differentiate between different scatter objects.
- a third embodiment of the method according to the invention is shown. This embodiment corresponds in part to the embodiment shown in Fig. 8. Thus, the steps 80 to 82 of FIG. 8 can optionally be preceded by the steps shown here.
- a first step 100 positioning of an antenna or focusing takes place. This step corresponds to step 83 of FIG. 8.
- a second step 101 a first step 100
- Microwave signal sent to the chest The first microwave signal is scattered from the chest and underlying ribs.
- the microwave signal scattered from the breast is received.
- a third step 102 based on the received scattered first
- Microwave signal determines a disorder model of the breast. This includes anatomical information, such as the typical bone density and the significant density change between the ribs and the surrounding tissue.
- a second microwave signal is sent to the breast.
- the second microwave signal is preferably higher in frequency than the first microwave signal. It thus has a lower penetration depth, but higher possible spatial resolution.
- the second microwave signal is scattered from the chest. Only negligible signal components reach the ribs.
- the second microwave signal scattered from the breast is received. Steps 100-103 are repeated for a plurality of volumes of space within the breast.
- the received second microwave signals are corrected on the basis of the perturbation model or perturbation models.
- the corrected second microwave signals are evaluated. Information concerning the internal structure of the breast is thus generated.
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Abstract
The invention relates to a device for the examination of breast tissue, comprising a cone-shaped holder (15), a microwave transmitter (2), a microwave receiver (3), at least one antenna device (10), and one controller (4). An interior side of the holder (15) accommodates the breast. The antenna device (10) is disposed on an exterior side of the holder (15). The controller (4) controls the microwave transmitter (2) and the microwave receiver (3). The microwave transmitter (2) transmits a microwave signal into the breast by means of the antenna device (10). By means of the antenna device (10), the microwave receiver (3) receives the microwave signal scattered by the breast. The controller (4) determines information about the breast tissue based on the microwave signal received.
Description
Brustkrebserkennung mit Fixierungstrichter Breast cancer detection with fixation funnel
Die Erfindung betrifft Vorrichtungen und Verfahren zur Untersuchung von Objekten, insbesondere von Brustgewebe.The invention relates to devices and methods for the examination of objects, in particular breast tissue.
Herkömmlich werden zur Untersuchung von Brustgewebe Mammographien angefertigt. Diese zeichnen sich jedoch durch eine geringe Genauigkeit und eine hoheTraditionally, mammograms are made to examine breast tissue. These are characterized by a low accuracy and a high
Strahlenbelastung der Patientin aus. Weiterhin ist die Nutzung von Mikrowellenstrahlung zur Untersuchung von Brustgewebe bekannt.Radiation exposure of the patient. Furthermore, the use of microwave radiation for the examination of breast tissue is known.
So zeigt die US 5,704,355 ein System zur Detektion von Brustkrebs, welches eine Antenne im direkten Kontakt mit der Brust einsetzt. Nachteilhaft ist hier eine geringe Positionierungsgenauigkeit der Antenne. So kann die Brust während der Untersuchung gegenüber der Antenne verrutschen.Thus, US 5,704,355 shows a system for the detection of breast cancer, which uses an antenna in direct contact with the breast. The disadvantage here is a low positioning accuracy of the antenna. This allows the breast to slip against the antenna during the examination.
Weiterhin ist die Nutzung von Ultraschall zur Untersuchung von Brustgewebe bekannt. So zeigt die US 2006/0173307 Al eine Vorrichtung zur Positionierung, Fixierung und ultraschallbasierten Untersuchung von Brustgewebe.Furthermore, the use of ultrasound for the examination of breast tissue is known. Thus, US 2006/0173307 A1 shows a device for positioning, fixation and ultrasound-based examination of breast tissue.
Nachteilhaft sind hier jedoch der geringe Kontrast der resultierenden Bilder und die hohen Anforderungen an das die Bilder auswertende Personal.However, the disadvantage here is the low contrast of the resulting images and the high demands on the staff evaluating the images.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, eineThe invention is based on the object, a
Vorrichtung und ein Verfahren zu schaffen, welche eine zuverlässige, genaue und geringe Anforderungen an das Bedienpersonal stellende Untersuchung von Brustgewebe ermöglichen.
Die Aufgabe wird erfindungsgemäß für die Vorrichtungen durch die Merkmale der unabhängigen Ansprüche 1, 6 und 9 und für die Verfahren durch die Merkmale des unabhängigen Anspruchs 13 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen sind Gegenstand der hierauf rückbezogenen Unteransprüche.To provide a device and a method which allow a reliable, accurate and low demands on the operator-facing examination of breast tissue. The object is achieved according to the invention for the devices by the features of independent claims 1, 6 and 9 and for the methods by the features of independent claim 13. Advantageous developments are the subject of the dependent claims.
Eine erste erfindungsgemäße Vorrichtung zur Untersuchung von Brustgewebe beinhaltet eine trichterförmige Halterung, einen Mikrowellensender, einen Mikrowellenempfänger, zumindest eine Antenneneinrichtung und eine Steuerungseinrichtung. Eine Innenseite der Halterung nimmt die Brust auf. Die Antenneneinrichtung ist an einer Außenseite der Halterung angeordnet. Die Steuerungseinrichtung steuert den Mikrowellensender und den Mikrowellenempfänger. Der Mikrowellensender sendet mittels der Antenneneinrichtung ein Mikrowellensignal in die Brust. Der Mikrowellenempfänger empfängt das von der Brust gestreute Mikrowellensignal mittels der Antenneneinrichtung. Die Steuerungseinrichtung bestimmt anhand des empfangenen Mikrowellensignals Informationen das Brustgewebe betreffend. So kann ein Verrutschen der Brust bei hoher Untersuchungsqualität verhindert werden.A first device according to the invention for examining breast tissue comprises a funnel-shaped holder, a microwave transmitter, a microwave receiver, at least one antenna device and a control device. An inside of the holder picks up the breast. The antenna device is arranged on an outer side of the holder. The controller controls the microwave transmitter and the microwave receiver. The microwave transmitter sends a microwave signal into the breast by means of the antenna device. The microwave receiver receives the microwave signal scattered from the breast by means of the antenna device. The controller determines based on the received microwave signal information regarding the breast tissue. Thus, a slippage of the breast can be prevented at high examination quality.
Vorzugsweise ist die Antenneneinrichtung an der Außenseite der Halterung radial um die trichterförmige Halterung und/oder axial entlang der trichterförmigen Halterung beweglich angeordnet. Die Steuerungseinrichtung steuert bevorzugt die Position der Antenneneinrichtung an der Außenseite der Halterung. So wird eine hohe dreidimensionale Ortsauflösung der Untersuchung erreicht.Preferably, the antenna device is arranged on the outside of the holder radially around the funnel-shaped holder and / or axially along the funnel-shaped holder. The control device preferably controls the position of the antenna device on the outside of the holder. Thus, a high three-dimensional spatial resolution of the investigation is achieved.
Die Steuerungseinrichtung fokussiert mittels der Antenneneinrichtung bevorzugt das Aussenden und/oder das
Empfangen des Mikrowellensignals auf einen Ort in der Brust. So wird die Untersuchungsqualität weiter erhöht.The control device focuses by means of the antenna device preferably the emission and / or the Receiving the microwave signal to a location in the chest. Thus, the examination quality is further increased.
Bevorzugt beinhaltet die Vorrichtung weiterhin eine Anregungseinrichtung. Die Anregungseinrichtung belastet die Brust mechanisch. Bevorzugt steuert die Steuerungseinrichtung die Anregungseinrichtung. So können zusätzliche, die innere Struktur der Brust betreffende Informationen bestimmt werden.Preferably, the device further includes an excitation device. The excitation device loads the chest mechanically. The control device preferably controls the excitation device. Thus, additional information concerning the internal structure of the breast can be determined.
Die Steuerungseinrichtung steuert die Anregungseinrichtung bevorzugt derart, dass der Mikrowellensender das Mikrowellensignal nacheinander bei zumindest zwei unterschiedlichen Belastungszuständen der Brust in die Brust sendet. So wird bei einfacher Bedienung eine genaue Untersuchung gewährleistet.The control device preferably controls the excitation device in such a way that the microwave transmitter sends the microwave signal successively into the breast in at least two different load states of the breast. This ensures an accurate examination with simple operation.
