DE29914663U1 - Combined ultrasound x-ray machines - Google Patents
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Description
Kombinierte Ultraschall-Röntgengeräte BeschreibungCombined ultrasound X-ray machines Description
Die Erfindung betrifft medizinische Ultraschall-Untersuchungsgeräte und/oder kombinierte Ultraschall-Röntgengeräte mit mindestens einer beweglich angeordneten Kompressionsplatte, in spezieller Ausgestaltung ein kombiniertes Ultraschall-Röntgen-Untersuchungsgerät mit zwei gegenüberliegend und relativ zueinander beweglich angeordneten Kompressionskörpern, zwischen denen sich ein Untersuchungsraum befindet und wozu in beiden Fällen entlang einerThe invention relates to medical ultrasound examination devices and/or combined ultrasound-X-ray devices with at least one movably arranged compression plate, in a special embodiment a combined ultrasound-X-ray examination device with two compression bodies arranged opposite one another and movable relative to one another, between which an examination space is located and for which in both cases along a
&iacgr;&ogr; Strecke beweglich angeordnete Ultraschall-Applikatoren gehören, die zur Durchführung der Röntgenuntersuchung völlig aus dem Strahlengang entfernt werden können. Die Erfindung betrifft darüber hinaus ein medizinisches Untersuchungsgerät mit mindestens einer beweglich angeordneten Kompressionsplatte, die einen mit Ultraschallkoppelflüssigkeit gefüllten Innenraum besitzt, worin eine Ultraschallwandleranordnung entlang einer geraden Strecke beweglieh angeordnet ist. Hierbei wird in einer ersten Ausführung die Ultraschallkoppelflüssigkeit sowohl während der Röntgenuntersuchung als auch als Voraussetzung für die Ultraschalluntersuchung im Innenraum der Kompressionsplatte belassen (Fall / Variante 1 nach Anspruch 2.1.), wobei sowohl die Gestaltung der Höhe des Innenraumes der Kompressionsplatte, die Gestaltung des Ultraschall-Applikators, als auch die verwandte Ultraschallkoppelflüssigkeit gewährleisten, daß die Anordnung eine geringe Röntgenabsorption aufweist. In einer speziellen Ausführung wird die Koppelflüssigkeit nach der Ultraschalluntersuchung restlos aus dem Innenraum der Kompressionsplatte entfernt (Fall / Variante 2 gemäß Anspruch 2.2.). Die Erfindung betrifft des weiteren einen Ultraschall-Applikator, der sich im Innenraum eines Gehäuses auf einer Kompressionsplatte befindet, wobei das Gehäuse in einem von dem Ultraschall-Applikator ausgehenden Schallweg eine Öffnung aufweist (Fall /Variante 3 nach Anspruch 2.3.). Anwendungsgebiet ist die kombinierte Röntgen- und Ultraschall-Untersuchung bei der Mammographie und der Ultraschall-Echographie.&iacgr;&ogr; ultrasound applicators which are movably arranged along a straight path and which can be completely removed from the beam path in order to carry out the X-ray examination. The invention also relates to a medical examination device with at least one movably arranged compression plate which has an interior space filled with ultrasound coupling fluid, in which an ultrasound transducer arrangement is movably arranged along a straight path. In a first embodiment, the ultrasound coupling fluid is left in the interior of the compression plate both during the X-ray examination and as a prerequisite for the ultrasound examination (case/variant 1 according to claim 2.1.), whereby the design of the height of the interior of the compression plate, the design of the ultrasound applicator and the ultrasound coupling fluid used ensure that the arrangement has low X-ray absorption. In a special embodiment, the coupling fluid is completely removed from the interior of the compression plate after the ultrasound examination (case/variant 2 according to claim 2.2.). The invention further relates to an ultrasound applicator which is located in the interior of a housing on a compression plate, the housing having an opening in a sound path emanating from the ultrasound applicator (case/variant 3 according to claim 2.3). The field of application is the combined X-ray and ultrasound examination in mammography and ultrasound echography.
Ein medizinisches Ultraschall Untersuchungsgerät ist aus der japanischen Offenlegungsschrift 60-190853 bekannt. Das Untersuchungsgerät ist zur Ultraschall-Untersuchung der weiblichen Brust vorgesehen. Es umfaßt zwei zueinander beweglich angeordnete Kompressionsplatten, die zum Fixieren und Komprimieren der Brust ausgebildet sind. In einer ersten Ausführung besitzen beide Kompressionsplatten einen Innenraum, worin gegenüberliegend jeweils eine Ultraschall-Wandleranordnung in einer Ultraschall-Koppelflüssigkeit beweglich angeordnet sind. Eine der Wandleranordnungen ist zum Senden und zum Empfang von Ultraschallsignalen ausgebildet. Die zweite Ultraschall-Wandleranordnung ist nur zum Empfang vorgesehen.A medical ultrasound examination device is known from Japanese laid-open publication 60-190853. The examination device is intended for ultrasound examination of the female breast. It comprises two compression plates which are arranged so that they can move relative to one another and are designed to fix and compress the breast. In a first embodiment, both compression plates have an interior in which an ultrasound transducer arrangement is arranged opposite one another so that it can move in an ultrasound coupling liquid. One of the transducer arrangements is designed to send and receive ultrasound signals. The second ultrasound transducer arrangement is only intended for reception.
Bei einer weiteren Ausführungsform ist lediglich in einer der Kompressionsplatten eine Ultraschall-Wandleranordnung in einer Bewegungsrichtung beweglich angeordnet. Die Ultraschall-Wandleranordnung umfaßt mehrere in Reihe angeordnete Ultraschall-Wandlerelemente. Die Ultraschall-Wandleranordnung ist mit einer Auswerteeinheit verbunden, die aus den empfangenen Signalen Informationen über die innere Struktur des zu untersuchenden Bereiches extrahiert. Diese Informationen werden auf einem mit der Auswerteschaltung verbundenen Monitor angezeigt. Weil sich die Wandleranordnung in der Koppelflüssigkeit befindet, ist eine gute schallmäßige Ankopplung der Ultraschall-Wandleranordnung an die Kompressionsplatte gewährleistet. Offen läßt die Beschreibung, wie der mechanische Antrieb der Ultraschall-Wandleranordnung gestaltet ist. Mit diesem Gerät soll ausschließlich eine Ultraschalluntersuchung durchgeführt werden. Die Schichtdicke des Gehäuses spielt demzufolge keine Rolle. Es ist aber nicht beabsichtigt, die Flüssigkeit zwischen den einzelnen Untersuchungen wieder zu entfernen, was bei einer ausschließlichen Ultraschalluntersuchung auch nicht nötig ist.In a further embodiment, an ultrasonic transducer arrangement is arranged in one direction of movement in just one of the compression plates. The ultrasonic transducer arrangement comprises several ultrasonic transducer elements arranged in series. The ultrasonic transducer arrangement is connected to an evaluation unit which extracts information about the internal structure of the area to be examined from the received signals. This information is displayed on a monitor connected to the evaluation circuit. Because the transducer arrangement is located in the coupling fluid, a good acoustic coupling of the ultrasonic transducer arrangement to the compression plate is guaranteed. The description does not explain how the mechanical drive of the ultrasonic transducer arrangement is designed. This device is intended exclusively for carrying out an ultrasound examination. The layer thickness of the housing is therefore not important. However, it is not intended to remove the fluid between the individual examinations, which is not necessary with an exclusively ultrasound examination.
Im US-Patent 4,681,120 wird über die Füllung und teilweise Entleerung eines Behälters, in den die Brust zur ausschließlichen Ultraschalluntersuchung verbracht wird, berichtet, indem dadurch der Ausgleich unterschiedlich großer Brustvolumina an den Untersuchungsraum erzielt werden soll. Eine vollständige Entleerung des Behälters ist aus diesem Grunde nicht vorgesehen, der Behälter ist auch keine Kompressionsplatte. Da nicht beabsichtigt ist, den Behälter vollständig zu entleeren, sind keine Mittel vorgesehen, die über das Abpumpen der Flüssigkeit hinaus auch noch letzte verbleibende Flüssigkeitsreste entfernen sollen.
In der Veröffentlichung von A. Hernandez et al. (Acquisition and Steroscopic Visualisation of Three-Dimensional Ultrasonic Breast Data, in IEEE Transactions on Ultrasonics, Ferroelectrics and Frequency Control, Vol. 43, 1996, S. 576-80) wird die Bewegung des Schallkopfes in einem geschlossenen Gehäuse mittels Stange und Zahnrad beschrieben. Die Antriebsvorrichtung befindet sich auf der Kompressionsplatte. Die beschriebene Lösung kann allerdings nicht für eine Bewegung des Schallkopfes innerhalb einer Kompressionsplatte verwendet werden.
Ein kombiniertes Ultraschall-Röntgen-Untersuchungsgerät der eingangs genannten Art ist aus der DE-OS 4309597 bekannt. Das dort beschriebene kombinierte Ultraschall-Röntgen-Untersuchungsgerät ist zur Untersuchung der weiblichen Brust ausgebildet und besitzt zwei zueinander beweglich angeordnete Kompressionsplatten, mit denen die Brust komprimiert und fixiert werden kann. Eine oberhalb der Kompressionsplatten angeordnete Röntgenröhre kann einen an der unteren Kompressionsplatte angeordneten Film belichten, um herkömmliehe Röntgen-Mammogramme aufzuzeichnen. Zusätzlich können Ultraschallinformationen derUS Patent 4,681,120 describes the filling and partial emptying of a container into which the breast is placed for ultrasound examination only, in order to compensate for the different breast volumes in the examination room. For this reason, the container is not intended to be completely emptied, nor is the container a compression plate. Since the intention is not to completely empty the container, no means are provided to remove any remaining liquid residues beyond pumping out the liquid.
In the publication by A. Hernandez et al. (Acquisition and Steroscopic Visualisation of Three-Dimensional Ultrasonic Breast Data, in IEEE Transactions on Ultrasonics, Ferroelectrics and Frequency Control, Vol. 43, 1996, pp. 576-80) the movement of the transducer in a closed housing using a rod and gear is described. The drive device is located on the compression plate. However, the solution described cannot be used for moving the transducer within a compression plate.
A combined ultrasound-X-ray examination device of the type mentioned above is known from DE-OS 4309597. The combined ultrasound-X-ray examination device described therein is designed for examining the female breast and has two compression plates that are arranged so that they can move relative to one another and with which the breast can be compressed and fixed. An X-ray tube arranged above the compression plates can expose a film arranged on the lower compression plate in order to record conventional X-ray mammograms. In addition, ultrasound information from the
fixierten Brust auf der Grundlage von Echosignalen erzeugt werden. Dazu ist auf der oberen Kompressionsplatte, also der Kompressionsplatte, die der Röntgenröhre zugewandt ist, ein Ultraschall-Applikator (auch als Ultraschallwandler, Ultraschallwandleranordnung oder Schallkopf bezeichnet) in einem Schlitten über ein Führungssystem beweglich angeordnet.fixed breast based on echo signals. For this purpose, an ultrasound applicator (also called an ultrasound transducer, ultrasound transducer arrangement or transducer) is arranged on the upper compression plate, i.e. the compression plate facing the X-ray tube, in a carriage that can move via a guide system.
Der Schlitten wird manuell oder schrittmotorgetrieben auf der Kompressionsplatte bewegt, um das gesamte Untersuchungsgebiet mit Ultraschallwellen abzutasten. Der Ultraschall-Applikator muß dabei schallmäßig an die Oberfläche der Kompressionsplatte angekoppelt werden, andernfalls entstehen unerwünschte Echosignale, die Bildartefakte verursachen.
