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Ultraschall-Bildgerät Die Erfindung bezieht sich auf ein Ultraschall-Bildgerät
zur Gewinnung von Schnittbildern der weiblichen Brust nach der Ultraschall-Impuls-Echomethode,
bestehend aus einem auf der weiblichen Brust ansetzbaren Applikator mit einem Ultraschall-Sende-Empfangssystem,
dessen Sende strahl in einer Ebene zeilenweise verschiebbar ist, sowie einer mit
dem System elektrisch verbundenen Bildwiedergabevorrichtung für die aus der Brust
empfangenen Ultraschall-Eciioimpuls e.
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Übliche Ultraschall-Bildgeräte der genannten Art erlauben die Aufzeichnung
von Schnittbildern aus immer nur einer der beiden Brüste einer Patientin. Die praktische
Arbeit hat nun gezeigt, daß die diagnostische Auswertung der mit diesen Geräten
erzeugten Einzelschnittbilder mit erheblichen Schwierigkeiten verbunden ist. Diese
Schwierigkeiten basieren im wesentlichen darauf, daß die gesunde weibliche Brust
eine ausgeprägte akustische Strukturierung besitzt, die die Erkennung pathologischer
Fehistellen, insbesondere des Frübkarzinoms, erschwert.
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Aufgabe der Erfindung ist es, ein Ultraschall-Bildgerät der eingangs
genannten Art aufzubauen, bei dem die Auswertung von Schnittbildern der weiblichen
Brust weniger Schwierigkeiten bereitet als bei den herkömmlichen Bildgeräten.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß bei einem Bildgerät
der eingangs genannten Art der Applikator an seiner Applikationsfläche zwei Aushöhlungen
zur separaten Aufnahme je einer der beiden Brüste einer Patientin aufweist und daß
die Bildwiedergabevorrichtung zwei Bildwie dergabegeräte enthält, von denen das
eine zur Bildwiedergabe der Echoimpulse beim Durchlaufen des Ultraschall-Sendestrahls
durch die eine Brust und das andere zur Bildwiedergabe der Echeimrulse beim Durchlaufen
des Ultraschall-Sendestrahls durch die andere Brust dient.
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Das erfiiximgsgemäße Ultraschall-Bildgerät erlaubt die praktisch gleichzeitige
Aufzeichnung von Schnittbildern beider Brüste aus derselben Schnittebene im Großformat
auf den Sichtgeräten. Da die beiden Bilder mit vergleichbaren Geräteparametern gewonnen
werden und aus derselben Schnittebene stammen, ergibt sich fur den Bildbetrachter
ein Doppelbild, bei dem das eine Bild die visuelle Normierung des anderen ermöglicht,
die für den Betrachter den im allgemeinen unsymmetrisch auftretenden pathologischen
Befund stärker hervortreten läßt. Die gleichzeitige Aufnahme von Schnittbildern
beider Brüste erleichtert daher dem Beobachter bei ständigem Vergleich der beiden
zu erhaltenden Schnittbilder die Erkennung pathologischer Fehlstellen in den Brüsten.
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Die beiden Aushöhlungen an der Applikationsfläche des Applikators
optimieren hierbei die Ankopplung des Applikators an die Brust und gewährleisten
außerdem, daß die Mamma möglichst wenig verformt wird, was zu klareren und besser
deutbaren Schnittbildern führt.
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In einer vorteilhaften Ausbildung der Erfindung sind die Aushöhlungen
an der Applikationsfläche symmetrisch zu der auf den
Abtastebenen
senkrecht stehenden Halbierungsebene des Applikators angeordnet. Von Vorteil ist
es außerdem, die Aushöhlungen aus verformbarem Material, z.B. verformbarer Kunststoffolie,
zu bilden. Hierdurch wird auf einfache Weise eine rasche und sichere Ankopplung
des Applikators an Brüste unterschiedlicher Größen ge~ahrleistet. Wird ein Ultraschall-Bildgerät
verwendet, bei dem der Applikator einen Wasservorlauf für den Ultraschall aufweist,
der applikationsseitig mit einer Kunststoffmembran abgedichtet ist, so ist es zweckmäßig,
die Aushöhlungen als Teil dieser Kunststoffmembran auszubilden.
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Zur sinngerechten Anschaltung der Echoimpulse an das eine oder andere
Bildwiedergabegerät ist es ferner zweckmäßig, zwischen Ultraschall-Empfänger und
Bildwiedergabegeräten einen elektronischen Umschalter vorzusehen, welcher während
der Zeitdauer der Ultraschall-Abtastung de einen Brust dem Ultraschall-Empfänger
jeweils mit dem einen Bildwiedergabegerät und während der Zeitdauer der Ultraschall-Abtastung
der anderen Brust mit dem anderen Bildwiedergabegerät verbindet.
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Anhand von zwei Figuren wird ein Ausffihrungsbeispiel der Erfindung
im folgenden näher beschrieben und seine Wirkungsweise erläutert.