Eine zweite erfindungsgemäße Vorrichtung zur Untersuchung von Objekten beinhaltet einen Mikrowellensender, einen Mikrowellenempfänger, zumindest eine Antenneneinrichtung und einer Steuerungseinrichtung. Die Steuerungseinrichtung steuert den Mikrowellensender und denA second device according to the invention for the examination of objects includes a microwave transmitter, a microwave receiver, at least one antenna device and a control device. The controller controls the microwave transmitter and the
Mikrowellenempfänger. Der Mikrowellensender beinhaltet eine Modulationseinrichtung. Der Mikrowellensender erzeugt mittels der Modulationseinrichtung ein moduliertesMicrowave receiver. The microwave transmitter includes a modulation device. The microwave transmitter generates a modulated signal by means of the modulation device
Mikrowellensignal, dessen Modulation sich über der Zeit verändert, und sendet es in das zu untersuchende Objekt. Der Mikrowellenempfänger beinhaltet eine Demodulationseinrichtung. Der Mikrowellenempfänger empfängt das von dem zu untersuchenden Objekt gestreute Mikrowellensignal mittels der Antenneneinrichtung und demoduliert es mittels der Demodulationseinrichtung. Die Steuerungseinrichtung bestimmt aus der Modulation des empfangenen Mikrowellensignals Informationen das zu
untersuchende Objekt betreffend. So kann eine sehr hohe Genauigkeit der Untersuchung erreicht werden.Microwave signal, whose modulation changes over time, and sends it into the object to be examined. The microwave receiver includes a demodulation device. The microwave receiver receives the microwave signal scattered by the object to be examined by means of the antenna device and demodulates it by means of the demodulation device. The controller determines information from the modulation of the received microwave signal concerning the object of investigation. Thus, a very high accuracy of the investigation can be achieved.
Die Modulation erfolgt bevorzugt mittels einer Pseudo- Zufalls-Sequenz. So werden eindeutige Ergebnisse der Untersuchung erzielt.The modulation is preferably carried out by means of a pseudorandom sequence. This results in clear results of the investigation.
Das modulierte Mikrowellensignal ist bevorzugt ein Mobilfunksignal, insbesondere ein GSM-Signal oder ein UMTS-Signal. So können einfach verfügbare Standardkomponenten eingesetzt werden.The modulated microwave signal is preferably a mobile radio signal, in particular a GSM signal or a UMTS signal. Thus, easily available standard components can be used.
Eine dritte erfindungsgemäße Vorrichtung zur Untersuchung von Brustgewebe beinhaltet einen Mikrowellensender, einen Mikrowellenempfänger, zumindest eine Antenneneinrichtung und eine Steuerungseinrichtung. Die Steuerungseinrichtung steuert den Mikrowellensender und denA third device according to the invention for examining breast tissue comprises a microwave transmitter, a microwave receiver, at least one antenna device and a control device. The controller controls the microwave transmitter and the
Mikrowellenempfänger. Der Mikrowellensender sendet mittels der Antenneneinrichtung ein erstes Mikrowellensignal in die Brust. Der Mikrowellenempfänger empfängt das von hinter der Brust liegenden Rippen und der Brust gestreute erste Mikrowellensignal mittels der Antenneneinrichtung. Der Mikrowellensender sendet mittels der Antenneneinrichtung ein zweites Mikrowellensignal in die Brust. Der Mikrowellenempfänger empfängt das von der Brust gestreute zweite Mikrowellensignal mittels der Antenneneinrichtung. Die Steuerungseinrichtung bestimmt anhand des empfangenen ersten Mikrowellensignals ein Störungsmodell. Die Steuerungseinrichtung korrigiert das empfangene zweite Mikrowellensignal anhand desMicrowave receiver. The microwave transmitter transmits a first microwave signal into the breast by means of the antenna device. The microwave receiver receives the first microwave signal scattered from behind the breast and the chest by means of the antenna device. The microwave transmitter transmits a second microwave signal into the breast by means of the antenna device. The microwave receiver receives the second microwave signal scattered from the breast by means of the antenna device. The control device determines a fault model on the basis of the received first microwave signal. The controller corrects the received second microwave signal based on the
Störungsmodells. Die Steuerungseinrichtung bestimmt anhand des korrigierten zweiten Mikrowellensignals Informationen das Brustgewebe betreffend. So können besonders genaue Untersuchungsergebnisse erzielt werden.
Das erste Mikrowellensignal weist bevorzugt eine geringere Frequenz auf als das zweite Mikrowellensignal. So kann die erste Messung in sehr geringer Zeit erfolgen. Weiterhin wird eine große Eindringtiefe so erreicht. Ein Abgleich mit bekannten anatomischen Daten die Rippen betreffend ist so möglich.Fault model. The controller determines based on the corrected second microwave signal information regarding the breast tissue. This allows particularly accurate examination results to be achieved. The first microwave signal preferably has a lower frequency than the second microwave signal. Thus, the first measurement can be done in a very short time. Furthermore, a large penetration depth is achieved. A comparison with known anatomical data regarding the ribs is thus possible.
Bevorzugt beinhaltet die Vorrichtung einen ersten Mikrowellensender, einen ersten Mikrowellenempfänger, einen zweiten Mikrowellensender und einen zweiten Mikrowellenempfänger. Der erste Mikrowellensender sendet bevorzugt das erste Mikrowellensignal. Der erste Mikrowellenempfänger empfängt bevorzugt das erste Mikrowellensignal. Der zweite Mikrowellensender sendet bevorzugt das zweite Mikrowellensignal. Der zweite Mikrowellenempfänger empfängt bevorzugt das zweite Mikrowellensignal. So werden besonders hohe Genauigkeiten der Untersuchungsergebnisse bei geringen Messzeiten und geringen Komponentenkosten erzielt, da auf bestimmte Frequenzen abgestimmte Komponenten eingesetzt werden können.Preferably, the device includes a first microwave transmitter, a first microwave receiver, a second microwave transmitter and a second microwave receiver. The first microwave transmitter preferably transmits the first microwave signal. The first microwave receiver preferably receives the first microwave signal. The second microwave transmitter preferably transmits the second microwave signal. The second microwave receiver preferably receives the second microwave signal. Thus, particularly high accuracies of the examination results are achieved with short measuring times and low component costs, since components tailored to specific frequencies can be used.
Die Vorrichtung beinhaltet bevorzugt eine erste Antenneneinrichtung und eine zweite Antenneneinrichtung. Bevorzugt verarbeitet die erste Antenneneinrichtung das erste Mikrowellensignal. Bevorzugt verarbeitet die zweite Antenneneinrichtung das zweite Mikrowellensignal. So werden besonders hohe Genauigkeiten der Untersuchungsergebnisse bei geringen Messzeiten und geringen Komponentenkosten erzielt, da auf bestimmte Frequenzen abgestimmte Komponenten eingesetzt werden können.
Nachfolgend wird die Erfindung anhand der Zeichnung, in der vorteilhafte Ausführungsbeispiele der Erfindung dargestellt sind, beispielhaft beschrieben. In der Zeichnung zeigen:The device preferably includes a first antenna device and a second antenna device. The first antenna device preferably processes the first microwave signal. The second antenna device preferably processes the second microwave signal. Thus, particularly high accuracies of the examination results are achieved with short measuring times and low component costs, since components tailored to specific frequencies can be used. The invention will be described by way of example with reference to the drawing, in which advantageous embodiments of the invention are shown. In the drawing show:
Fig. 1 ein erstes Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Vorrichtung;Fig. 1 shows a first embodiment of the device according to the invention;
Fig. 2 ein zweites Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Vorrichtung;Fig. 2 shows a second embodiment of the device according to the invention;
Fig. 3 ein drittes Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Vorrichtung;3 shows a third embodiment of the device according to the invention;
Fig. 4 ein viertes Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Vorrichtung;4 shows a fourth embodiment of the device according to the invention;
Fig. 5 ein fünftes Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Vorrichtung;5 shows a fifth embodiment of the device according to the invention;
Fig. 6 ein sechstes Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Vorrichtung;6 shows a sixth embodiment of the device according to the invention;
Fig. 7 mehrere beispielhafte Signalverläufe;7 shows several exemplary signal waveforms;
Fig. 8 ein erstes Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Verfahrens;8 shows a first embodiment of the method according to the invention;
Fig. 9 ein zweites Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Verfahrens, und9 shows a second embodiment of the method according to the invention, and
Fig. 10 ein drittes Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Verfahrens.
Zunächst wird anhand der Fig. 1 - 6 der Aufbau und die Funktionsweise der erfindungsgemäßen Vorrichtung erläutert. Mittels Fig. 7 wird anschließend die Funktionsweise einer speziellen Ausgestaltung veranschaulicht. Anhand der Fig. 8 - 10 wird abschließend die Funktionsweise verschiedener Ausführungsbeispiele des erfindungsgemäßen Verfahrens gezeigt. Identische Elemente wurden in ähnlichen Abbildungen zum Teil nicht wiederholt dargestellt und beschrieben.10 shows a third embodiment of the method according to the invention. First, the structure and operation of the device according to the invention will be explained with reference to FIGS. 1-6. By means of Fig. 7, the operation of a specific embodiment is then illustrated. The mode of operation of various embodiments of the method according to the invention is finally shown with reference to FIGS. 8-10. Identical elements have not been repeatedly shown and described in similar figures.