In der Schrift FR 2733142 Al wird die Untersuchung der komprimierten Brust durch Röntgen-und Ultraschall beschrieben. Ein Nachteil beider beschriebenen Erfindungen ist, daß nicht genau ausgeführt wird, wie die Ankopplung des Applikators an die Kompressionsplatte erfolgt, bzw. keine Mittel vorgesehen sind, die das Kopplungsmittel vollständig nach der Ultraschalluntersuchung entfernen, damit es die Röntgenuntersuchung nicht stört.
In der US-PS 5,479,927 ist bei einem kombinierten Ultraschall-Röntgen-UntersuchungsgerätThe carriage is moved manually or by stepper motor on the compression plate in order to scan the entire examination area with ultrasound waves. The ultrasound applicator must be sonically coupled to the surface of the compression plate, otherwise undesirable echo signals are generated that cause image artifacts.
The document FR 2733142 A1 describes the examination of the compressed breast using X-rays and ultrasound. A disadvantage of both of the inventions described is that it is not explained exactly how the applicator is coupled to the compression plate, and no means are provided to completely remove the coupling agent after the ultrasound examination so that it does not interfere with the X-ray examination.
In US-PS 5,479,927, a combined ultrasound-X-ray examination device
is zur Verbesserung der schallmäßigen Ankopplung des Ultraschallwandlerarrays vorgeschlagen worden, daß entweder ein geeignetes Koppelmittel verwendet wird oder daß die Oberfläche der Kompressionsplatte mit einem zusätzlichen dünnen Gelkissen belegt ist.
Da sich das Koppelmittel im Strahlengang zwischen der Röntgenröhre und dem Film befindet, ist durch eine kaum zu vermeidende Ungleichverteilung mit einer unerwünschten Abbildung auf dem Mammogramm zu rechnen. Zudem wirken Zwischenschichten für die Röntgenstrahlen wie Filter, die eine unerwünschte Aufhärtung des Röntgenstrahls bewirken können.
Bei Ultraschall-Untersuchungen der weiblichen Brust sind zwei Möglichkeiten einer schallmäßigen Ankopplung eines Ultraschall-Applikators bekannt. Zum einen kann der Ultraschall-Applikator direkt an die Hautoberfläche gegebenenfalls noch über ein Ultraschall-Koppelmittel angekoppelt werden, zum anderen erfolgt bei bestimmten Untersuchungen eine indirekte Ankopplung des Ultraschall-Applikators über eine ultraschalldurchlässige Kompressionsplatte, auch dabei wird im allgemeinen ein Ultraschall-Koppelmittel verwendet. Eine Vorrichtung zur indirekten Ankopplung des Ultraschall-Applikators ist aus der US-PS 5,603,326 bekannt.In order to improve the acoustic coupling of the ultrasonic transducer array, it has been suggested that either a suitable coupling agent be used or that the surface of the compression plate be covered with an additional thin gel pad.
Since the coupling agent is located in the beam path between the X-ray tube and the film, an uneven distribution that is almost unavoidable can result in an undesirable image on the mammogram. In addition, intermediate layers act like filters for the X-rays, which can cause an undesirable hardening of the X-ray beam.
There are two ways of connecting an ultrasound applicator to the skin during ultrasound examinations of the female breast. Firstly, the ultrasound applicator can be connected directly to the skin surface, possibly via an ultrasound coupling agent. Secondly, for certain examinations, the ultrasound applicator can be connected indirectly via an ultrasound-permeable compression plate, and an ultrasound coupling agent is generally used here too. A device for indirectly connecting the ultrasound applicator is known from US Pat. No. 5,603,326.
Insbesondere bei einer kombinierten Röntgen-Ultraschalluntersuchung der weiblichen Brust erfolgt die schallmäßige Ankopplung des Ultraschall-Applikators nicht direkt auf der Hautoberfläche, sondern über die Kompressionsplatte.Particularly in a combined X-ray ultrasound examination of the female breast, the sound coupling of the ultrasound applicator does not occur directly on the skin surface, but via the compression plate.
Ein Ultraschall-Applikator ist Gegenstand der bereits oben genannten US-PS 5,479,927. Der Ultraschall-Applikator umfaßt dort eine Vorrichtung, mit der ein Gleit-/Koppelmittel zwisehen dem Ultraschall-Applikator und der Oberfläche der Kompressionsplatte aufgebrachtAn ultrasonic applicator is the subject of the above-mentioned US-PS 5,479,927. The ultrasonic applicator comprises a device with which a lubricant/coupling agent is applied between the ultrasonic applicator and the surface of the compression plate.
werden kann. Der Ultraschall-Applikator umfaßt einen mit einem Gehäuse versehenen Ultraschallwandler. In dem Gehäuse sind am unteren Ende Abstandselemente ausgeformt. Zwischen den einzelnen Abstandselementen ist so ein von Gehäusewandungen freier Zwischenraum geschaffen. Die Abstandselemente heben die Kontaktfläche des Ultraschallwandlers und das Gehäuse etwas von der Oberfläche der Kompressionsplatte ab. Der Innenraum des Gehäuses ist mit einem schwammartigen Material ausgefüllt, das mit einer geeigneten Gleit-/Koppelflüssigkeit getränkt ist. ha der Anwendung sind die Abstandshalter sowie das schwammähnliche Material in Kontakt mit der Kompressionsplatte. Auf diese Art wird ein dünner Film von Gleit-/Koppelmittel auf die Platte aufgebracht. Das Gehäuse erlaubt auch eine Handhabung des Ultraschall-Applikators, ohne das schwammartige Material zu berühren. Das Gleit-/Koppelmittel verbleibt bei dieser Zuführung auf der Oberfläche der Kompressionsplatte. Diese Schicht kann bei einem nachträglich erstellten Röntgen-Mammogramm zu Artefakten führen. Es kann nämlich nicht davon ausgegangen werden, daß die Schicht aus Gleit-/Koppelmittel gleichmäßig dick auf der Kompressionsplatte verteilt ist, wodurch die Röntgenstrahlung in Abhängigkeit von der Dicke des Gleit-/Koppelmittels unterschiedlich stark absorbiert wird.The ultrasound applicator comprises an ultrasound transducer provided with a housing. Spacer elements are formed in the housing at the lower end. This creates a space between the individual spacer elements that is free of housing walls. The spacer elements lift the contact surface of the ultrasound transducer and the housing slightly from the surface of the compression plate. The interior of the housing is filled with a sponge-like material that is soaked with a suitable lubricant/coupling fluid. During use, the spacers and the sponge-like material are in contact with the compression plate. In this way, a thin film of lubricant/coupling agent is applied to the plate. The housing also allows the ultrasound applicator to be handled without touching the sponge-like material. The lubricant/coupling agent remains on the surface of the compression plate during this application. This layer can lead to artifacts in a subsequent X-ray mammogram. It cannot be assumed that the layer of lubricant/coupling agent is evenly distributed on the compression plate, which means that the X-rays are absorbed to varying degrees depending on the thickness of the lubricant/coupling agent.
hi der Patentanmeldung DE 3733439 Al wird eine Vorrichtung zur Distanzierung oberflächlicher Organe vom Schallkopf beschrieben, da ältere Ultraschallgeräte Auflösungsprobleme im Nahbereich hatten (was bei neueren Geräten überwunden wurde) und wodurch die Darstellung schallkopfhaher Strukturen nicht möglich war. Der Behälter stellt eine künstliche Gewebeschicht (sogenannte Vorlaufstrecke) dar. Eine kontinuierliche Abtastung der komprimierten Brust auf einer Kompressionsplatte ist mit einer derartigen Vorrichtung nicht möglich.Patent application DE 3733439 A1 describes a device for distancing superficial organs from the transducer, as older ultrasound devices had resolution problems in the close range (which has been overcome in newer devices) and as a result the imaging of structures close to the transducer was not possible. The container represents an artificial tissue layer (so-called lead section). Continuous scanning of the compressed breast on a compression plate is not possible with such a device.
Der Erfindung liegen die Aufgaben zugrunde, die eingangs genannten medizinischen Untersuchungsgeräte so weiterzubilden, daß die Ultraschall-Wandleranordnung mit möglichst geringem mechanischen Aufwand präzise in oder auf der/den Kompressionsplatte/n bewegt werden kann, ein kombiniertes Ultraschall-Röntgen-Untersuchungsgerät anzugeben, wobei die Ultraschall-Wandleranordnung gut an die Kompressionskörper angekoppelt ist, gleichzeitig aber eine Beeinträchtigung des Röntgenmammogramms durch Ultraschall-Koppelflüssigkeit vermieden ist und einen dazugehörenden Ultraschall-Applikator zu entwickeln, der zum einen gut an eine Oberfläche ultraschallmäßig anzukoppeln ist und der zum anderen keine vom Gleit-/Koppelmittel verursachte Artefakte im Röntgen-Mammogramm erzeugt.
Die Aufgabe wurde einerseits dadurch gelöst, daß in medizinischen Ultraschall-Untersuchungsgeräten mit beweglich angeordneten Kompressionsplatten (2, 4), Ultraschallkoppelflüssigkeit und mit einem entlang einer Strecke angeordneten beweglichen Ultraschall-The invention is based on the objects of developing the medical examination devices mentioned at the outset in such a way that the ultrasound transducer arrangement can be moved precisely in or on the compression plate(s) with as little mechanical effort as possible, of specifying a combined ultrasound-X-ray examination device, wherein the ultrasound transducer arrangement is well coupled to the compression bodies, but at the same time impairment of the X-ray mammogram by ultrasound coupling fluid is avoided and of developing an associated ultrasound applicator which, on the one hand, can be easily coupled to a surface using ultrasound and, on the other hand, does not produce any artifacts in the X-ray mammogram caused by the lubricant/coupling agent.
The task was solved on the one hand by using medical ultrasound examination devices with movably arranged compression plates (2, 4), ultrasound coupling fluid and a movable ultrasound sensor arranged along a path.
Applikator (14) mindestens eine der beweglich angeordneten itompressionsplatten (2) einen mit Ultraschallkoppelflüssigkeit (23) gefüllten flüssigkeitsdichten Innenraum (12) von der Höhe der Schallelemente des Ultraschall-Applikators (14) besitzt, worin sich der Ultraschall-Applikator (14) befindet, der mit einer mit einem Antrieb (25) verbundenen Stange verbunden ist, in der die elektrischen Kabel (31) des Ultraschall-Applikators (14) flüssigkeitsdicht aus dem Innenraum geführt werden. Während der Röntgenuntersuchung wird der Ultraschall-Applikator aus dem Strahlengang entfernt, während der Innenraum der Kompressionsplatte vollständig und in gleichmäßiger Schichtdicke durch die Koppelflüssigkeit ausgefüllt bleibt. Hierbei realisiert die Minimierung der Höhe des Innenraumes der Kompressionsplatte auf dieApplicator (14) at least one of the movably arranged compression plates (2) has a liquid-tight interior (12) filled with ultrasonic coupling fluid (23) at the height of the sound elements of the ultrasonic applicator (14), in which the ultrasonic applicator (14) is located, which is connected to a rod connected to a drive (25) in which the electrical cables (31) of the ultrasonic applicator (14) are guided out of the interior in a liquid-tight manner. During the X-ray examination, the ultrasonic applicator is removed from the beam path, while the interior of the compression plate remains completely filled with the coupling fluid in a uniform layer thickness. In this case, the minimization of the height of the interior of the compression plate to the
&iacgr;&ogr; Höhe der Schallelemente durch seitliche Führung der elektrischen Leitungen die von ihrer Schichtdicke geringmöglichste Röntgenabsorption der während der Röntgenuntersuchung nicht entfernbaren Koppelflüssigkeit, die darüber hinaus auch durch ihre chemische Zusammensetzung eine geringe Röntgenabsorption hat. Damit kann das Ultraschall-Untersuchungsgerät als kombiniertes Ultraschall-Röntgen-Untersuchungsgerät eingesetzt werden. Andererseits wurde die Aufgabe dadurch gelöst, daß in einem kombinierten Ultraschall-Röntgen-Untersuchungsgerät mit zwei gegenüberliegend und relativ zueinander beweglich angeordneten Kompressionskörpern (2, 4), zwischen denen sich ein Untersuchungsraum befindet, eine der Kompressionsplatten (2) einen Innenraum (12) aufweist, worin die mit einem Antrieb verbundene Ultraschall-Wandleranordnung angeordnet ist, daß Mittel (32, 34, 36, 40) zum Füllen des Innenraums (12) mit Ultraschall-Koppelflüssigkeit (23) und zum Entfernen von Ultraschall-Koppelflüssigkeit (23) aus dem Innenraum (12) vorhanden sind und daß der Ultraschall-Applikator (14) nach der Ultraschalluntersuchung - wie auch im Fall der Varianten 1 und 3 - vollständig aus dem Strahlengang entfernt werden kann.