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Es zeigen hierbei die Fig. 1 ein Ausführungsbeispiel eines Applikators
für ein Ultraschall-Bildgerät nach der Erfindung im Querschnitt und in einer Draufsicht
auf die Applikationsfläche dieses Applikators, die Fig. 2 ein Ausführungsbeispiel
des Ultraschall-Bildgerätes nach der Erfindung im Prinzipschaltbild.
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In der Fig. 1 ist mit 1 ein Ultraschall-Sende-Empfangssystem bezeichnet,
das in der Brennlinie 2 eines zylindrischen Parabolreflektors.3 um die Brennlinie
2 als Achse in Richtung des Drehpfeiles 4 drehbar sowie längs der Brennlinie 2 verschiebbar
angeordnet ist. Der Sender des Systems 1 strahlt in Richtung auf den Reflektor 3
einen Strahl 5 von Ultraschallimpulsen aus. Der am Reflektor 3 reflektierte Strahl
6 wird über die Applikationsfläche 7 des Applikators in Richtung auf das zu untersuchende
Objekt, d.h. im vorliegenden Fall die weibliche Brust, abgestrahlt. Bei rascher
Rotation des Systems 1 verschiebt sieh aufgrund dieser Rotation sowie der Reflexionseigenschaften
des Reflektors 3 der reflektierte Ultraschallstrahl 6 jeweils parallel zu sich selbst.
Diese Parallelverschiebung bewirkt, daß das zu untersuchende Objekt, d.h. die Brust
der Patientin, in einer Schnittebene zeilenweise abgetastet wir-d. Durch Verschiebung
des Systems 1 längs der Brennlinie 2 kann die Schnittebene parallel zu sich selbst
verschoben werden.
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Das Innere 8 des Applikators ist mit Wasser gefüllt (Wasservorlauf
für den Ultraschall). Die Applikationsfläehe 7 des Applikators ist dann entsprechend
durch eine wasserdichte Membran 9 aus Kunststoff, z.B. Polyvinylchlorid, gebildet.
Die Membran 9 überzieht das applikationsseitige Ende des Applikators größtenteils
straff und weist lediglich symmetrixch zu der auf den Abtastebenen senkrecht stehenden
Halbierungsebene 10 des Applikators zwei Aushöhlungen 1i bzw. 12 aus verformbarem
Kunststoff auf. Jede dieser Aushöhlungen 11, 12 dient zur Aufnahme je einer der
beiden Brüste einer Patientin beim Ansetzen des Applikators an die Patientenbrust.
Der die Aushöhlungen ii bzw. 12 bildende Kunststoff schmiegt sich bei angesetztem
Applikator und gegebenenfalls unter Hinzufügen eines Koppelgels eng an die Brüste
der Patientin an. Eine sichere optimale Ankopplung des Applikators an die Brüste
ist somit gewährleistet.
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In der Fig.2 ist mit 13 schematisch der wechselweise als Sender und
Empfänger arbeitende Ultraschallschwinger (piezoelektrischer Kristall) des Ultraschall-Sende-Empfangssystems
1 nach der Fig. 1 bezeichnet. Der Schwinger 13 ist hierbei einerseits an einen Hochfrequenzimpulsgenerator
14 und andererseits an dem Echoimpuls-Empfangsverstärker 15 angeschaltet.
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Der Impulsgenerator 14 gibt im Takt von Taktimpulsen eines Taktgenerators
15 Hochfrequenzimpulse an den Schwinger 13 ab, der auf grund dieser Impulse Ultraschallimpulse
aussendet.
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Die aus den Brusten der Patientin empfangenen Ültraschall-Echoimpulse
werden fjir jede Brust getrennt auf dem Bildschirm 17 einer ersten Elektronenstrahlröhre
18 einerseits und auf dem Bildschirm 19 einer weiteren Elektronenstrahlröhre 20
andererseits abgebildet.
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Hierzu wird entsprechend der zeilenweisen Verschiebung des Ultraschallstrahles
6 in einer Brustschnittebene der Elektronenstrahl der Röhren 18 bzw. 20 Zeile für
Zeile über den jeweiligen Röhrenbildschirm 17 bzw. 19 ausgelenkt, wobei die jeweiligen
aus einer Ultraschall-Zeile anfallenden Echoimpulse auf der zugehörigen Bildschirmzeile
als Hellpunkte abgebildet werden. Zur Helltastung des Elektronenstrahls in Abhängigkeit
von den Ultraschall-Echoimpulsen ist der Echoimpuls-Empfangsverstärker 15 über einen
elektronischen Umschalter 21 wechselweise am Wehnelt-Zylinder 22 der einen Röhre
18 oder Wehnelt-Zylinder 23 der weiteren Röhre anschaltbar. Die Anschaltung der
Echoimpulse an den Wehnelt-Zylinder der Röhre 18 geschieht dabei jeweils während
der Lauf dauer des Ultraschall-Sendestrahles über die linke Hälfte des Reflektors
3 nach Fig. 1, d.h. während der Zeitdauer der Ultraschall-Abtastung der linken Brust
einer Patientin, und an den Wehnelt-Zylinder der Röhre 20 während der Lauf dauer
des Sendestrahles über die rechte Reflektorhälfte, d.h#. während der Zeitdauer der
Ultraschall-Abtastung der# rechten Brust der Patientin.