Fig. 1 zeigt ein erstes Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Vorrichtung. Eine Vorrichtung zur Untersuchung von Brustgewebe beinhaltet eine Antenneneinrichtung 10, einen Mikrowellensender 2, einen Mikrowellenempfänger 3, eine Steuerungseinrichtung 4, eine trichterförmige Halterung 15 und einer Antennenhalterung 16. Die Antenneneinrichtung 10 ist elektrisch mit dem Mikrowellensender 2 und dem Mikrowellenempfänger 3 verbunden. Der Mikrowellensender 2 und der Mikrowellenempfänger 3 sind elektrisch mit derFig. 1 shows a first embodiment of the device according to the invention. An apparatus for examining breast tissue includes an antenna device 10, a microwave transmitter 2, a microwave receiver 3, a controller 4, a funnel-shaped holder 15 and an antenna holder 16. The antenna device 10 is electrically connected to the microwave transmitter 2 and the microwave receiver 3. The microwave transmitter 2 and the microwave receiver 3 are electrically connected to the
Steuereinrichtung 4 verbunden. Die Steuerungseinrichtung 4 ist elektrisch mit der Antennenhalterung 16 verbunden. Die Antenneneinrichtung 10 ist mechanisch mit der Antennenhalterung 16 verbunden. Weiterhin steht die Antenneneinrichtung 10 in Kontakt mit der trichterförmigen Halterung 15 oder befindet sich in geringem Abstand zu dieser.Control device 4 connected. The controller 4 is electrically connected to the antenna holder 16. The antenna device 10 is mechanically connected to the antenna holder 16. Furthermore, the antenna device 10 is in contact with the funnel-shaped holder 15 or is located at a small distance to this.
Die hier nicht dargestellte zu untersuchende Brust wird von der trichterförmigen Halterung 15 aufgenommen und fixiert. Die Steuerungseinrichtung 4 veranlasst den Mikrowellensender 2 dazu, ein Mikrowellensignal zu erzeugen und mittels der Antenneneinrichtung 10 durch die trichterförmige Halterung 15 in die Brust zu senden. Das
Mikrowellensignal wird von der Brust gestreut und durch die trichterförmige Halterung 15 mittels der Antenneneinrichtung 10 von den Mikrowellenempfänger 3 empfangen. Das empfangene Signal wird an die Steuerungseinrichtung 4 weitergeleitet.The breast not to be examined, which is not shown here, is received and fixed by the funnel-shaped holder 15. The control device 4 causes the microwave transmitter 2 to generate a microwave signal and send it by means of the antenna device 10 through the funnel-shaped holder 15 in the chest. The Microwave signal is scattered from the breast and received by the microwave receiver 3 through the funnel-shaped holder 15 by means of the antenna device 10. The received signal is forwarded to the control device 4.
Die Antennenhalterung 16 ist derart ausgestaltet, das die Antenneneinrichtung 10 an unterschiedlichen Positionen der Außenseite der trichterförmigen Halterung 15 positioniert werden kann. Dabei kann die Antenneneinrichtung 10 axial entlang der Außenseite der trichterförmigen Halterung 15 bewegt werden. Weiterhin kann die Antenneneinrichtung 10 durch Rotation der Antennenhalterung 16 radial um die Außenseite der trichterförmigen Halterung 15 bewegt werden. Dabei rotiert die Antennenhalterung 16 gegenüber der trichterförmigen Halterung 15 und der zu untersuchenden Brust.The antenna holder 16 is configured such that the antenna device 10 can be positioned at different positions on the outside of the funnel-shaped holder 15. In this case, the antenna device 10 can be moved axially along the outside of the funnel-shaped holder 15. Furthermore, the antenna device 10 can be moved radially around the outside of the funnel-shaped holder 15 by rotation of the antenna holder 16. In this case, the antenna holder 16 rotates with respect to the funnel-shaped holder 15 and the breast to be examined.
Zur vollständigen Untersuchung der zu untersuchenden Brust wird die Antenneneinrichtung 10 nacheinander an mehrere unterschiedliche Positionen 11, 12, 13 auf der Außenseite der trichterförmigen Halterung 15 gebracht. An jeder Position wird eine Messung durchgeführt. Anhand der Ergebnisse der verschiedenen Messungen bestimmt die Steuerungseinrichtung 4 Informationen die zu untersuchende Brust betreffend. So kann beispielsweise die innere Struktur der zu untersuchenden Brust bestimmt werden.For complete examination of the breast to be examined, the antenna device 10 is successively brought to a plurality of different positions 11, 12, 13 on the outside of the funnel-shaped holder 15. At each position, a measurement is performed. Based on the results of the various measurements, the controller 4 determines information concerning the breast to be examined. For example, the internal structure of the breast to be examined can be determined.
Die Antenneneinrichtung 10 besteht aus einer einzelnen Antenne, aus einer Mehrzahl einzelner Antennen oder aus einem Antennenarray . Je höher die Anzahl der einzelnen Antennen innerhalb der Antenneneinrichtung 10 ist, um so höher ist die Ortsauflösung bei einer gegebenen Anzahl an Position 11, 12, 13 der Antenneneinrichtung 10.
In Fig. 2 wird ein zweites Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Vorrichtung dargestellt. Das hier gezeigte Ausführungsbeispiel entspricht in großen Teilen dem in Fig. 1 gezeigten Ausführungsbeispiel. Die Antennenhalterung 16, der Mikrowellensender 2, der Mikrowellenempfänger 3 und die Steuerungseinrichtung 4 wurden hier der Übersichtlichkeit halber nicht dargestellt.The antenna device 10 consists of a single antenna, a plurality of individual antennas or an antenna array. The higher the number of individual antennas within the antenna device 10, the higher the spatial resolution at a given number of positions 11, 12, 13 of the antenna device 10. 2, a second embodiment of the device according to the invention is shown. The embodiment shown here corresponds in large parts to the embodiment shown in FIG. The antenna mount 16, the microwave transmitter 2, the microwave receiver 3 and the control device 4 have not been shown here for the sake of clarity.
Die trichterförmige Halterung 15 ist auf einer Brust 20 aufgesetzt. Der Übersichtlichkeit halber ist die Halterung 15 transparent dargestellt. Mittels Unterdruck, welcher durch die Leitung 21 erzeugt wird, wird die Brust 20 in die Halterung 15 gesaugt und an dieser fixiert. EinThe funnel-shaped holder 15 is placed on a breast 20. For the sake of clarity, the holder 15 is shown transparent. By means of negative pressure, which is generated by the line 21, the breast 20 is sucked into the holder 15 and fixed thereto. One
Verrutschen der Brust 20 innerhalb der trichterförmigen Halterung 15 während der Untersuchung wird dadurch ausgeschlossen. Auf der Außenseite der trichterförmigen Halterung 15 ist weiterhin eine Anregungseinrichtung 22 angebracht. Die Anregungseinrichtung 22 ist derart ausgestaltet, dass die Brust 20 einer variablen mechanischen Belastung ausgesetzt werden kann. Dies wird beispielsweise erreicht, indem die Anregungseinrichtung 22 mittels eines Stempels durch eine Ausnehmungen der trichterförmigen Halterung 15 auf die Brust drückt. Der Durchtritt des Stempels durch die Halterung 15 ist dabei weitgehend luftdicht. Die Anregungseinrichtung 22 wird dabei ebenfalls von der hier nicht dargestellten Steuerungseinrichtung 4 gesteuert.Slipping of the breast 20 within the funnel-shaped holder 15 during the examination is thereby precluded. On the outside of the funnel-shaped holder 15, an excitation device 22 is further attached. The excitation device 22 is designed such that the breast 20 can be subjected to a variable mechanical load. This is achieved, for example, by the excitation device 22 pressing on the breast by means of a punch through a recess in the funnel-shaped holder 15. The passage of the punch through the holder 15 is largely airtight. The excitation device 22 is also controlled by the control device 4, not shown here.