Bei der erfindungsgemäßen Variante 1 - und nur bei dieser - wird das Kopplungsmittel während der Röntgenuntersuchung nicht entfernt. Deshalb kommen als Kopplungsflüssigkeiten solche mit einer geringen Röntgenabsorption in Frage, wie Öle oder Alkohole, jedoch auch jede andere Flüssigkeit mit geringer Röntgenabsorption, die eine Ultraschallankopplung erlaubt. Als Öle eignen sich Mineralöle, insbesondere leichtes Mineralöl, als Alkohole z.B.
Ethanol oder Propanol.Î Height of the sound elements by lateral routing of the electrical cables, the lowest possible X-ray absorption of the layer thickness of the coupling fluid, which cannot be removed during the X-ray examination, which also has a low X-ray absorption due to its chemical composition. This means that the ultrasound examination device can be used as a combined ultrasound-X-ray examination device. On the other hand, the object was achieved in that in a combined ultrasound-X-ray examination device with two compression bodies (2, 4) arranged opposite one another and movable relative to one another, between which an examination space is located, one of the compression plates (2) has an interior (12) in which the ultrasound transducer arrangement connected to a drive is arranged, that means (32, 34, 36, 40) for filling the interior (12) with ultrasound coupling fluid (23) and for removing ultrasound coupling fluid (23) from the interior (12) are present and that the ultrasound applicator (14) can be completely removed from the beam path after the ultrasound examination - as in the case of variants 1 and 3.
In variant 1 according to the invention - and only in this variant - the coupling agent is not removed during the X-ray examination. Therefore, coupling liquids with low X-ray absorption, such as oils or alcohols, can be used, but also any other liquid with low X-ray absorption that allows ultrasound coupling. Mineral oils, especially light mineral oil, are suitable as oils, and alcohols, for example
Ethanol or propanol.
Für den Fall, daß die Vorrichtungen (Koppelflüssigkeit, zusätzliche Aufbauten zur Realisierung der Ankopplung) nicht aus dem Strahlengang entfernt werden können, sind alle Maßnahmen darauf gerichtet, daß die Anordnung so dünn wie möglich ist, um die Röntgenstrahlung nicht zu stark aufzuhärten.
In dem Fall, in dem die Koppelflüssigkeit aus der Kompressionsplatte entfernt werden kann, ist zur Erstellung der Ultraschallbilder der Innenraum mit der Ultraschall-KoppelflüssigkeitIn the event that the devices (coupling fluid, additional structures for realizing the coupling) cannot be removed from the beam path, all measures are aimed at ensuring that the arrangement is as thin as possible in order not to harden the X-ray radiation too much.
In the case where the coupling fluid can be removed from the compression plate, the interior is filled with the ultrasound coupling fluid to create the ultrasound images.
gefüllt. Damit ist der Ultraschall-Applikator an die Kompressionsplatte schallmäßig gut angekoppelt. Vor der Erstellung des Röntgen-Mammogramms wird die Koppelflüssigkeit aus dem Innenraum entfernt. Damit werden Bildartefakte (z.B. Aufhärtungen) im Röntgen-Mammogramm aufgrund von Koppelmitteln vermieden.filled. This ensures that the ultrasound applicator is well coupled to the compression plate in terms of sound. Before the X-ray mammogram is created, the coupling fluid is removed from the interior. This avoids image artifacts (e.g. hardening) in the X-ray mammogram caused by coupling agents.
Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung ist ein Wischelement mit dem Ultraschall-Applikator verbunden. Das Wischelement beseitigt Reste von Koppelflüssigkeit auf der Oberfläche des Innenraums, indem nach dem Entfernen der Koppelflüssigkeit aus dem Innenraum der Ultraschall-Applikator in eine Ruhestellung zurückgefahren wird. Die Ruhestellung befindet sich wie bei allen anderen Varianten 1 bis 3 ebenfalls - außerhalb des mittels Röntgen darstellbarenIn an advantageous embodiment, a wiping element is connected to the ultrasound applicator. The wiping element removes residues of coupling fluid on the surface of the interior by moving the ultrasound applicator back to a rest position after the coupling fluid has been removed from the interior. The rest position is, as with all other variants 1 to 3, also outside the area that can be visualized by X-ray.
&iacgr;&ogr; Bereichs.&iacgr;&ogr; area.
Eine besonders vorteilhafte Ausgestaltung zeichnet sich dadurch aus, daß der Innenraum in Bewegungsrichtung des Ultraschall-Applikators einen gleichförmigen Querschnitt aufweist, daß mit dem Ultraschall-Applikator ein Schieber verbunden ist, der an den querschnittbegrenzenden Innenflächen dichtend anliegt. Der Schieber reinigt zum einen die den Innenraum begrenzenden Innenwände, zum anderen kann der Schieber als Kolben das Füllen und Entleeren des Innenraums vornehmen oder zumindest unterstützen.A particularly advantageous embodiment is characterized in that the interior has a uniform cross-section in the direction of movement of the ultrasonic applicator, and that a slide is connected to the ultrasonic applicator, which seals against the inner surfaces that limit the cross-section. On the one hand, the slide cleans the inner walls that limit the interior, and on the other hand, the slide can act as a piston to fill and empty the interior or at least support this.
Bei einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung ist eine dem Untersuchungsraum abgewandte und den Innenraum begrenzende Wandung der Kompressionsplatte abnehmbar oder wegklappbar ausgebildet. Die Wandung wird nach Entleeren des Innenraums zur Röntgenuntersuchung abgeklappt, um die Schichtdicke zwischen der Röntgenröhre und dem eigentlichen Untersuchungsobjekt weiter zu reduzieren. Hiermit wäre die bisher übliche Mammografiekonstellation beim Röntgen trotz Ultraschallankopplung völlig unverändert.
Besonders wirksam kann diese Lösung eingesetzt werden, wenn die Kompressionsplatte senkrecht steht (bei liegendem Mammografiegerät), von unten mit Flüssigkeit gefüllt wird, wobei sich der Ultraschall-Applikator mit dem Flüssigkeitsspiegel nach oben bewegt. Wegen der Schwerkraft und dem Flüssigkeitsspiegel, der durch die Pumpen reguliert wird, muß das Gehäuse oben nicht dicht sein, was die Abklappung des zweiten Teiles der Kompressionsplatte nach Entfernung des Ultraschall-Applikators und der Koppelflüssigkeit erleichtert.
Überraschenderweise hat sich herausgestellt, daß der Ultraschall-Applikator mit geringem mechanischen Aufwand präzise in der Kompressionsplatte bewegt werden kann und eine Beeinträchtigung des Röntgenmammogramms durch Ultraschall-Koppelflüssigkeit vermieden wurde, indem nach der Ultraschalluntersuchung und vor der Durchführung der Röntgenuntersuchung die Koppelflüssigkeit im Groben entfernt wird und verbliebene Tropfen ebenfalls entfernt werden, zumindest in einen gleichmäßigen Flüssigkeitsfilm umgewandelt wurden.In a further advantageous embodiment, a wall of the compression plate facing away from the examination room and delimiting the interior is designed to be removable or foldable. The wall is folded away after the interior has been emptied for the X-ray examination in order to further reduce the layer thickness between the X-ray tube and the actual object being examined. This would mean that the previously usual mammography constellation for X-rays would remain completely unchanged despite the ultrasound coupling.
This solution can be used particularly effectively if the compression plate is in an upright position (with the mammography device lying down) and is filled with liquid from below, with the ultrasound applicator moving upwards with the liquid level. Due to gravity and the liquid level, which is regulated by the pumps, the housing does not have to be sealed at the top, which makes it easier to fold down the second part of the compression plate after removing the ultrasound applicator and the coupling liquid.
Surprisingly, it has been found that the ultrasound applicator can be moved precisely in the compression plate with little mechanical effort and that an impairment of the X-ray mammogram by ultrasound coupling fluid was avoided by roughly removing the coupling fluid after the ultrasound examination and before performing the X-ray examination and by also removing any remaining drops or at least converting them into a uniform liquid film.
Erfindungsgemäß wird im Falle 2 die vollständige Entfernung angestrebt, während bei 1 durchAccording to the invention, in case 2 the complete removal is sought, while in case 1 by
die gleichmäßige Schichtdicke des'KopVlungsmitteis im Hohlraum der Kompressionsplatte keine Verfälschung des Röntgenbildes auftrittthe uniform layer thickness of the compression agent in the cavity of the compression plate does not distort the X-ray image
Nur im Fall der Variante 1 ist es zwingend notwendig, die Anordnung so flach wie möglich zu gestalten, bei 2 könnte sie auch weniger flach sein, da das Koppelmittel völlig entfernt wird.Only in the case of variant 1 is it absolutely necessary to make the arrangement as flat as possible; in case of variant 2 it could also be less flat, since the coupling agent is completely removed.
Es ist nur auch hier vorteilhaft, die doppelwandige Kompressionsplatte so flach wie möglich zu halten, da sonst unnötig viel Flüssigkeit bei der Füllung und Entleerung bewegt werden muß.It is also advantageous here to keep the double-walled compression plate as flat as possible, otherwise an unnecessary amount of liquid would have to be moved during filling and emptying.
Bei den Varianten 1 und 2 ist die Ankopplung des Ultraschall-Applikators an die Kompressionsplatte dadurch gelöst, daß diese zur Ultraschalluntersuchung einen mit Flüssigkeit gefüllten Hohlraum aufweist.In variants 1 and 2, the coupling of the ultrasound applicator to the compression plate is achieved by the fact that the plate has a cavity filled with liquid for ultrasound examination.
Erfindungsgemäß liegen die Stange, die neben dem Antrieb zum Abtasten des Untersuchungsgebietes einer sicheren Führung des Ultraschall-Applikators innerhalb der Kompressionsplatte dient, und der Ultraschall-Applikator im wesentlichen in einer Ebene. Damit ist eine maximale Annäherung der oberen und unteren Wandung der Kompressionsplatte möglich,According to the invention, the rod, which serves not only as a drive for scanning the examination area but also as a safe guide for the ultrasound applicator within the compression plate, and the ultrasound applicator are essentially in one plane. This allows the upper and lower walls of the compression plate to be brought as close together as possible.
is wodurch die Kompressionsplatte flach ausgeführt werden kann. Insbesondere bei einer Verwendung in einem kombinierten Ultraschall-Röntgen-Untersuchungsgerät ist der Einfluß des Ultraschall-Koppelmittels auf die Röntgenbildgebung minimiert.is which allows the compression plate to be made flat. The influence of the ultrasound coupling agent on the X-ray imaging is minimized, particularly when used in a combined ultrasound-X-ray examination device.