Die Umschaltzeitpunkte
des Umschalters- 21 sind hierbei durch vom Taktgenerator 16 jeweils beim Durchlauf
des Ultraschall-Sendestrahles durch die Reflektormittenposition erzeugte Umschaltimpulse
festgelegt.
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Zur Erzeugung eines Elektronenstrahlrasters entsprechend der Ultraschall-Abtastung
sind insgesamt zwei Ablenkgeneratoren 24 und 25 für den Elektronenstrahl der Röhren
18 bzw. 20 vorgesehen. Der Ablenkgenerator 24 stellt dabei einen Sägezahngenerator
dar, der dem jeweiligen Vertikalablenkplattenpaar 26 bzw. 27 der Röhre 18 bzw. 20
im Takt des Taktgenerators 6, d.h.
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im Sendetakt der Ultraschall-Sendeimpulse, eine Sägezahnspannung zur
periodischen Vertikalauslenkung des Elektronenstrahls der jeweiligen Röhre zuführt.
Die während der jeweiligen Vertikalauslenkung als Hellpunkte markierten Echoimpulse
bilden insgesamt eine Bildschirmzeile. Der mit dem jeweiligen Horizontalablenkplattenpaar
28 bzw. 29 der Röhre 18 bzw. 20 verbundene Ablenkgenerator 25 dient zur Horizontalverschiebung
der jeweiligen Bildschiumzeile. Er erzeugt in Synchronisation zur Drehgeschwindigkeit
des Drehantriebs 30 für das Ultraschall-Sende-Empfangssystem 1 eine Horizontalablenkspannung
für den Elektronenstrahl der Röhren, die den jeweiligen Elektronenstrahl mit einer
der Verschiebegeschwindigkeit des Ultraschall-Strahles in der Brustebene entsprechenden
Geschwindigkeit über den Bildschirm 17 bzw. 19 der jeweiligen Röhre 18 bzw. 20 ablenkt.
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Die ~ Periodendauer der Horizontalablenkspannung des Ablenkgenerators
25 ist dabei entsprechend der halben Durchlaufzeit des Ultraschall-Sondestrahles
5, 6 durch den gesamten Reflektor 3 des Applikators nach Fig. 1 gewählt, d.h. während
jeder Ultraschall-Abtastung beider Brüste einer Patientin wird der Elektronenstrahl
jeder Röhre 18 bzw. 20 insgesamt zweimal zeilenförmig über den jeweiligen Bildschirm
17 bzw. 19 abgelenkt.
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Die Wirkungsweise des Ausführungsbeispieles nach den Fig. 1 und 2
ergibt sich somit wie folgt: Zu Beginn der Untersuchung wird der Applikator nach
der Fig. 1 am Brustkorb der Patientin angesetzt, so daß sich die linke Brust der
Patientin in der Aushöhlung 11 und die rechte Brust in der Aushöhlung 12 befindet.
Nach Einschalten des Drehantriebes 30 ftir das Ultraschall-Sende-Empfangssystem
1 beginnt die periodische Abtastung der Brüste von links nach rechts. Da sich bei
der Abtastung der linken Brust der Ultraschall-Sendestrahl jeweils in der linken
Hälfte des Applikators nach der Fig. 1 befindet, ist nach obiger Beschreibung der
Ausgang des Echoimpuls-Empfangsverstärkers 15 während dieser Abtastung über den
Umschalter 21 mit dem Wehnelt-Zylinder 22 der Röhre 18 verbunden. Am Bildschirm
17 dieser Röhre ergibt sich also das Echoschnittbild der linken Brust der Patientin.
Entsprechend ist während der Abtastung der rechten Brust der Echoimpuls-Empfangsverstärker
18 nur mit dem Wehnelt-Zylinder 23 der Röhre 20 verbunden. Am Bildschirm 19 dieser
Röhre entsteht somit ein Echoschnittbild der rechten Brust.
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Bei rascher Rotation des Ultraschall-Sende-Empfangssystems 1 des Applikators
nach der Fig. 1 erhält der Beobachter somit an getrennten Bildschirmen gleichzeitig
relativ großformatige Schnitte bilder von der linken und der rechten Brust der Patientin.
Damit ist, wie erwünscht, die Möglichkeit eines ständigen Sichtverglei ches zwischen
dem Schnittbild der einen und der anderen Brust gleichzeitig gegeben, was die eingangs
bereits aufgeführten Vorteile für die diagnostische Auswertung der Bilder mit sich
bringt.