Um eine Untersuchung vorzunehmen, wird die trichterförmige Halterung 15 auf der Brust 20 platziert. Die zwischen der Brust 20 und der trichterförmigen Halterung 15 eingeschlossene Luft wird mittels der Leitung 21
evakuiert. Dadurch wird die Brust 20 in die Halterung 15 gesaugt und an dieser fixiert. Wie anhand von Fig. 1 dargestellt, wird die Antenneneinrichtung 10 in unterschiedliche Positionen 11, 12, 13 gebracht, während Messungen durchgeführt werden. Zusätzliche werden in jeder Position 11, 12, 13 mehrere unterschiedliche Belastungszustände der Brust 20 hergestellt und für jeden Belastungszustand wird eine eigene Messung durchgeführt. Da unterschiedliche Gewebearten, insbesondere Tumoren, innerhalb der Brust 20 unterschiedliche Elastizitäten aufweisen, können diese unterschiedlichen Gewebearten durch wechselnde mechanische Belastung der Brust detektiert werden.To make an investigation, the funnel-shaped holder 15 is placed on the breast 20. The trapped between the chest 20 and the funnel-shaped support 15 is air by means of the line 21st evacuated. As a result, the breast 20 is sucked into the holder 15 and fixed thereto. As illustrated with reference to FIG. 1, the antenna device 10 is brought into different positions 11, 12, 13 while measurements are being taken. In addition, in each position 11, 12, 13 a plurality of different load conditions of the chest 20 are prepared and for each load condition a separate measurement is performed. Since different types of tissue, in particular tumors, 20 have different elasticities within the breast, these different types of tissue can be detected by changing mechanical stress on the breast.
Neben einer statischen Belastung ist auch eine dynamische Anregung mit einer mechanischen Schwingung möglich. Alternativ kann eine Anregung mittels Ultraschall erfolgen.In addition to a static load and a dynamic excitation with a mechanical vibration is possible. Alternatively, an excitation can be done by means of ultrasound.
Fig. 3 zeigt ein drittes Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Vorrichtung. Auch dieses Ausführungsbeispiel entspricht zu großen Teilen den in Fig. 1 beziehungsweise Fig. 2 dargestellten Ausführungsbeispielen. Der Übersichtlichkeit halber wurde hier lediglich die trichterförmige Halterung 15 und die Antenneneinrichtung 30 dargestellt. DieFig. 3 shows a third embodiment of the device according to the invention. Also, this embodiment largely corresponds to the embodiments shown in Fig. 1 and Fig. 2. For the sake of clarity, only the funnel-shaped holder 15 and the antenna device 30 were shown here. The
Antenneneinrichtung 30 ist hier als ein auf der Außenseite der trichterförmigen Halterung 15 angebrachtes Antennenarray ausgeführt. Eine Antennenhalterung 16 ist hier nicht notwendig, da die Nutzung des Antennenarrays eine mechanische Bewegung der Antenneneinrichtung 30 erübrigt. Durch sequenzielle oder gleichzeitige Nutzung der einzelnen Antennen des Antennenarrays kann eine
Fokussierung auf einzelne Orte innerhalb der Brust 20 durchgeführt werden.Antenna device 30 is embodied here as an antenna array mounted on the outside of the funnel-shaped holder 15. An antenna mount 16 is not necessary here since the use of the antenna array makes mechanical movement of the antenna device 30 unnecessary. By sequential or simultaneous use of the individual antennas of the antenna array, a Focusing on individual locations within the chest 20 can be performed.
Die trichterförmige Halterung 15 wird hier durch einen Haltearm 31 gehalten. Der Haltearm 31 ist dabei mit einem Standfuß 32 verbunden. Der Haltearm 31 dient der sicheren Positionierung und Fixierung der trichterförmigen Halterung 15. Er kann dabei durch das Bedienpersonal händisch in Position gebracht und arretiert werden. Alternativ verfügt der Haltearm 31 über Servomotoren, welche eine automatisierte, von der Steuerungseinrichtung 4 gesteuerte Positionierung ermöglichen.The funnel-shaped holder 15 is held by a holding arm 31 here. The holding arm 31 is connected to a base 32. The holding arm 31 is used for the secure positioning and fixing of the funnel-shaped holder 15. It can be brought by the operator by hand in position and locked. Alternatively, the holding arm 31 has servo motors which enable automated positioning controlled by the control device 4.
In Fig. 4 wird ein viertes Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Vorrichtung dargestellt. Bei diesem Ausführungsbeispiel wird eine zweistufige Messung eingesetzt um eine erhöhte Genauigkeit der Messung zu erzielen. An der Außenseite der trichterförmigen Halterung 15 sind eine Mehrzahl von Antenneneinrichtungen 40, 41 angeordnet. Optional sind weitere Antenneneinrichtungen 42, 43, 44, 45 dort angeordnet. Die Antenneneinrichtungen 40, 41, 42, 43, 44, 45 sind, wie in Fig. 1 gezeigt, an einer hier nicht dargestellten Antennenhalterung 16 befestigt. Wie dort gezeigt, können die einzelnen Antenneneinrichtungen an unterschiedliche Positionen an der Außenseite der trichterförmigen Halterung 15 gebracht werden.4, a fourth embodiment of the device according to the invention is shown. In this embodiment, a two-stage measurement is used to achieve an increased accuracy of the measurement. On the outside of the funnel-shaped holder 15, a plurality of antenna devices 40, 41 are arranged. Optionally, further antenna devices 42, 43, 44, 45 are arranged there. The antenna devices 40, 41, 42, 43, 44, 45 are, as shown in Fig. 1, attached to an antenna holder 16, not shown here. As shown there, the individual antenna devices can be brought to different positions on the outside of the funnel-shaped holder 15.
Unterhalb der Brust 20 befinden sich im Brustkorb Rippen 46. Die Rippen 46 bestehen aus Knochen und weisen damit eine erheblich größere Dichte auf als die Brust 20. Jede einzelne Rippe weist dabei einen Durchmesser auf, welcher deutlich über der Auflösungsgrenze der Untersuchung liegt. Selbst unter schwierigen Bedingungen sind die Rippen 46
somit einfach zu detektieren. Aus anatomischen a priori - Informationen ist der deutliche Dichteunterschied der Rippen 46 und des umgebenden Gewebes bekannt. Auch die grobe Position der Rippen 46 unterhalb der Brust 20 ist bekannt. Diese Informationen werden zur Erhöhung der Genauigkeit der Untersuchung genutzt.Below the breast 20 are ribs 46 in the rib cage. The ribs 46 are made of bone and thus have a considerably greater density than the breast 20. Each individual rib has a diameter which is clearly above the resolution limit of the examination. Even under difficult conditions, the ribs are 46 thus easy to detect. From anatomical a priori information, the significant density difference of the ribs 46 and the surrounding tissue is known. The rough position of the ribs 46 below the breast 20 is known. This information is used to increase the accuracy of the investigation.
Die Steuerungseinrichtung 4 veranlasst den Mikrowellensender 2 mittels zumindest einer ersten Antenneneinrichtung 40 ein erstes Mikrowellensignal in die Brust zu senden. Für dieses erste Mikrowellensignal wird eine geringe Mikrowellenfrequenz eingesetzt. Das erste Mikrowellensignal dringt aufgrund seiner geringen Frequenz tief in das Gewebe ein. Es wird von der Brust 20 und von den Rippen 46 gestreut. Der Mikrowellenempfänger 3 empfängt das gestreute Mikrowellensignal mittels der Antenneneinrichtung 40 und leitet es zur Auswertung an die Steuerungseinrichtung 4 weiter. Diese Messung wird für eine Mehrzahl von Positionen der Antenneneinrichtung 40 wiederholt. Durch einen parallelen oder sequenziellenThe control device 4 causes the microwave transmitter 2 to send a first microwave signal into the breast by means of at least one first antenna device 40. For this first microwave signal, a low microwave frequency is used. The first microwave signal penetrates deep into the tissue due to its low frequency. It is scattered by the breast 20 and by the ribs 46. The microwave receiver 3 receives the scattered microwave signal by means of the antenna device 40 and forwards it to the control device 4 for evaluation. This measurement is repeated for a plurality of positions of the antenna device 40. By a parallel or sequential
Einsatz von mehreren Antenneneinrichtungen 40, 42, 44 zum Senden und Empfangen kann die Auflösung bzw. die Messgeschwindigkeit erhöht werden.Use of multiple antenna devices 40, 42, 44 for transmitting and receiving, the resolution or the measurement speed can be increased.
Anhand der bekannten anatomischen Informationen und der Messungen mit dem ersten Mikrowellensignal bestimmt die Steuerungseinrichtung 4 ein Störungsmodell, welches vor allem Reflektion an der Oberseite und der Unterseite der Hautschicht, welche die Außenseite der Brust umgibt, enthält.Based on the known anatomical information and the measurements with the first microwave signal, the controller 4 determines a perturbation model, which primarily contains reflection at the top and bottom of the skin layer surrounding the outside of the breast.
Anschließend veranlasst die Steuerungseinrichtung 4 den Mikrowellensender 2 oder einen zweiten, nicht dargestellten Mikrowellensender dazu, ein zweites
Mikrowellensignal mittels einer zweiten Antenneneinrichtung 41 oder mehrerer zweiter Antenneneinrichtungen 41, 43, 45 in die Brust 20 zu senden. Der Einsatz eines zweiten Mikrowellensenders verringert die Anforderungen an die Mikrowellensender, da die Mikrowellensender somit jeweils nur eine einzelne Frequenz ausgeben müssen.Subsequently, the control device 4 causes the microwave transmitter 2 or a second, not shown, microwave transmitter to a second Send microwave signal by means of a second antenna device 41 or a plurality of second antenna means 41, 43, 45 in the breast 20. The use of a second microwave transmitter reduces the demands on the microwave transmitters, since the microwave transmitters thus each have to spend only a single frequency.