Eine vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, daß die Stange als Hohlstange ausgebildet ist und daß mit dem Ultraschall-Applikator verbundene elektrische Leitungen durch die Hohlstange aus der Kompressionsplatte herausgeführt sind. Damit dient der Antrieb zugleich zur flüssigkeitsdichten Herausfuhrung der elektrischen Leitungen, die zum Betrieb des Ultraschall-Applikators erforderlich sind.An advantageous embodiment of the invention is characterized in that the rod is designed as a hollow rod and that electrical lines connected to the ultrasound applicator are led out of the compression plate through the hollow rod. The drive thus also serves to lead out the electrical lines required for operating the ultrasound applicator in a liquid-tight manner.
Bei einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung ist der Ultraschall-Applikator als Ultraschall-Array mit mehreren in Reihe angeordneten Ultraschall-Wandlerelementen ausgebildet. Damit kann in einer einzigen Position des Ultraschall-Arrays jeweils eine Schnittebene ultraschallmäßig vollständig abgetastet werden.In a further advantageous embodiment, the ultrasound applicator is designed as an ultrasound array with several ultrasound transducer elements arranged in series. This allows a cutting plane to be completely scanned ultrasound-wise in a single position of the ultrasound array.
Bei einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung füllt das Ultraschall-Array quer zur Bewegungsrichtung den Innenraum aus. Damit ist zum einen eine Ultraschallabtastung bis zum Rand der Kompressionsplatte möglich, zum anderen können die Seitenwände des Innenraumes als Führung für den Ultraschall-Applikator dienen.In a further advantageous embodiment, the ultrasound array fills the interior transversely to the direction of movement. This enables ultrasound scanning up to the edge of the compression plate, and the side walls of the interior can serve as a guide for the ultrasound applicator.
Im Fall der Variante 3 befindet sich der erfindungsgemäße Ultraschall-Applikator in einem Gehäuse und wird zusammen mit diesem auf der patientenabgewandten Seite einer handelsüblichen Kompressionsplatte ohne Hohlraum bewegt. Zwischen dem Schallfenster des Applikators und der Kompressionsplatte befindet sich lediglich die Koppelflüssigkeit - wie in den Fällen 1 und 2 ebenfalls - und keine zusätzliche Schicht, die Bestandteil des Gehäuses ist. DieIn the case of variant 3, the ultrasound applicator according to the invention is located in a housing and is moved together with this on the side facing away from the patient of a commercially available compression plate without a cavity. Between the sound window of the applicator and the compression plate there is only the coupling liquid - as in cases 1 and 2 - and no additional layer that is part of the housing. The
Gestaltung des Gehäuses in dem Bereich, der in unmittelbarem Kontakt zur Kompressionsplatte ist, gewährleistet einerseits eine Dichtung, die die Koppelflüssigkeit innerhalb des Gehäuses hält, weiterhin die Möglichkeit der Bewegung von Ultraschall-Applikator und Gehäuse auf der Kompressionsplatte und andererseits die vollständige Entfernung des Koppelmittels von der Kompressionsplatte in den Bereichen, über die sich der Applikator schon bewegt hat. Die Dichtmittel stellen in der Anwendung des Ultraschall-Applikators sicher, daß im Gehäuse eingebrachtes Gleit-/Koppelmittel in diesem verbleibt und nicht auslaufen kann und dadurch die Ultraschall-Wandleranordnung an die Oberfläche schallmäßig ankoppelt. Gleichzeitig wird aber verhindert, daß bei einer Bewegung des Ultraschall-Applikators über der OberflächeThe design of the housing in the area that is in direct contact with the compression plate ensures, on the one hand, a seal that keeps the coupling fluid inside the housing, the possibility of movement of the ultrasound applicator and housing on the compression plate and, on the other hand, the complete removal of the coupling agent from the compression plate in the areas over which the applicator has already moved. When the ultrasound applicator is in use, the sealing means ensure that the lubricant/coupling agent introduced into the housing remains in it and cannot leak out, thereby acoustically coupling the ultrasound transducer arrangement to the surface. At the same time, however, it is prevented that when the ultrasound applicator moves over the surface
&iacgr;&ogr; Gleit-/Koppelmittel auf der Oberfläche verbleibt. Die Flüssigkeitsdichtmittel bewirken einerseits eine Abdichtung des Inneneraums, erlauben andererseits jedoch auch, daß der Ultraschall-Applikator auf der Oberfläche gleiten kann.&iacgr;&ogr; lubricant/coupling agent remains on the surface. The liquid sealants seal the interior on the one hand, but on the other hand also allow the ultrasound applicator to slide on the surface.
Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung wird das Gleiten auf der Oberfläche erleichtert, wenn die Flüssigkeitsdichtmittel zusätzlich ein textilartiges Material umfassen.According to an advantageous embodiment, sliding on the surface is facilitated if the liquid sealing means additionally comprise a textile-like material.
is Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung zeichnet sich dadurch aus, daß die Flüssigkeitsdichtmittel Rollen aus einem elastischen Material umfassen. Die Rollen sind so angeordnet, daß sie die Bewegung des Ultraschall-Applikators in zwei entgegengesetzte Richtungen weiter erleichtern.
Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung zeichnet sich dadurch aus, daß an dem Gehäuse ein Wischelement befestigt ist, das in einer ersten Bewegung des Ultraschall-Applikators aktivierbar und in einer zweiten Bewegungsrichtung deaktivierbar ist. Damit ist eine weitestgehende Entfernung des Gleit-/Koppelmediums nach erfolgter Untersuchung gewährleistet. In der Phase der Ultraschall-Bilderstellung ist das Wischelement deaktiviert, bei der Rückwärtsbewegung des Ultraschall-Applikators in eine Ausgangs- oder Ruhestellung wird das Wischelement aktiviert, wodurch dann das Gleit-/Koppelmittel von der Oberfläche wieder entfernt wird.is A further advantageous embodiment is characterized in that the liquid sealing means comprise rollers made of an elastic material. The rollers are arranged in such a way that they further facilitate the movement of the ultrasound applicator in two opposite directions.
A further advantageous embodiment is characterized by the fact that a wiping element is attached to the housing, which can be activated in a first movement of the ultrasound applicator and deactivated in a second movement direction. This ensures that the lubricant/coupling medium is removed as far as possible after the examination has been completed. During the ultrasound image creation phase, the wiping element is deactivated; when the ultrasound applicator moves backwards to an initial or resting position, the wiping element is activated, which then removes the lubricant/coupling medium from the surface again.
Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung sind an dem Gehäuse Mittel zum Trocknen der Oberfläche angeordnet, die in einer ersten Bewegungsrichtung des Ultraschall-Applikators aktivierbar und in einer zweiten Bewegungsrichtung deaktivierbar sind. Die Mittel zum Trocknen werden zusätzlich zum Wischelement zur vollständigen Trocknung der Oberfläche eingesetzt.According to a further advantageous embodiment, means for drying the surface are arranged on the housing, which can be activated in a first direction of movement of the ultrasound applicator and deactivated in a second direction of movement. The drying means are used in addition to the wiping element to completely dry the surface.
Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung zeichnet sich dadurch aus, daß in dem Gehäuse eine dicht verschließbare Flüssigkeitsfüllöffhung angeordnet ist. Darüber kann verbrauchte Gleit-/Koppelflüssigkeit nachgefüllt werden.A further advantageous embodiment is characterized in that a tightly sealable liquid filling opening is arranged in the housing. Used lubricant/coupling fluid can be refilled through this.
Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung ist in dem Gehäuse eine dicht verschließba-According to a further advantageous embodiment, a tightly sealable
re Entlüftungsöffnung angeordnet.re ventilation opening arranged.
Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung zeichnet sich dadurch aus, daß Mittel zum Andrücken der die Öffnung abdichtenden Flüssigkeitsdichtmittel an die anzukoppelnde Oberfläche mit dem Gehäuse verbunden sind. Die Mittel zum Andrücken der Flüssigkeitsdichtmittel an die anzukoppelnde Oberfläche können zusätzlich so ausgebildet sein, daß damit eine Führung des Ultraschall-Applikators über die Oberfläche erfolgen kann.A further advantageous embodiment is characterized in that means for pressing the liquid sealing means sealing the opening onto the surface to be coupled are connected to the housing. The means for pressing the liquid sealing means onto the surface to be coupled can additionally be designed in such a way that the ultrasound applicator can be guided over the surface.
Bei einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung mit senkrechter Stellung der Kompressionsplatten (bei liegendem Mammografiegerät) kann analog zur Gestaltung der doppelwandigen Kompressionsplatte bei der Variante 2 auf die obere Wandung des den Applikator umschließenden und mit Koppelflüssigkeit gefüllten Gehäuses verzichtet werden, da hier eine Dichtung durch die Schwerkraft erzielt wird, indem sich ein der Schwerkraft folgender waagerechter Flüssigkeitsspiegel einstellt. Die Koppelflüssigkeit füllt nach wie vor das den Schallkopf enthaltende Gehäuse völlig aus und wird gegenüber der Kompressionsplatte an drei Seiten in der vorbeschriebenen Weise durch Flüssigkeitsdichtmittel abgedichtet. An der nach oben gerichteten vierten Seite stellt sich durch die Schwerkraft ein waagerechter Flüssigkeitsspiegel ein, die Koppelflüssigkeit füllt das Gehäuse bis zur brustwandnahen Begrenzung der senkrecht stehenden Wände des Gehäuses auf. Durch den möglichen Verzicht auf Dichtmittel im Bereich der brustwandzugewandten offenen Seite des Gehäuses gelingt eine noch bessere Darstellung des brustwandnahen Gewebes.In a further advantageous embodiment with the compression plates in a vertical position (with the mammography device lying down), the upper wall of the housing enclosing the applicator and filled with coupling fluid can be dispensed with, analogous to the design of the double-walled compression plate in variant 2, since here a seal is achieved by gravity by a horizontal liquid level following gravity. The coupling fluid still completely fills the housing containing the ultrasound probe and is sealed against the compression plate on three sides by liquid sealant in the manner described above. On the fourth side facing upwards, a horizontal liquid level is established by gravity, the coupling fluid fills the housing up to the edge of the vertical walls of the housing near the chest wall. By possibly dispensing with sealant in the area of the open side of the housing facing the chest wall, an even better representation of the tissue near the chest wall is achieved.
Die Geräte nach den Varianten 1 bis 3 gewährleisten, daß die Ankopplung des Ultraschall-Applikators mittels einer Flüssigkeit an die patientenabgewandte Seite der Kompressionsplatte erreicht wird. Dazu muß sich der Ultraschall-Applikator bewegen können, damit er das Areal abtasten und nach der Untersuchung aus dem Abbildungsareal entfernt werden kann, um das Röntgenbild nicht zu überlagern.Devices according to variants 1 to 3 ensure that the ultrasound applicator is coupled to the side of the compression plate facing away from the patient using a liquid. To do this, the ultrasound applicator must be able to move so that it can scan the area and be removed from the imaging area after the examination so that it does not overlay the X-ray image.
Nach der Variante 1 wird das Problem dadurch gelöst, daß die Koppelflüssigkeit durch den gleichmäßig hohen Innenraum der Kompressionsplatte gleich verteilt ist, während in den Fällen 2 und 3 die Koppelflüssigkeit vor der Röntgenuntersuchung vollständig entfernt wird.