Der Einsatz zweiter Antenneneinrichtungen 41, 43, 45 ermöglicht eine Anpassung der Antenneneinrichtungen 41, 43, 45 an die jeweils gesendete Mikrowellenfrequenz. Dies erhöht die Messgenauigkeit und verringert den Platzbedarf der Antenneneinrichtungen 40, 41, 42, 43, 44, 45.The use of second antenna devices 41, 43, 45 makes it possible to adapt the antenna devices 41, 43, 45 to the respectively transmitted microwave frequency. This increases the measurement accuracy and reduces the space requirement of the antenna devices 40, 41, 42, 43, 44, 45.
Das zweite Mikrowellensignal weist eine deutlich höhere Frequenz auf als das erste Mikrowellensignal. Die Eindringtiefe ist somit deutlich geringer. Eine Streuung des zweiten Mikrowellensignals an den Rippen 46 kommt damit nahezu nicht mehr vor. Der Mikrowellenempfänger 3 oder ein alternativer nicht dargestellter zweiter Mikrowellenempfänger empfängt mittels der Antenneneinrichtung 41 bzw. Antenneneinrichtungen 41, 43, 45 das zweite Mikrowellensignal und leitet es an die Steuerungseinrichtung 4 weiter.The second microwave signal has a much higher frequency than the first microwave signal. The penetration depth is thus significantly lower. A scattering of the second microwave signal at the ribs 46 thus almost no longer occurs. The microwave receiver 3 or an alternative unillustrated second microwave receiver receives the second microwave signal by means of the antenna device 41 or antenna devices 41, 43, 45 and forwards it to the control device 4.
Die Steuerungseinrichtung 4 nutzt das anhand des empfangenen ersten Mikrowellensignals erstellte Störungsmodell zur Korrektur des empfangenen zweiten Mikrowellensignals. Damit können störende Einflüsse z.B. der Hautschicht kompensiert werden. Anhand des korrigierten zweiten Mikrowellensignals bestimmt die Steuerungseinrichtung 4 abschließend Informationen die zu untersuchende Brust betreffend.
Fig. 5 zeigt ein fünftes Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Vorrichtung. Dieses Ausführungsbeispiel geht insbesondere auf die wiederholte genaue Positionierung der trichterförmigen Halterung 15 auf der Brust 20 ein. So ist es zur Verifikation des Erfolgs z.B. einer Strahlenbehandlung erforderlich, mit zeitlichem Abstand mehrere Untersuchungen derselben Brust 20 durchzuführen. Die Positionierung ist problematisch, weil die Brust 20 eine Verformung erfährt, wenn sie in die trichterförmige Halterung 15 eingesaugt wird. Um eine identische Positionierung der Brust 20 innerhalb der trichterförmigen Halterung 15 zu gewährleisten, werden Markierungen 51 auf die Brust 20 bzw. in der Umgebung der Brust 20 aufgebracht. Dies erfolgt vorteilhafterweise mittels einer lange anhaftenden Farbe. Zur genauenThe control device 4 uses the fault model, which was generated on the basis of the received first microwave signal, to correct the received second microwave signal. This can be used to compensate for disturbing influences, eg of the skin layer. Based on the corrected second microwave signal, the control device 4 finally determines information regarding the breast to be examined. Fig. 5 shows a fifth embodiment of the device according to the invention. This embodiment is particularly concerned with the repeated accurate positioning of the funnel-shaped holder 15 on the breast 20. Thus, to verify the success of, for example, a radiation treatment, it is necessary to carry out several examinations of the same breast with time intervals. The positioning is problematic because the breast 20 undergoes deformation when it is sucked into the funnel-shaped holder 15. In order to ensure an identical positioning of the breast 20 within the funnel-shaped holder 15, markings 51 are applied to the breast 20 or in the vicinity of the breast 20. This is advantageously done by means of a long-lasting color. To the exact
Positionierung der trichterförmigen Halterung 15 ist an ihrer Stirnseite eine Kamera 50 angebracht, welche durch eine luftdicht abgeschlossene Öffnung in der Halterung 15 in Richtung der Brust 20 blickt.Positioning of the funnel-shaped holder 15, a camera 50 is mounted on its front side, which looks through an air-tightly closed opening in the holder 15 in the direction of the breast 20.
Zur genauen Positionierung werden die Markierungen 51 im aktuellen Bild der Kamera mit aufgezeichneten Bildern verglichen. Eine identische Position der Markierungen 51 wird entweder durch händische oder automatische Positionierung der Halterung 15 hergestellt.For accurate positioning, the marks 51 in the current image of the camera are compared with recorded images. An identical position of the markers 51 is made by either manual or automatic positioning of the holder 15.
In Fig. 6 ist ein sechstes Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Vorrichtung dargestellt. Das hier gezeigte Ausführungsbeispiel entspricht weitgehend dem in Fig. 1 dargestellten Ausführungsbeispiel. Der6, a sixth embodiment of the device according to the invention is shown. The embodiment shown here largely corresponds to the embodiment shown in FIG. Of the
Mikrowellensender 2 beinhaltet jedoch zusätzlich eine Modulationseinrichtung 5. Der Mikrowellenempfänger beinhaltet zusätzlich eine Demodulationseinrichtung 6.
Die Modulationseinrichtung moduliert das Mikrowellensignal vor dem Aussenden mit einem bekannten Signal, bevorzugt mit einer Pseudo-zufälligen Sequenz (PN-Sequenz) . Auch der Einsatz eines Mobilfunksignals, insbesondere eines GSM- oder UMTS-Signals, ist möglich. Das zur Modulation eingesetzte Signal ist dabei nicht periodisch oder verfügt über eine Periodenlänge welche deutlich größer als die längste Übertragungszeit vom Mikrowellensender 2 zum Mikrowellenempfänger 3 ist.However, microwave transmitter 2 additionally includes a modulation device 5. The microwave receiver additionally includes a demodulation device 6. The modulation device modulates the microwave signal prior to transmission with a known signal, preferably with a pseudorandom sequence (PN sequence). The use of a mobile radio signal, in particular a GSM or UMTS signal is possible. The signal used for the modulation is not periodic or has a period length which is significantly greater than the longest transmission time from the microwave transmitter 2 to the microwave receiver 3.
Das modulierte Signal wird von dem Mikrowellensender 2 in die Brust gesendet. Es wird von der Brust gestreut. Die Brust ist jedoch nicht homogen in ihrem Aufbau. Dies führt zu einer Überlagerung mehrerer gestreuter Mikrowellensignale am Mikrowellenempfänger 3. DieThe modulated signal is sent from the microwave transmitter 2 into the chest. It is scattered from the breast. However, the breast is not homogeneous in structure. This leads to a superposition of several scattered microwave signals at the microwave receiver 3. Die
Demodulationseinrichtung 6 im Mikrowellenempfänger 3 führt eine Demodulation des Signals durch. Mittels eines Vergleichs des gesendeten Mikrowellensignals und des empfangenen Mikrowellensignals kann so auf die innere Struktur der Brust geschlossen werden. Insbesondere eine zeitliche Auflösung der gestreuten Mikrowellensignale ist durch die Modulation möglich. So können zur Beurteilung der inneren Struktur der Brust lediglich empfangene Signale eines bestimmten Zeitfensters, welches auf eine bestimmte Eindringtiefe des Mikrowellensignals schließen lässt, herangezogen werden. Insbesondere eine Korrelation des gesendeten und des empfangenen Mikrowellensignals ermöglicht die Bestimmung von diskreten Streu-Objekten. Dies wird anhand von Fig. 7 näher erläutert.Demodulation device 6 in the microwave receiver 3 performs a demodulation of the signal. By means of a comparison of the transmitted microwave signal and the received microwave signal, it is thus possible to deduce the internal structure of the breast. In particular, a temporal resolution of the scattered microwave signals is possible by the modulation. Thus, to evaluate the internal structure of the breast only received signals of a certain time window, which can be concluded that a certain penetration depth of the microwave signal, are used. In particular, a correlation of the transmitted and the received microwave signal enables the determination of discrete scattering objects. This will be explained in more detail with reference to FIG. 7.