Es ist unbedingt erforderlich, daß die Koppelflüssigkeit nicht im geringsten ungleichmäßig auf der Kompressionsplatte verteilt sein darf, da sie sonst zu einer Störung des Röntgenbildes führt. So könnten selbst kleinste Tropfen zu Verfälschungen des Röntgenbildes führen, da die niederenergetische Mammografiestrahlung kleinste Dichteunterschiede darzustellen vermag.
Mit den erfindungsgemäßen Geräten der Varianten 1 bis 3 wird ein Ultraschallbild bis_zum Rand der patientenzugewandten Kante der Kompressionsplatte erzeugt, damit auch die brustwandnahen Bereiche der Brust dargestellt werden. Die erfindungsgemäßen Vorrichtungen führen nicht zu einem Totraum in diesem Bereich der Kompressionsplatte. Die VorrichtungenAccording to variant 1, the problem is solved by the fact that the coupling fluid is evenly distributed throughout the uniformly high interior of the compression plate, while in cases 2 and 3 the coupling fluid is completely removed before the X-ray examination.
It is absolutely essential that the coupling fluid is not distributed unevenly on the compression plate, as this would otherwise cause a disturbance in the X-ray image. Even the smallest drops could distort the X-ray image, as the low-energy mammography radiation can show the smallest differences in density.
With the devices according to the invention of variants 1 to 3, an ultrasound image is generated up to the edge of the compression plate facing the patient, so that the areas of the breast close to the chest wall are also shown. The devices according to the invention do not lead to a dead space in this area of the compression plate. The devices
sind in allen üblichen Mammografieaumahmewinkeln (craniocaudale, mediolaterale und mediolateral-oblique Projektion) und damit in allen Raumrichtungen arbeitsfähig. Zwischen dem Schallfenster des Ultraschall-Applikators und der patientenabgewandten Seite der Kompressionsplatte befinden sich bei allen drei Varianten nur das Koppelmedium und keine zusätzlichen Zwischenschichten, da diese Schallenergie absorbieren und das Ultraschallbild stören wurden.can be used in all common mammography angles (craniocaudal, mediolateral and mediolateral-oblique projection) and thus in all spatial directions. In all three variants, there is only the coupling medium between the sound window of the ultrasound applicator and the side of the compression plate facing away from the patient and no additional intermediate layers, as these would absorb sound energy and interfere with the ultrasound image.
Der Zwischenraum zwischen Schallfenster des Ultraschall-Applikators und Kompressionsplatte wurde idealerweise so klein wie irgend möglich gehalten, da eine größere Schichtdicke des Kopplungsmittels zu Schallverlusten und Reduzierung des Abbildungsbereiches der BrustThe gap between the sound window of the ultrasound applicator and the compression plate was ideally kept as small as possible, since a larger layer thickness of the coupling agent leads to sound losses and a reduction in the imaging area of the breast.
&iacgr;&ogr; führen würde. Eine kapillare Schicht des Kopplungsmittels zwischen Schallfenster und Kompressionsplatte ist zum Zwecke der Ankopplung hierbei völlig ausreichend und wurde mit der vorliegenden Erfindung gewährleistet. Das Schallfenster des Ultraschall-Applikators bewegt sich zur optimalen Bilderzeugung so nah wie möglich über die patientenabgewandte Oberfläche der patientennahen Wand der doppelwandigen Kompressionsplatte (Fall 1 und 2) bzw. der&iacgr;&ogr; would lead to. A capillary layer of the coupling agent between the sound window and the compression plate is completely sufficient for the purpose of coupling and was ensured with the present invention. For optimal image generation, the sound window of the ultrasound applicator moves as close as possible over the surface facing away from the patient of the wall of the double-walled compression plate (case 1 and 2) or the
is patientenabgewandten Seite der normalen Kompressionsplatte (Fall 3).is the side of the normal compression plate facing away from the patient (case 3).
Das Wesen der Erfindung liegt in der Entwicklung eines Ultraschallgerätes und/oder kombinierten Ultraschall-Röntgengerät zur Untersuchung der menschlichen Brust mit mindestens einer beweglich angeordneten Kompressionsplatte, in und/oder an der ein von Ultraschall-Koppelflüssigkeit flüssigkeitsdicht umgebener Ultraschall-Applikator entlang einer Strecke beweglich angeordnet ist. Dabei wird zur Durchführung der Röntgenuntersuchung unabhängig von der Projektionsrichtung der Röntgenstrahlung in Bezug auf die menschliche Brust bezüglich der Schichtdicke eine völlige Gleichverteilung der Ultraschall-Koppelflüssigkeit mit einer maximalen Schichtdicke von der Höhe der Ultraschall-Wandlerelemente im Strahlengang erreicht und/oder die Ultraschall-Koppelflüssigkeit zur Durchführung der Röntgenuntersuchung vollständig aus dem Strahlengang entfernt.
Die erfindungsgemäßen Geräte bestehen darin, daßThe essence of the invention lies in the development of an ultrasound device and/or combined ultrasound-X-ray device for examining the human breast with at least one movably arranged compression plate in and/or on which an ultrasound applicator surrounded by ultrasound coupling fluid in a liquid-tight manner is movably arranged along a path. In order to carry out the X-ray examination, regardless of the projection direction of the X-ray radiation in relation to the human breast, a completely uniform distribution of the ultrasound coupling fluid with a maximum layer thickness of the height of the ultrasound transducer elements in the beam path is achieved and/or the ultrasound coupling fluid is completely removed from the beam path in order to carry out the X-ray examination.
The devices according to the invention consist in that
- in einem kombinierten Ultraschall-Röntgen-Untersuchungsgerät mindestens eine der beweglich angeordneten Kompressionsplatten einen mit Ultraschall-Koppelflüssigkeit gefüllten flüssigkeitsdichten Innenraum (12) von der Höhe der Schallelemente ( 15 ) des Ultraschall-Applikators besitzt. Darin befindet sich der Ultraschall-Applikator, der mit einer mit einem Antrieb (25) verbundenen Stange (7) verbunden ist, in der die elektrischen Kabel der Ultraschall-Wandlerelemente (15) flüssigkeitsdicht aus dem Innenraum geführt werden und wobei der Ultraschall-Applikator nach der Ultraschalluntersuchung vollständig aus dem Strahlengang entfernt werden kann;- in a combined ultrasound-X-ray examination device, at least one of the movably arranged compression plates has a liquid-tight interior (12) filled with ultrasound coupling fluid at the height of the sound elements (15) of the ultrasound applicator. The ultrasound applicator is located therein and is connected to a rod (7) connected to a drive (25), in which the electrical cables of the ultrasound transducer elements (15) are guided out of the interior in a liquid-tight manner and the ultrasound applicator can be completely removed from the beam path after the ultrasound examination;
- in einem kombinierten Ultraschall-Röntgen-Untersuchungsgerät mit zwei gegenüberliegend- in a combined ultrasound-X-ray examination device with two opposite
und relativ zueinander beweglich angeordneten Kompressionskörpern (2, 4), zwischen denen sich ein Untersuchungsraum befindet, eine der Kompressionsplatten einen Innenraum (12) aufweist, worin der mit einem Antrieb (25) verbundene Ultraschall-Applikator (14) angeordnet ist. Es stehen Mittel (32, 34, 36, 40) zum Füllen des Innenraums mit Ultraschall-Koppelflüssigkeit (23) und zum Entfernen von Ultraschall-Koppelflüssigkeit aus dem Innenraum zur Verfugung. Der Ultraschall-Applikator (14) kann nach der Ultraschalluntersuchung vollständig aus dem Strahlengang entfernt werden;and compression bodies (2, 4) arranged to be movable relative to one another, between which an examination space is located, one of the compression plates having an interior (12) in which the ultrasound applicator (14) connected to a drive (25) is arranged. Means (32, 34, 36, 40) are available for filling the interior with ultrasound coupling fluid (23) and for removing ultrasound coupling fluid from the interior. The ultrasound applicator (14) can be completely removed from the beam path after the ultrasound examination;
- sich die Ultraschall-Koppelflüssigkeit (23) und der Ultraschall-Applikator (14) in einem Gehäuse (13) auf der patientenabgewandten Seite einer handelsüblichen Kompressionsplatte- the ultrasound coupling fluid (23) and the ultrasound applicator (14) are located in a housing (13) on the side of a commercially available compression plate facing away from the patient
&iacgr;&ogr; (2) befinden, das eine Öffnung (11) im Bereich des Schallweges enthält. Die Öffnung ist von Flüssigkeitsdichtmitteln (37, 49, 50, 51) zum Abdichten des Gehäuse-Innenraums (9) gegenüber einer ultraschallmäßig anzukoppelnden Oberfläche (39) umrandet, wobei die Flüssigkeitsdichtmittel gleichzeitig eine Bewegung von Ultraschall-Applikator (14) und Gehäuse auf der ultraschallmäßig anzukoppelnden Oberfläche (39) zur kontinuierlichen_Erstellung von Ultraschallschnittbildem und zur vollständigen Entfernung von Schallkopf und Gehäuse zur Durchführung der Röntgenuntersuchung erlauben.β (2) which contains an opening (11) in the region of the sound path. The opening is surrounded by liquid sealing means (37, 49, 50, 51) for sealing the housing interior (9) against a surface (39) to be coupled ultrasonically, wherein the liquid sealing means simultaneously permit movement of the ultrasound applicator (14) and housing on the surface (39) to be coupled ultrasonically for the continuous creation of ultrasound cross-sectional images and for the complete removal of the ultrasound head and housing for carrying out the X-ray examination.
Das Untersuchungsgerät nach der Variante 1 besteht darin, daß zur Minimierung der Röntgenabsorption die Höhe des Innenraumes (12) der Kompressionsplatte (2) auf die Höhe der Ultraschall-Wandlerelemente (15) des Ultraschall-Applikators (14) begrenzt wird. Eine reibungslose Bewegung des Ultraschall-Applikators (14) und eine problemlose Umverteilung der Koppelflüssigkeit (23) wird dadurch erreicht, daß der Ultraschall-Applikator (14) den Querschnitt des Innenraumes nicht dichtend ausfüllt. Durch senkrechte Führung der elektrischen Kabel des Ultraschallwandlers (15) in Beziehung zum Schallweg sind die Stange (7) und der Ultraschall-Applikator (14) im wesentlichen in einer Ebene angeordnet. Die Stange (7) wirkt als gerade und starr ausgebildete Hohlstange, durch die eine mit den Ultraschall-Wandlerelementen (15) verbundene elektrische Leitungen (31) aus der Kompressionsplatte (2) herausgeführt wird. Der Ultraschall-Applikator (14) ist als Ultraschall-Array (5) mit mehreren in einer Reihe angeordneten Ultraschall-Wandlerelementen (15) ausgebildet, wobei das Ultraschall-Array (5) quer zur geraden Strecke den Innenraum (12) ausfüllt. Die Kompressionsplatte (2) und der Innenraum (12) sind rechteckig ausgebildet. Die Antriebsvorrichtung (25) zur Bewegung des Ultraschall-Applikators (14) befindet sich im Inneren oder außerhalb der doppelwandigen Kompressionsplatte inmitten oder außerhalb der Koppelflüssigkeit. Als Koppelflüssigkeiten mit einer geringen Röntgenabsorption werden Öle, wie Mineralöl oder leichtes Mineralöl sowie Alkohole, wie Ethylalkohol oder Propylalkohol, eingesetzt.The examination device according to variant 1 consists in that, in order to minimize X-ray absorption, the height of the interior (12) of the compression plate (2) is limited to the height of the ultrasonic transducer elements (15) of the ultrasonic applicator (14). Smooth movement of the ultrasonic applicator (14) and problem-free redistribution of the coupling fluid (23) are achieved by the ultrasonic applicator (14) not sealingly filling the cross-section of the interior. By guiding the electrical cables of the ultrasonic transducer (15) vertically in relation to the sound path, the rod (7) and the ultrasonic applicator (14) are arranged essentially in one plane. The rod (7) acts as a straight and rigid hollow rod through which an electrical line (31) connected to the ultrasonic transducer elements (15) is led out of the compression plate (2). The ultrasound applicator (14) is designed as an ultrasound array (5) with several ultrasound transducer elements (15) arranged in a row, the ultrasound array (5) filling the interior (12) transversely to the straight section. The compression plate (2) and the interior (12) are rectangular. The drive device (25) for moving the ultrasound applicator (14) is located inside or outside the double-walled compression plate in the middle or outside of the coupling liquid. Oils such as mineral oil or light mineral oil and alcohols such as ethyl alcohol or propyl alcohol are used as coupling liquids with low X-ray absorption.
Der Kern des Untersuchungsgerätes nach der Variante 2 besteht darin, daß die Kompressi-The core of the examination device according to variant 2 is that the compression
onsplatte (2) mit einem Innenraum (12) ausgestattet ist, in dem sich der Ultraschall-Applikator (14) bewegt. Die Koppelflüssigkeit (23) wird nach der Untersuchung vollständig entfernt, wobei neben Abpumpen zusätzliche Mittel (32, 34, 36, 40) zur Entfernung auch der letzten Flüssigkeitsreste eingesetzt werden. Der Innenraum (12) der Kompressionsplatte (2) kann geöffnet und eine der den Innenraum bildenden Platten - die patientenabgewandte zweite Platte, die genauso groß wie die eigentliche Kompressionsplatte ist - nach Entfernung der Koppelflüssigkeit aus dem Strahlengang entfernt werden. Die doppelwandige Kompressionsplatte (2) steht bei liegendem Mammografiegerät senkrecht. Sie wird von unten mit Flüssigkeit gefüllt, wobei sich der Ultraschall-Applikator (14) mit dem Flüssigkeitsspiegel nach obencompression plate (2) is equipped with an interior space (12) in which the ultrasound applicator (14) moves. The coupling fluid (23) is completely removed after the examination, whereby in addition to pumping, additional means (32, 34, 36, 40) are used to remove even the last remaining fluid. The interior space (12) of the compression plate (2) can be opened and one of the plates forming the interior space - the second plate facing away from the patient, which is just as large as the actual compression plate - can be removed from the beam path after the coupling fluid has been removed. The double-walled compression plate (2) is vertical when the mammography device is lying down. It is filled with fluid from below, whereby the ultrasound applicator (14) moves with the fluid level upwards.
&iacgr;&ogr; bewegt. Der nach oben offene Innenraum (12) erleichtert die Abklappung des zweiten Teiles der Kompressionsplatte nach Entfernung des Schallkopfes (14) und der Koppelflüssigkeit (23), nachdem sich der Ultraschall-Applikator zur Ausgangsposition zurückbewegt hat und die Koppelflüssigkeit vollständig entfernt wurde. Die Antriebsvorrichtung (25) zur Bewegung des Ultraschall-Applikators (14) kann sich im Inneren der doppelwandigen Kompressionsplatte (2) inmitten der Koppelflüssigkeit (23) befinden. Die die elektrischen Leitungen (31) des Ultraschall-Applikators enthaltende Stange (7) wird bei einer Bewegung flüssigkeitsdicht aus dem Innenraum (12) heraus- und hereingeführt. Der Antrieb (25) kann sich auch außerhalb der doppelwandigen Kompressionsplatte (2) befinden. Zum Füllen des Innenraums (12) mit Ultraschall-Koppelflüssigkeit (23) und zum Entfernen von Ultraschall-Koppelflüssigkeit aus dem Innenraum stehen die Mittel (32, 34, 36, 40) zur Verfugung. Die Kompressionskörper (2, 4) sind als ebene Platten ausgebildet, die parallel zueinander stehen. Der Ultraschall-Applikator (14) umfaßt eine Vielzahl von in einer Reihe angeordneten Ultraschall-Wandlerelementen (15). Ein Schieber (40) kann mit dem Ultraschall-Applikator (14) verbunden sein. Der Innenraum (12) weist eine Belüftungsöffhung (38) auf und in Bewegungsrichtung des Ultraschall-Applikators (14) einen gleichförmigen Querschnitt. Der mit dem Ultraschall-Applikator (14) verbundene Schieber (40) liegt an den querschnittbegrenzenden Innenwänden dichtend an. Die Mittel zum Füllen und Entleeren umfassen einen Vorratsbehälter (36) mit einer Flüssigkeitstransportvorrichtung, wobei der Vorratsbehälter (36) über eine Flüssigkeitsleitung (32) mit dem Innenraum (12) verbunden ist. Eine dem Untersuchungsraum abgewandte und den Innenraum (12) begrenzende Wandung (46) der Kompressionsplatte (2) ist abnehmbar oder wegklappbar ausgebildet.&iacgr;&ogr; moves. The interior space (12) which is open at the top makes it easier to fold down the second part of the compression plate after removing the transducer (14) and the coupling fluid (23), after the ultrasound applicator has moved back to the starting position and the coupling fluid has been completely removed. The drive device (25) for moving the ultrasound applicator (14) can be located inside the double-walled compression plate (2) in the middle of the coupling fluid (23). The rod (7) containing the electrical lines (31) of the ultrasound applicator is guided in and out of the interior space (12) in a liquid-tight manner during a movement. The drive (25) can also be located outside the double-walled compression plate (2). The means (32, 34, 36, 40) are available for filling the interior space (12) with ultrasound coupling fluid (23) and for removing ultrasound coupling fluid from the interior space. The compression bodies (2, 4) are designed as flat plates that are parallel to one another. The ultrasound applicator (14) comprises a plurality of ultrasound transducer elements (15) arranged in a row. A slide (40) can be connected to the ultrasound applicator (14). The interior (12) has a ventilation opening (38) and a uniform cross-section in the direction of movement of the ultrasound applicator (14). The slide (40) connected to the ultrasound applicator (14) lies sealingly against the inner walls that define the cross-section. The means for filling and emptying comprise a storage container (36) with a liquid transport device, the storage container (36) being connected to the interior (12) via a liquid line (32). A wall (46) of the compression plate (2) that faces away from the examination room and defines the interior (12) is designed to be removable or foldable.
Der Kern des Untersuchungsgerätes nach der Variante 3 besteht darin, daß das Gehäuse (13) in einem vom Ultraschall-Applikator (14) ausgehenden Schallweg eine Öffnung (11) aufweist. Dabei ist die den Schallweg des Ultraschall-Applikators freigebende Öffnung des Gehäuses von Flüssigkeitsdichtmitteln (49, 51, 37) zum Abdichten des Gehäuse-Innenraums (9)The core of the examination device according to variant 3 consists in the housing (13) having an opening (11) in a sound path emanating from the ultrasound applicator (14). The opening of the housing which exposes the sound path of the ultrasound applicator is covered by liquid sealing means (49, 51, 37) for sealing the housing interior (9).
des den Ultraschall-Applikator beinhaltenden Gehäuses gegenüber einer ultraschallmäßig anzukoppelnden Oberfläche (39) umrandet. Der Ultraschall-Applikator (14) befindet sich in einem Gehäuse und wird zusammen mit diesem auf der patientenabgewandten Seite der Kompressionsplatte bewegt. Zwischen dem Schallweg des Applikators und der Kompressi-of the housing containing the ultrasound applicator opposite a surface (39) to be coupled ultrasonically. The ultrasound applicator (14) is located in a housing and is moved together with it on the side of the compression plate facing away from the patient. Between the sound path of the applicator and the compression
5 onsplatte befindet sich lediglich die Koppelflüssigkeit. Die Gestaltung des Gehäuses in dem Bereich, der in unmittelbarem Kontakt zur Kompressionsplatte steht, ist einerseits durch eine Dichtung (37), die die Koppelflüssigkeit innerhalb des Gehäuses hält sowie durch die Möglichkeit der Bewegung von Ultraschall-Applikator und Gehäuse auf der Kompressionsplatte und andererseits durch die vollständige Entfernung des Koppelmittels von der Kompressionsplatte in den Bereichen, über die sich der Ultraschall-Applikator schon bewegt hat, gewährleistet. 5 on the compression plate there is only the coupling fluid. The design of the housing in the area that is in direct contact with the compression plate is ensured on the one hand by a seal (37) that keeps the coupling fluid inside the housing and by the possibility of movement of the ultrasound applicator and housing on the compression plate and on the other hand by the complete removal of the coupling agent from the compression plate in the areas over which the ultrasound applicator has already moved.
Das Untersuchungsgerät mit Ultraschall-Applikator (14) nach der Variante 3 enthält Flüssigkeitsdichtmittel (49,51,37), die zur Ankopplung an einer ebenen Oberfläche (39) ausgebildet sind. Sie umfassen zusätzlich ein textilartiges Material sowie Rollen (49) aus einem elastisehen Material. Das Gehäuse (13) umfaßt zwei parallele Längsseiten und die Längsseiten verbindende Querseiten. Die Flüssigkeitsdichtmittel bestehen aus zwei Rollen (49), die an den Längsseiten angeordnet sind sowie aus Dichtstücken (51) an den Querseiten zwischen den Rollen, wobei die Dichtstücke (51) seitlich die Rollen (49) dichtend abdecken. An dem Gehäuse (13) ist ein Wischelement (52) befestigt, das in einer ersten Bewegungsrichtung des Ultraschall-Applikators (14) aktivierbar und in einer zweiten Bewegungsrichtung deaktivierbar und an einer Längsseite angeordnet ist. An dem Gehäuse (13) sind ferner Mittel zum Trocknen (53) der Oberfläche (39) angeordnet, die in einer ersten Bewegungsrichtung des Ultraschall-Applikators (14) aktivierbar, in einer zweiten Bewegungsrichtung deaktivierbar und an einer Längsseite angeordnet sind. Sie umfassen ein saugfähiges Material, ein textiles Material, ein elastisches Schaummaterial, ein Trägerelement (54) - wobei das Trägerelement zum Auswechseln des saugfähigen Materials ausgebildet ist - und ein Heizelement (55). In dem Gehäuse (13) sind eine dicht verschließbare Flüssigkeitsfüllöffhung (45) sowie eine Entlüftungsöffnung (47) angeordnet. Durch Mittel zum Andrücken (41, 44, 50) der die Öffnung (11) abdichtenden Flüssigkeitsdichtmittel (49, 51) ist die anzukoppelnde Oberfläche (39) mit dem Gehäuse (13) verbunden.The examination device with ultrasound applicator (14) according to variant 3 contains liquid sealing means (49, 51, 37) which are designed to be coupled to a flat surface (39). They additionally comprise a textile-like material and rollers (49) made of an elastic material. The housing (13) comprises two parallel long sides and transverse sides connecting the long sides. The liquid sealing means consist of two rollers (49) which are arranged on the long sides and of sealing pieces (51) on the transverse sides between the rollers, the sealing pieces (51) laterally covering the rollers (49) in a sealing manner. A wiping element (52) is attached to the housing (13), which can be activated in a first direction of movement of the ultrasound applicator (14) and deactivated in a second direction of movement and is arranged on a long side. Furthermore, means for drying (53) the surface (39) are arranged on the housing (13), which can be activated in a first direction of movement of the ultrasound applicator (14), deactivated in a second direction of movement and are arranged on a long side. They comprise an absorbent material, a textile material, an elastic foam material, a carrier element (54) - the carrier element being designed for replacing the absorbent material - and a heating element (55). A tightly sealable liquid filling opening (45) and a vent opening (47) are arranged in the housing (13). The surface (39) to be coupled is connected to the housing (13) by means for pressing (41, 44, 50) the liquid sealing means (49, 51) sealing the opening (11).