Fig. 7 zeigt mehrere beispielhafte Signalverläufe. So entspricht das erste Signal 70 der Modulation eines in die Brust gesendeten ersten Mikrowellensignals. Lediglich die
Werte 1 und 0 sind vorhanden. Sie sind in einer zufälligen Weise angeordnet.Fig. 7 shows several exemplary waveforms. Thus, the first signal 70 corresponds to the modulation of a first microwave signal transmitted to the breast. Only the Values 1 and 0 are present. They are arranged in a random way.
Das zweite Signal 71 entspricht dem von einem ersten Streu-Objekt gestreuten ersten Signal 70. DerThe second signal 71 corresponds to the first signal 70 scattered by a first scattering object
Übersichtlichkeit halber wurden die weiteren Signale ebenfalls lediglich mit den Werten 1 und 0 dargestellt, obwohl in einem realen Anwendungsfall von einem gedämpften Signal auszugehen wäre. Das Signal unterscheidet sich von dem ersten Signal 70 durch eine zeitliche Verschiebung, welche geringer als eine Abtastperiode ist. In der Darstellung unterscheiden sich die Signale somit nicht. Das Streuobjekt ist damit sehr nahe an der Antenne.For clarity, the other signals were also shown only with the values 1 and 0, although in a real application would be assumed by a muted signal. The signal differs from the first signal 70 by a time shift which is less than one sample period. In the presentation, the signals do not differ. The scatter object is thus very close to the antenna.
Das dritte Signal 72 entspricht dem von einem zweiten Streu-Objekt gestreuten ersten Signal 70. Das Signal unterscheidet sich von dem ersten Signal 70 durch eine zeitliche Verschiebung von 3 Zeiteinheiten. Das Streuobjekt befindet sich damit in einem bestimmten Abstand von an der Antenne.The third signal 72 corresponds to the first signal 70 scattered by a second scattering object. The signal differs from the first signal 70 by a time shift of 3 time units. The scattering object is thus at a certain distance from the antenna.
Das vierte Signal 73 entspricht dem von einem dritten Streu-Objekt gestreuten ersten Signal 70. Das Signal unterscheidet sich von dem ersten Signal 70 durch eine zeitliche Verschiebung von 4 Zeiteinheiten. DasThe fourth signal 73 corresponds to the first signal 70 scattered by a third scattering object. The signal differs from the first signal 70 by a time shift of 4 time units. The
Streuobjekt befindet sich damit in einem bestimmten Abstand von an der Antenne.The scattering object is thus at a certain distance from the antenna.
Das fünfte Signal 74 entspricht dem an dem Mikrowellenempfänger anliegenden Summensignal der drei gestreuten Signale 71 bis 73. Der Einfachheit halber wurde hier von einer gleichmäßigen Dämpfung sämtlicher Signale 71 bis 73 ausgegangen und das Summensignal erneut auf die Werte 0 bis 1 skaliert. Hier treten jedoch Zwischenwerte
auf. In der Signalform des Summensignals ist nach wie vor die Signalform des ursprünglichen Signals 70 zu erkennen. Jedoch sind die Werteübergänge verschliffen.The fifth signal 74 corresponds to the sum signal applied to the microwave receiver of the three scattered signals 71 to 73. For the sake of simplicity, a uniform attenuation of all signals 71 to 73 was assumed here and the summation signal was scaled again to the values 0 to 1. Here, however, intermediate values occur on. In the signal form of the sum signal, the signal shape of the original signal 70 can still be recognized. However, the value transitions are smooth.
Mittels einer Korrelation des Summensignals 74 mit dem gesendeten Signal 70 können die Streu-Objekte identifiziert werden. So zeigt das Korrelationssignal 75 das Ergebnis einer solchen Korrelation. Aus algorithmischen Gründen wird das Korrelationsmaximum um eine Zeiteinheit versetzt dargestellt. Es ergeben sich somit Maxima des Korrelationssignals bei den Werten 1, 4 und 5, was den Korrelationsmaxima bei den Werten 0, 3 und 4 entspricht. Aus der Korrelation kann somit auf die zeitliche Verschiebung und damit auf die Position der Streu-Objekte geschlossen werden. Durch den Einsatz einer langen Signalfolge wird ein sehr hohes Signal-Rausch- Verhältnis erreicht, was sehr genaue Messungen ermöglicht.By means of a correlation of the sum signal 74 with the transmitted signal 70, the scattering objects can be identified. Thus, the correlation signal 75 shows the result of such correlation. For algorithmic reasons, the correlation maximum is offset by one time unit. This results in maxima of the correlation signal at the values 1, 4 and 5, which corresponds to the correlation maxima at the values 0, 3 and 4. From the correlation can thus be concluded on the time shift and thus on the position of the scattering objects. By using a long signal sequence, a very high signal-to-noise ratio is achieved, which allows very accurate measurements.
Durch Subtrahieren von Signalen, welche durch unerwünschte Streu-Objekte erzeugt werden, z.B. Streuungen an der Haut, können die Ergebnisse für relevante Streu-Objekte, z.B. Tumoren im Inneren der Brust, weiter erhöht werden.By subtracting signals generated by unwanted scattering objects, e.g. Scatters on the skin, the results for relevant litter objects, e.g. Tumors inside the breast, further increased.
In Fig. 8 ist ein erstes Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Verfahrens dargestellt. In einem ersten Schritt 80 wird eine trichterförmige Halterung über der Brust der Patienten positioniert. Hierzu werden z.B. Markierungen auf der Brust mit einer Kamera erfasst und mit einer Referenzaufnahme in Deckung gebracht. In einem zweiten Schritt 81 wird die Halterung auf die Brust aufgesetzt. In einem dritten Schritt 82 wird die Halterung an der Brust fixiert. Dies erfolgt z.B. mittels eines innerhalb der Halterung erzeugten Unterdrucks. Dieser wird
durch Evakuieren des Raums zwischen der Brust und der Halterung erzeugt.FIG. 8 shows a first exemplary embodiment of the method according to the invention. In a first step 80, a funnel-shaped support is positioned over the patient's chest. For this purpose, for example, markings on the breast are detected with a camera and brought into coincidence with a reference recording. In a second step 81, the holder is placed on the chest. In a third step 82, the holder is fixed to the chest. This is done, for example, by means of a negative pressure generated within the holder. This one will evacuated by evacuating the space between the chest and the bracket.
In einem vierten Schritt 83 wird eine Fokussierung bzw. Positionierung einer Antenne durchgeführt. So wird mittels der Antenne gesendete bzw. empfangene Mikrowellenstrahlung auf ein bestimmtes Raumvolumen innerhalb der Brust konzentriert. Dies kann entweder durch eine physische Bewegung einer oder mehrerer Antennen oder durch den Einsatz mehrerer phasenverschober verschalteter nicht beweglicher Antennen geschehen. In einem fünften Schritt 84 wird ein Mikrowellensignal mittels der Antenne in die Brust gesendet. Die Brust streut das Mikrowellensignal. Das Mikrowellensignal wird mittels der Antenne empfangen. Der vierte Schritt 83 und fünfte Schritt 84 werden für eine Vielzahl von Raumvolumen innerhalb der Brust wiederholt. Abschließend werden die empfangenen Mikrowellensignale in einem sechsten Schritt 85 ausgewertet. Dabei werden Informationen die innere Struktur der Brust betreffend bestimmt.In a fourth step 83, a focusing or positioning of an antenna is performed. Thus, microwave radiation transmitted or received by the antenna is concentrated to a specific volume of space within the breast. This can be done either by a physical movement of one or more antennas or by the use of several phase-shifter interconnected non-movable antennas. In a fifth step 84, a microwave signal is sent into the breast by means of the antenna. The breast scatters the microwave signal. The microwave signal is received by the antenna. The fourth step 83 and fifth step 84 are repeated for a plurality of volume volumes within the breast. Finally, the received microwave signals are evaluated in a sixth step 85. This information is determined regarding the internal structure of the breast.
Fig. 9 zeigt ein zweites Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Verfahrens. Dieses Ausführungsbeispiel entspricht teilweise dem in Fig. 8 gezeigten Ausführungsbeispiel. So können die Schritte 80 bis 82 aus Fig. 8 optional den hier gezeigten Schritten vorgeschaltet sein. In einem ersten Schritt 90 findet eine Positionierung einer Antenne bzw. Fokussierung statt. Dieser Schritt entspricht dem Schritt 83 aus Fig. 8. In einem zweiten Schritt 91 wird ein Mikrowellensignal moduliert. Die Modulation erfolgt dabei mit einer pseudozufälligen Sequenz (PN-Sequenz) . Auch der Einsatz eines GSM-Signals oder eines UMTS-Signals oder anderen Mobilfunksignals, insbesondere CDMA-Signals, ist möglich.