In einer weiteren Ausgestaltungsform des Untersuchungsgerätes mit Ultraschall-Applikator (14) weist das Gehäuse (13) bei waagerechter Abstrahlungs- und Empfangsrichtung der Ultraschallwellen in einem vom Ultraschall-Applikator (14) ausgehenden Schallweg eine Öffnung (11) in Richtung des Schallweges und eine Öffnung (65) auf.In a further embodiment of the examination device with ultrasound applicator (14), the housing (13) has an opening (11) in the direction of the sound path and an opening (65) in a sound path emanating from the ultrasound applicator (14) when the radiation and reception direction of the ultrasound waves is horizontal.
Der erfindungsgemäße Ultraschall-Applikator (14) ist in dieser weiteren Ausführung zur An-The ultrasound applicator (14) according to the invention is in this further embodiment for
kopplung bei senkrecht stehender Kompressionsplatte vorgesehen. *Er ist d'adurch chaVaktensiert, daß er in einem Innenraum (9) eines bis auf die Öffnung (11) und die Öffnung (65) dichten Gehäuses (13) angeordnet und fest mit dem Gehäuse (13) verbunden wird., wobei die Öffnung (11) im Schallweg einer im Sendefall von dem Ultraschall-Applikator (14) erzeugten bzw. im Empfangsfall einer von dem Ultraschall-Applikator (14) zu empfangenden Schallwelle liegt. Der Ultraschall-Applikator (14) umfaßt eine Vielzahl von in einer Reihe angeordneten Wandlerelementen (15), die individuell aktivierbar sind. Das Gehäuse (13) ist in Form eines zweiseitig offenen rechteckigen Kastens ausgebildet. An den die Öffnung (11) begrenzenden drei Kanten des Gehäuses (13) ist umlaufend eine Dichtung (37) auf eine äußere Oberflächecoupling with the compression plate in a vertical position. *It is characterized in that it is arranged in an interior (9) of a housing (13) which is sealed except for the opening (11) and the opening (65) and is firmly connected to the housing (13), the opening (11) being in the sound path of a sound wave generated by the ultrasound applicator (14) in the transmission case or received by the ultrasound applicator (14). The ultrasound applicator (14) comprises a plurality of transducer elements (15) arranged in a row, which can be activated individually. The housing (13) is designed in the form of a rectangular box which is open on two sides. A seal (37) is applied all the way around an outer surface of the three edges of the housing (13) which delimit the opening (11).
&iacgr;&ogr; (39) einer Kompressionsplatte (2) aufgesetzt, wobei die Öffnung (11) in der Anwendung seitwärts weist, während die Öffnung (65) nach oben weist. Bei Bewegung des Ultraschall-Applikators (14) aus dem Abbildungsareal vor Durchführung einer Röntgenuntersuchung werden Reste der Koppelflüssigkeit durch aktivierte Wischelemente (52) und Mittel zum Trocknen (53), die sich im Bereich der Öffnung (65) befinden, entfernt. Bei einer ebenfalls möglichen waagerechten Führung des Ultraschallapplikators (14) auf der senkrecht stehenden Kompressionsplatte (2) wird die Öffnung (65) durch Verzicht auf eine der schmalen Wände des Gehäuses gebildet.The ultrasound applicator (14) is placed on a compression plate (2) with the opening (11) pointing sideways during use and the opening (65) pointing upwards. When the ultrasound applicator (14) is moved out of the imaging area before an X-ray examination is carried out, residues of the coupling fluid are removed by activated wiping elements (52) and drying means (53) located in the area of the opening (65). When the ultrasound applicator (14) can also be guided horizontally on the vertical compression plate (2), the opening (65) is formed by omitting one of the narrow walls of the housing.
Der erfindungsgemäße Einsatz des medizinischen Ultraschallgeräts und/oder kombinierten Ultraschall-Röntgengeräts liegt in der Untersuchung der menschlichen Brust, das Einsatzgebiet der Ultraschall-Applikatoren (14) in medizinischen Ultraschallgeräten und/oder kombinierten Ultraschall-Röntgengeräten.The use according to the invention of the medical ultrasound device and/or combined ultrasound-X-ray device lies in the examination of the human breast, the field of application of the ultrasound applicators (14) in medical ultrasound devices and/or combined ultrasound-X-ray devices.
Die Merkmale der Erfindung gehen außer aus den Ansprüchen auch aus der Beschreibung hervor, wobei die einzelnen Merkmale jeweils für sich allein oder zu mehreren in Form von Kombinationen vorteilhafte schutzfähige Ausführungen darstellen, für die mit dieser Schrift Schutz beantragt wird. Die Kombination besteht aus bekannten (kombiniertes Ultraschall-Röntgengerät, Ultraschall-Applikator) und neuen Elementen (geringe Höhe der Kompressionsplatte, Kopplungsmittel mit geringer Röntgenabsorption, vollständige Entfernung des Koppelmittels, Ultraschall-Applikator mit Dichtmitteln), die sich gegenseitig beeinflussen und in ihrer neuen Gesamtwirkung einen Gebrauchsvorteil und den erstrebten Erfolg ergeben, der darin liegt, daß nunmehr eine kombinierte Ultraschall-Röntgenuntersuchung durch die Minimierung der Röntgenabsorption der für die Ultraschallankopplung notwendigen Aufbauten ermöglicht wird, daß durch die bezüglich der Schichtdicke völlige Gleichverteilung des Kopplungsmittels oder dessen vollständige Entfernung während der Röntgenuntersuchung eine Röntgenuntersuchung ohne Verfälschung des Röntgenbildes möglich wird und dennoch eine gute Ultraschallankopplung gewährleistet ist.The features of the invention are apparent not only from the claims but also from the description, with the individual features each representing advantageous, protectable embodiments, either individually or in combination, for which protection is sought with this document. The combination consists of known (combined ultrasound-X-ray device, ultrasound applicator) and new elements (low height of the compression plate, coupling agent with low X-ray absorption, complete removal of the coupling agent, ultrasound applicator with sealing agents), which influence each other and, in their new overall effect, result in a practical advantage and the desired result, which lies in the fact that a combined ultrasound-X-ray examination is now possible by minimizing the X-ray absorption of the structures necessary for the ultrasound coupling, that the completely uniform distribution of the coupling agent with respect to the layer thickness or its complete removal during the X-ray examination makes an X-ray examination possible without distorting the X-ray image and yet good ultrasound coupling is guaranteed.
Die Kombination erstreckt sich auch auf die in der Beschreibung genannte'n Falle / Vananfen 1 bis 3 und auf die Ansprüche 2.1. bis 2.3..The combination also extends to the cases/claims 1 to 3 mentioned in the description and to claims 2.1 to 2.3.
Die Erfindung soll anhand von Ausführungsbeispielen näher erläutert werden, ohne auf diese Beispiele beschränkt zu sein.The invention will be explained in more detail using exemplary embodiments, without being limited to these examples.
Beispiel 1: Medizinisches Untersuchungsgerät Example 1: Medical examination device
&iacgr;&ogr; Es zeigen:&iacgr;&ogr; Show:
FIG (Figur) 1 in einer perspektivischen Ansicht eine erste Ausführung eines medizinischen Untersuchungsgerätes mit zwei Kompressionsplatten, wobei ein Antrieb für einen Ultraschall-Applikator außerhalb einer Kompressionsplatte angeordnet ist und
FIG 2 in einer perspektivischen Ansicht eine zweite Ausführung eines medizinischen Untersuchungsgeräts, wobei der Antrieb innerhalb einer Kompressionsplatte angeordnet ist.FIG (Figure) 1 shows a perspective view of a first embodiment of a medical examination device with two compression plates, wherein a drive for an ultrasound applicator is arranged outside a compression plate and
FIG 2 shows a perspective view of a second embodiment of a medical examination device, wherein the drive is arranged within a compression plate.
FIG 1 zeigt in einer perspektivischen Ansicht ein medizinisches Untersuchungsgerät für Brustuntersuchungen mit zwei parallel und beweglich zueinander angeordneten Kompressionsplatten (2, 4). Die Mechanik zur Verstellung der Kompressionsplatten (2, 4) ist hier aus Gründen der Übersichtlichkeit nicht angegeben, lediglich Doppelpfeile (56) symbolisieren eine entsprechende Verstell- und Einstellmöglichkeit. Alternativ kann eine der Kompressionsplatten, z. B. die Kompressionsplatte (4), auch feststehend angeordnet sein. Entsprechend erfolgt dann eine Komprimierung und Fixierung eines zu untersuchenden Körperteils nur über die Verstellung der Kompressionsplatte (2).
Die Kompressionsplatte (2) besitzt einen rechteckigen Innenraum (12), worin ein Ultraschall-Wandlerarray (5) angeordnet ist. Das Ultraschall-Wanderarray (5) ist im Innenraum (12) entlang einer geraden Strecke vor und zurück beweglich angeordnet, was durch einen Doppelpfeil (57) veranschaulicht ist. Das Ultraschall-Wandlerarray (5) umfaßt eine Vielzahl von in einer Reihe quer zur Bewegungsrichtung (57) angeordneter Ultraschall-Wandlerelementen (15), die sich bis zu den gegenüberliegenden Seitenwänden (17) des Innenraums (12) erstrek-FIG 1 shows a perspective view of a medical examination device for breast examinations with two compression plates (2, 4) arranged parallel and movable relative to one another. The mechanism for adjusting the compression plates (2, 4) is not shown here for reasons of clarity; only double arrows (56) symbolize a corresponding adjustment and setting option. Alternatively, one of the compression plates, e.g. the compression plate (4), can also be arranged in a fixed position. Accordingly, compression and fixation of a body part to be examined is then only achieved by adjusting the compression plate (2).
The compression plate (2) has a rectangular interior (12) in which an ultrasonic transducer array (5) is arranged. The ultrasonic traveling array (5) is arranged in the interior (12) so as to be movable back and forth along a straight path, which is illustrated by a double arrow (57). The ultrasonic transducer array (5) comprises a plurality of ultrasonic transducer elements (15) arranged in a row transverse to the direction of movement (57), which extend to the opposite side walls (17) of the interior (12).
Der Ultraschall-Applikator (14) ist über eine Halterung (19) mit einer hier geraden und einer für eine kontinuierliche Bewegung des Ultraschall-Wandlerarrays (5) ausreichend starren Hohlstange (7) verbunden. Die Hohlstange (7) ist über eine Dichtung (3) und Führung (41) aus der Kompressionsplatte (2) geführt. Die Hohlstange (7) ist parallel zur Bewegungsstrecke des Ultraschall-Wandlerarrays (5) ausgerichtet und liegt im wesentlichen mit dem Ultraschall-The ultrasound applicator (14) is connected via a holder (19) to a hollow rod (7) which is straight here and sufficiently rigid for a continuous movement of the ultrasound transducer array (5). The hollow rod (7) is guided out of the compression plate (2) via a seal (3) and guide (41). The hollow rod (7) is aligned parallel to the movement path of the ultrasound transducer array (5) and is essentially flush with the ultrasound
Wandlerarray (5) in einer Ebene. Der Innenraum (12) ist mit einer Ultraschall-Koppelflüssigkeit zum ultraschallmäßigen Ankoppeln der einzelnen Ultraschall-Wandlerelemente (15) an die Unterseite der Kompressionsplatte (2) vollständig gefüllt.