Handelt es sich um eine periodische Sequenz, so ist die Periodenlänge deutlich länger als die doppelte Übertragungszeit zwischen Antenne und Brust. In einem dritten Schritt 92 wird das modulierte Mikrowellensignal in die Brust gesendet. Das modulierte Mikrowellensignal wird von der Brust gestreut und mittels der Antenne empfangen. In einem vierten Schritt 93 wird das gestreute Mikrowellensignal demoduliert. Die Schritte 90 - 93 werden dabei für eine Vielzahl von Raumvolumina innerhalb der Brust wiederholt. In einem fünften Schritt 94 wird das empfangene modulierte Mikrowellensignal ausgewertet. Durch Korrelation des gesendeten modulierten Mikrowellensignals und des empfangenen modulierten Mikrowellensignals kann eine zeitliche Auflösung erreicht werden. So können unterschiedliche Streu-Objekte unterschieden werden.Fig. 9 shows a second embodiment of the method according to the invention. This embodiment corresponds in part to the embodiment shown in Fig. 8. Thus, the steps 80 to 82 of FIG. 8 can optionally be preceded by the steps shown here. In a first step 90 positioning of an antenna or focusing takes place. This step corresponds to step 83 of FIG. 8. In a second step 91, a microwave signal is modulated. The modulation takes place with a pseudorandom sequence (PN sequence). The use of a GSM signal or a UMTS signal or other mobile radio signal, in particular CDMA signal is possible. If it is a periodic sequence, the period length is significantly longer than twice the transmission time between the antenna and the chest. In a third step 92, the modulated microwave signal is sent to the breast. The modulated microwave signal is scattered from the breast and received by the antenna. In a fourth step 93, the scattered microwave signal is demodulated. Steps 90-93 are repeated for a variety of volumes within the breast. In a fifth step 94, the received modulated microwave signal is evaluated. By correlating the transmitted modulated microwave signal and the received modulated microwave signal, temporal resolution can be achieved. This makes it possible to differentiate between different scatter objects.
In Fig. 10 wird ein drittes Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Verfahrens dargestellt. Dieses Ausführungsbeispiel entspricht teilweise dem in Fig. 8 gezeigten Ausführungsbeispiel. So können die Schritte 80 bis 82 aus Fig. 8 optional den hier gezeigten Schritten vorgeschaltet sein. In einem ersten Schritt 100 findet eine Positionierung einer Antenne bzw. Fokussierung statt. Dieser Schritt entspricht dem Schritt 83 aus Fig. 8. In einem zweiten Schritt 101 wird ein erstesIn Fig. 10, a third embodiment of the method according to the invention is shown. This embodiment corresponds in part to the embodiment shown in Fig. 8. Thus, the steps 80 to 82 of FIG. 8 can optionally be preceded by the steps shown here. In a first step 100, positioning of an antenna or focusing takes place. This step corresponds to step 83 of FIG. 8. In a second step 101, a first
Mikrowellensignal in die Brust gesendet. Das erste Mikrowellensignal wird von der Brust und darunter liegenden Rippen gestreut. Das von der Brust gestreute Mikrowellensignal wird empfangen. In einem dritten Schritt 102 wird anhand des empfangenen gestreuten erstenMicrowave signal sent to the chest. The first microwave signal is scattered from the chest and underlying ribs. The microwave signal scattered from the breast is received. In a third step 102, based on the received scattered first
Mikrowellensignals ein Störungsmodell der Brust bestimmt. Dabei werden anatomische Informationen, wie die typische Knochendichte und der deutliche Dichtewechsel zwischen Rippen und umliegendem Gewebe einbezogen.
In einem vierten Schritt 103 wird ein zweites Mikrowellensignal in die Brust gesendet. Das zweite Mikrowellensignal hat vorzugsweise eine höhere Frequenz als das erste Mikrowellensignal. Es weist somit eine geringere Eindringtiefe, aber höhere möglich Ortsauflösung auf. Das zweite Mikrowellensignal wird von der Brust gestreut. Lediglich vernachlässigbare Signalanteile erreichen die Rippen. Das von der Brust gestreute zweite Mikrowellensignal wird empfangen. Die Schritte 100 bis 103 werden für eine Vielzahl von Raumvolumina innerhalb der Brust wiederholt. In einem fünften Schritt 104 werden die empfangenen zweiten Mikrowellensignale anhand des Störungsmodells bzw. der Störungsmodelle korrigiert. In einem abschließenden sechsten Schritt 105 werden die korrigierten zweiten Mikrowellensignale ausgewertet. Informationen die innere Struktur der Brust betreffend werden so erzeugt.Microwave signal determines a disorder model of the breast. This includes anatomical information, such as the typical bone density and the significant density change between the ribs and the surrounding tissue. In a fourth step 103, a second microwave signal is sent to the breast. The second microwave signal is preferably higher in frequency than the first microwave signal. It thus has a lower penetration depth, but higher possible spatial resolution. The second microwave signal is scattered from the chest. Only negligible signal components reach the ribs. The second microwave signal scattered from the breast is received. Steps 100-103 are repeated for a plurality of volumes of space within the breast. In a fifth step 104, the received second microwave signals are corrected on the basis of the perturbation model or perturbation models. In a concluding sixth step 105, the corrected second microwave signals are evaluated. Information concerning the internal structure of the breast is thus generated.
Die Erfindung ist nicht auf das dargestellteThe invention is not limited to that shown
Ausführungsbeispiel beschränkt. Alle vorstehend beschriebenen Merkmale oder in den Figuren gezeigten Merkmale sind im Rahmen der Erfindung beliebig vorteilhaft miteinander kombinierbar.
Embodiment limited. All features described above or features shown in the figures can be combined with each other in any advantageous manner within the scope of the invention.
Claims
1. Vorrichtung zur Untersuchung von Brustgewebe, mit einer trichterförmigen Halterung (15), einem Mikrowellensender (2), einem Mikrowellenempfänger (3), zumindest einer Antenneneinrichtung (10, 30, 40, 41, 42, 43) und einer Steuerungseinrichtung (4), wobei eine Innenseite der Halterung (15) die Brust (20) aufnimmt, wobei die Antenneneinrichtung (10, 30, 40, 41, 42, 43) an einer Außenseite der Halterung (15) angeordnet ist, wobei die Steuerungseinrichtung (4) den Mikrowellensender (2) und den Mikrowellenempfänger (3) steuert, wobei der Mikrowellensender (2) mittels der Antenneneinrichtung (10, 30, 40, 41, 42, 43) ein Mikrowellensignal in die Brust (20) sendet, wobei der Mikrowellenempfänger (3) das von der Brust (20) gestreute Mikrowellensignal mittels der Antenneneinrichtung (10, 30, 40, 41, 42, 43) empfängt, und wobei die Steuerungseinrichtung (4) anhand des empfangenen Mikrowellensignals Informationen das Brustgewebe betreffend bestimmt.1. Apparatus for examining breast tissue, comprising a funnel-shaped holder (15), a microwave transmitter (2), a microwave receiver (3), at least one antenna device (10, 30, 40, 41, 42, 43) and a control device (4) wherein an inner side of the holder (15) receives the breast (20), wherein the antenna device (10, 30, 40, 41, 42, 43) is arranged on an outer side of the holder (15), wherein the control device (4) the Microwave transmitter (2) and the microwave receiver (3) controls, wherein the microwave transmitter (2) by means of the antenna device (10, 30, 40, 41, 42, 43) sends a microwave signal into the chest (20), wherein the microwave receiver (3) the microwave signal scattered from the breast (20) is received by the antenna means (10, 30, 40, 41, 42, 43), and wherein the control means (4) determines information concerning the breast tissue from the received microwave signal.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Antenneneinrichtung (10, 40, 41, 42, 43) an der Außenseite der Halterung (15) radial um die trichterförmige Halterung (15) und/oder axial entlang der trichterförmigen Halterung (15) beweglich angeordnet ist, und dass die Steuerungseinrichtung (4) die Position der Antenneneinrichtung (10, 40, 41, 42, 43) an der Außenseite der Halterung (15) steuert. 2. Apparatus according to claim 1, characterized in that the antenna device (10, 40, 41, 42, 43) on the outside of the holder (15) radially around the funnel-shaped holder (15) and / or axially along the funnel-shaped holder (15 ) and that the control device (4) controls the position of the antenna device (10, 40, 41, 42, 43) on the outside of the holder (15).
3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuerungseinrichtung (4) mittels der Antenneneinrichtung (10, 30, 40, 41, 42, 43) das Aussenden und/oder das Empfangen des Mikrowellensignals auf zumindest einen Ort in der Brust (20) fokussiert.3. Apparatus according to claim 1 or 2, characterized in that the control device (4) by means of the antenna device (10, 30, 40, 41, 42, 43) emitting and / or receiving the microwave signal to at least one location in the chest (20) focused.
4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung weiterhin eine Anregungseinrichtung4. Device according to one of claims 1 to 3, characterized in that the device further comprises an excitation device
(22) beinhaltet, dass die Anregungseinrichtung (22) die Brust (20) mechanisch belastet, und dass die Steuerungseinrichtung (4) die Anregungseinrichtung (22) steuert.(22) includes that the exciting means (22) mechanically load the breast (20), and that the control means (4) controls the exciting means (22).
5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuerungseinrichtung (4) die Anregungseinrichtung (22) derart steuert, dass der5. The device according to claim 4, characterized in that the control device (4) controls the excitation device (22) such that the
Mikrowellensender (2) das Mikrowellensignal nacheinander bei zumindest zwei unterschiedlichen Belastungszuständen der Brust (20) in die Brust (20) sendet.Microwave transmitter (2) sends the microwave signal successively in at least two different load conditions of the breast (20) in the chest (20).
6. Vorrichtung zur Untersuchung von Objekten, mit einem Mikrowellensender (2), einem Mikrowellenempfänger (3), zumindest einer Antenneneinrichtung (10) und einer Steuerungseinrichtung (4), wobei die Steuerungseinrichtung (4) den Mikrowellensender (2) und den Mikrowellenempfänger (3) steuert, wobei der Mikrowellensender (2) eine Modulationseinrichtung (5) beinhaltet, wobei der Mikrowellensender (2) mittels der Modulationseinrichtung (5) ein moduliertes Mikrowellensignal, dessen Modulation sich über der Zeit verändert, erzeugt und in das zu untersuchende Objekt sendet, wobei der Mikrowellenempfänger (3) eine Demodulationseinrichtung (6) beinhaltet, wobei der Mikrowellenempfänger (3) das von dem zu untersuchenden Objekt gestreute Mikrowellensignal mittels der Antenneneinrichtung (10) empfängt und mittels der Demodulationseinrichtung (6) demoduliert, und wobei die Steuerungseinrichtung (4) aus der Modulation des empfangenen Mikrowellensignals Informationen das zu untersuchende Objekt betreffend bestimmt.6. Apparatus for the examination of objects, comprising a microwave transmitter (2), a microwave receiver (3), at least one antenna device (10) and a control device (4), wherein the control device (4) the microwave transmitter (2) and the microwave receiver (3 ), wherein the microwave transmitter (2) comprises a modulation device (5), the microwave transmitter (2) being modulated by means of the modulation device (5) Microwave signal whose modulation changes over time, generates and sends into the object to be examined, the microwave receiver (3) includes a demodulation device (6), wherein the microwave receiver (3) the scattered by the object to be examined microwave signal by means of the antenna device ( 10) and demodulated by means of the demodulation device (6), and wherein the control device (4) determines, from the modulation of the received microwave signal, information concerning the object to be examined.
7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Modulation mittels einer Pseudo-Zufalls-Sequenz erfolgt .7. Apparatus according to claim 6, characterized in that the modulation is effected by means of a pseudo-random sequence.
8. Vorrichtung nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass das modulierte Mikrowellensignal ein Mobilfunksignal, insbesondere ein GSM-Signal oder ein UMTS-Signal, ist.8. Apparatus according to claim 6 or 7, characterized in that the modulated microwave signal is a mobile radio signal, in particular a GSM signal or a UMTS signal.
9. Vorrichtung zur Untersuchung von Brustgewebe, mit einem Mikrowellensender (2), einem Mikrowellenempfänger (3), zumindest einer Antenneneinrichtung (10, 30, 40, 41, 42, 43) und einer Steuerungseinrichtung (4), wobei die Steuerungseinrichtung (4) den Mikrowellensender (2) und den Mikrowellenempfänger (3) steuert, wobei der Mikrowellensender (2) mittels der9. Apparatus for examining breast tissue, comprising a microwave transmitter (2), a microwave receiver (3), at least one antenna device (10, 30, 40, 41, 42, 43) and a control device (4), wherein the control device (4) the microwave transmitter (2) and the microwave receiver (3) controls, wherein the microwave transmitter (2) by means of
Antenneneinrichtung (10, 30, 40, 41, 42, 43) ein erstes Mikrowellensignal in die Brust (20) sendet, wobei der Mikrowellenempfänger (3) das von hinter der Brust (20) liegenden Rippen (46) und der Brust (20) gestreute erste Mikrowellensignal mittels der Antenneneinrichtung (10, 30, 40, 41, 42, 43) empfängt, wobei der Mikrowellensender (2) mittels der Antenneneinrichtung (10, 30, 40, 41, 42, 43) ein zweites Mikrowellensignal in die Brust (20) sendet, wobei der Mikrowellenempfänger (3) das von der Brust (20) gestreute zweite Mikrowellensignal mittels der Antenneneinrichtung (10, 30, 40, 41, 42, 43) empfängt, wobei die Steuerungseinrichtung (4) anhand des empfangenen ersten Mikrowellensignals ein Störungsmodell bestimmt, wobei die Steuerungseinrichtung (4) das empfangene zweiteAntenna device (10, 30, 40, 41, 42, 43) sends a first microwave signal into the breast (20), wherein the microwave receiver (3) from the behind the breast (20) lying ribs (46) and the breast (20) scattered first microwave signal by means of the antenna device (10, 30, 40, 41, 42, 43), wherein the microwave transmitter (2) by means of the antenna device (10, 30, 40, 41, 42, 43), a second microwave signal in the chest ( 20), wherein the microwave receiver (3) receives the second microwave signal scattered from the breast (20) by means of the antenna means (10, 30, 40, 41, 42, 43), the control means (4) being based on the received first microwave signal Disturbance model determines, wherein the control device (4) receives the received second
Mikrowellensignal anhand des Störungsmodells korrigiert, und wobei die Steuerungseinrichtung (4) anhand des korrigierten zweiten Mikrowellensignals Informationen das Brustgewebe betreffend bestimmt.Corrected microwave signal based on the interference model, and wherein the control device (4) based on the corrected second microwave signal determines information about the breast tissue.
10. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Mikrowellensignal eine geringere Frequenz aufweist als das zweite Mikrowellensignal.10. The device according to claim 9, characterized in that the first microwave signal has a lower frequency than the second microwave signal.
11. Vorrichtung nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung einen ersten Mikrowellensender, einen ersten Mikrowellenempfänger, einen zweiten11. The device according to claim 9 or 10, characterized in that the device comprises a first microwave transmitter, a first microwave receiver, a second
Mikrowellensender und einen zweiten Mikrowellenempfänger beinhaltet, dass der erste Mikrowellensender das erste Mikrowellensignal sendet, dass der erste Mikrowellenempfänger das ersteA microwave transmitter and a second microwave receiver include that the first microwave transmitter transmits the first microwave signal that the first microwave receiver is the first microwave receiver
Mikrowellensignal empfängt, dass der zweite Mikrowellensender das zweiteMicrowave signal receives that the second microwave transmitter the second
Mikrowellensignal sendet, und dass der zweite Mikrowellenempfänger das zweite Mikrowellensignal empfängt.Sends microwave signal, and that the second microwave receiver receives the second microwave signal.
12. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 9 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung ein erste Antenneneinrichtung (40, 42) und eine zweite Antenneneinrichtung (41, 43) beinhaltet, dass die erste Antenneneinrichtung (40, 42) das erste Mikrowellensignal verarbeitet, und dass die zweite Antenneneinrichtung (41, 43) das zweite Mikrowellensignal verarbeitet.12. Device according to one of claims 9 to 11, characterized in that the device comprises a first antenna means (40, 42) and a second antenna means (41, 43), that the first antenna means (40, 42) processes the first microwave signal, and that the second antenna means (41, 43) processes the second microwave signal.
13. Verfahren zur Untersuchung von Objekten, wobei ein moduliertes Mikrowellensignal in das zu untersuchende Objekt gesendet wird, wobei das von dem zu untersuchenden Objekt gestreute13. A method of examining objects, wherein a modulated microwave signal is transmitted into the object to be examined, the one scattered by the object to be examined
Mikrowellensignal empfangen wird, und wobei aus der Modulation des empfangenen Mikrowellensignals Informationen das zu untersuchendeMicrowave signal is received, and wherein from the modulation of the received microwave signal information to be examined
Objekt betreffend bestimmt werden.Regarding the object.
14. Verfahren nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass das Mikrowellensignal mittels einer Pseudo-Zufalls- Sequenz moduliert wird.14. The method according to claim 13, characterized in that the microwave signal is modulated by means of a pseudo-random sequence.
15. Verfahren nach Anspruch 13 oder 14, dadurch gekennzeichnet, dass das modulierte Mikrowellensignal ein Mobilfunksignal, insbesondere ein GSM-Signal oder ein UMTS-Signal, ist. 15. The method according to claim 13 or 14, characterized in that the modulated microwave signal is a mobile radio signal, in particular a GSM signal or a UMTS signal.
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