Die Hohlstange (7) ist mit einem mechanischen Antrieb verbunden, der eine Hin- und Herbewegung (Doppelpfeil 29) der Stange (7) bei entsprechender Ansteuerung bewirkt. Zum Beispiel kann eine Vorwärtsbewegung vom Antrieb (25) weg schrittweise zur Erstellung einer Folge von parallel zueinander angeordneten Schnittbildern und die Rückführung in eine Ruhestellung kontinuierlich erfolgen. Bei der Erstellung der Schnittbilder wird die von dem Ultraschall-Wandlerarray (5) zurückgelegte Wegstrecke registriert, um die einzelnen Schnittbilder einander zuordnen zu können. Dazu werden die Bewegungsschritte des Motors von einem Steuerglied erfaßt.Transducer array (5) in one plane. The interior (12) is completely filled with an ultrasonic coupling fluid for ultrasonically coupling the individual ultrasonic transducer elements (15) to the underside of the compression plate (2).
The hollow rod (7) is connected to a mechanical drive which causes a back and forth movement (double arrow 29) of the rod (7) when appropriately controlled. For example, a forward movement away from the drive (25) can be carried out step by step to create a series of parallel sectional images and the return to a rest position can be carried out continuously. When the sectional images are created, the distance traveled by the ultrasonic transducer array (5) is recorded in order to be able to assign the individual sectional images to one another. For this purpose, the movement steps of the motor are recorded by a control element.
Für den Betrieb der Ultraschall-Wandlerelemente (15) erforderliche elektrische Verbindungsleitungen (31) werden ausgehend von den Ultraschall-Wandlerelementen (15) durch das Innere der Hohlstange (7) aus dem Innenraum (12) der Kompressionsplatte (2) zu einer Auswerteeinheit (33) geführt. Die Auswerteeinheit (33) umfaßt die Funktionseinheiten eines herkömmlichen Ultraschall-Diagnosegeräts, wie z. B. Ultraschallsender, Ultraschallempfänger und Verarbeitungschaltung zur Erzeugung von auf einem Monitor (35) darstellbaren Bildsignalen.
Wird das medizinische Untersuchungsgerät entsprechend wie in der eingangs schon zitierten DE-OS 4309597 noch zusätzlich mit einer Röntgenquelle und einem Röntgendetektor ausgestattet zur Erstellung von Röntgenbildern des zu untersuchenden Körperteils, dann ist die Kompressionsplatte (2) zur Vermeidung von Aufhärtungen im Röntgenbild, verursacht durch die Filterwirkung der Koppelflüssigkeit, so flach wie möglich gestaltet. In diesem Fall ist der Innenraum (12) nur unwesentlich höher als das Ultraschall-Wandlerarray (5). Der freie Querschnitt muß lediglich so groß sein, daß die Koppelflüssigkeit ohne großen Widerstand bei der Bewegung des Ultraschall-Wandlerarrays (5) verdrängt werden kann.Electrical connecting lines (31) required for the operation of the ultrasonic transducer elements (15) are led from the ultrasonic transducer elements (15) through the interior of the hollow rod (7) from the interior (12) of the compression plate (2) to an evaluation unit (33). The evaluation unit (33) comprises the functional units of a conventional ultrasonic diagnostic device, such as an ultrasonic transmitter, ultrasonic receiver and processing circuit for generating image signals that can be displayed on a monitor (35).
If the medical examination device is additionally equipped with an X-ray source and an X-ray detector to create X-ray images of the body part to be examined, as in the DE-OS 4309597 cited at the beginning, then the compression plate (2) is designed to be as flat as possible to avoid hardening in the X-ray image caused by the filtering effect of the coupling fluid. In this case, the interior (12) is only slightly higher than the ultrasound transducer array (5). The free cross-section only has to be large enough that the coupling fluid can be displaced without great resistance when the ultrasound transducer array (5) moves.
Bei der in FIG 2 dargestellten Ausführung der Kompressionsplatte (2) mit dem Ultraschall-Wandlerarray (5) ist eine Zahnstange (7A) mit dem Ultraschall-Wandlerarray (5) verbunden. Der Antrieb in Bewegungsrichtung (57) erfolgt über einen in der Kompressionsplatte (2) angeordneten Elektromotor (25A). An einer Welle des Elektromotors (25A) ist ein Zahnrad (63) befestigt, das in die Zahnstange (7A) eingreift. Anschlußleitungen des Elektromotors (25A) sind flüssigkeitsdicht aus dem Innenraum (12) geführt. Die Dichtung (3) ist so elastisch, daß sie auch bei Eingriff in Zwischenräume zwischen den Zähnen der Zahnstange (7A) den Innenraum (12) flüssigkeitsdicht abdichtet. Die übrigen Einzelheiten entsprechen den schon anhand von FIG 1 beschriebenen.In the embodiment of the compression plate (2) with the ultrasonic transducer array (5) shown in FIG 2, a rack (7A) is connected to the ultrasonic transducer array (5). The drive in the direction of movement (57) is provided by an electric motor (25A) arranged in the compression plate (2). A gear (63) is attached to a shaft of the electric motor (25A) and engages in the rack (7A). Connecting lines of the electric motor (25A) are led out of the interior (12) in a liquid-tight manner. The seal (3) is so elastic that it seals the interior (12) in a liquid-tight manner even when engaging in the gaps between the teeth of the rack (7A). The other details correspond to those already described with reference to FIG 1.
I". I" .
Beispiel 2: Kombiniertes Ultraschall-Röntgen-Untersuchungsgerät Example 2: Combined ultrasound-X-ray examination device
Es zeigen:Show it:
Figur 3 in einer schematischen Darstellung ein kombiniertes Ultraschall-Röntgen-Untersuchungsgerät mit einem im Innenraum einer Kompressionsplatte angeordneten Ultraschall-Applikator, wobei der Innenraum mit Koppelmittel füllbar und entleerbar ist,
Figur 4 in einer Seitendarstellung im Querschnitt eine erste Ausführung der Kompressionsplatte mit innenliegender Wandleranordnung,
Figur 5 in einer perspektivischen Ansicht eine zweite Ausführung der Kompressionsplatte mitFigure 3 shows a schematic representation of a combined ultrasound-X-ray examination device with an ultrasound applicator arranged in the interior of a compression plate, wherein the interior can be filled with coupling agent and emptied,
Figure 4 shows a side view in cross section of a first embodiment of the compression plate with internal transducer arrangement,
Figure 5 shows a perspective view of a second embodiment of the compression plate with
&iacgr;&ogr; innenliegender Wandleranordnung und&iacgr;&ogr; internal converter arrangement and
Figur 6 die Kompressionsplatte nach Figur 3 mit abgeklappter Wandung.
In Figur 3 sind die für die Erfindung wesentlichen Teile eines kombinierten Ultraschall-Röntgen-Untersuchungsgeräts schematisch dargestellt, weitere Einzelheiten sind der eingangs schon zitierten DE-OS 4309597 zu entnehmen. Das kombinierte Ultraschall-Röntgen-Untersuchungsgerät ist insbesondere zur Untersuchung der menschlichen Brust ausgebildet und umfaßt zwei Kompressionskörper in Form von ebenen und gleichmäßig dicken Platten (2, 4) die gegenüberliegend und relativ zueinander beweglich an einem hier nicht dargestellten Stativ angeordnet sind. Dabei ist zumindest die obere Kompressionsplatte (2) bezüglich des Stativs beweglich, was durch einen Doppelpfeil (6) veranschaulicht werden soll. Die zu untersuchende Brust (1) wird zwischen die beiden Kompressionsplatten (2, 4) positioniert, die obere Kompressionsplatte (2) wird dann in Richtung der zweiten Kompressionsplatte (4) bewegt, bis die Brust (1) für eine Untersuchung ausreichend komprimiert und fixiert ist.
Oberhalb der oberen Kompressionsplatte (2) ist eine Röntgenstrahlungsquelle (8) angeordnet. Die von der Röntgenstrahlungsquelle (8) abgestrahlte Röntgenstrahlung durchquert die obere Kompressionsplatte (2) und die zu untersuchende Brust (1) und trifft dann auf einen an der unteren Kompressionsplatte (4) angeordneten Röntgenfilm (10) auf. Als Röntgenbildwandler kommen auch digitale Systeme in Frage. Weitere Einzelheiten zu dem Röntgenteil des kombinierten Ultraschall-Röntgen-Untersuchungsgeräts, wie z.B. Streustrahlenraster, Wechselkassetten, Steuerung für die Röntgenstrahlungsquelle (8) usw., entsprechen denen herkömmlicher Röntgen-Mammographiegeräte. Sie sind aus Gründen der Übersichtlichkeit hier nicht weiter dargestellt. Die obere Kompressionsplatte (2) besitzt als Hohlkörper einen Innenraum (12), worin ein Ultraschall-Applikator (14) in Form eines Wandlerarrays mit in einer Reihe angeordneten Wandlerelementen (15) (siehe Figur 5 und 6) hin- und herbeweglich zwischen der linken und rechten Seitenwand (16) bzw. (18) angeordnet ist. Diese Hin- und Herbewegung erfolgt quer zur Reihe der Wandlerelemente (15) und ist durch einen Doppelpfeil (20) symbo-Figure 6 shows the compression plate according to Figure 3 with the wall folded down.
Figure 3 shows a schematic representation of the parts of a combined ultrasound-X-ray examination device that are essential to the invention. Further details can be found in DE-OS 4309597, which was cited at the beginning. The combined ultrasound-X-ray examination device is designed in particular for examining the human breast and comprises two compression bodies in the form of flat and uniformly thick plates (2, 4) that are arranged opposite one another and movable relative to one another on a stand (not shown here). At least the upper compression plate (2) is movable relative to the stand, which is illustrated by a double arrow (6). The breast (1) to be examined is positioned between the two compression plates (2, 4), the upper compression plate (2) is then moved in the direction of the second compression plate (4) until the breast (1) is sufficiently compressed and fixed for examination.
An X-ray source (8) is arranged above the upper compression plate (2). The X-rays emitted by the X-ray source (8) pass through the upper compression plate (2) and the breast to be examined (1) and then strike an X-ray film (10) arranged on the lower compression plate (4). Digital systems can also be used as X-ray image converters. Further details on the X-ray part of the combined ultrasound-X-ray examination device, such as scattered radiation grids, exchangeable cassettes, control for the X-ray source (8), etc., correspond to those of conventional X-ray mammography devices. They are not shown here in more detail for reasons of clarity. The upper compression plate (2) has a hollow body with an interior (12) in which an ultrasound applicator (14) in the form of a transducer array with transducer elements (15) arranged in a row (see Figures 5 and 6) is arranged so as to be movable back and forth between the left and right side walls (16) and (18). This movement back and forth takes place transversely to the row of transducer elements (15) and is symbolized by a double arrow (20).
lisiert. * ** **lized. * ** **
Zur Ankopplung des Ultraschall-Applikators (14) an die Kompressionsplatte (2) ist der Innenraum (12) mit einer Ultraschall-Koppelflüssigkeit (23) gefüllt. Die der zweiten Kompressionsplatte (4) zugewandte Seite (21) der Kompressionsplatte (2), die auch als Kompressionss fläche zum Komprimieren und Fixieren der Brust dient, ist aus einem ultraschalldurchlässigen Material gefertigt, so daß von dem Ultraschall-Applikator (14) erzeugte Ultraschallwellen über die Koppelflüssigkeit (23) und die Wand in das zu untersuchende Objekt eintreten können. Ebenso können reflektierte Echosignale wieder von dem Ultraschall-Applikator (14) empfangen werden. Die Sende- und Empfangsrichtung der Ultraschallwandleranordnung istTo couple the ultrasound applicator (14) to the compression plate (2), the interior (12) is filled with an ultrasound coupling fluid (23). The side (21) of the compression plate (2) facing the second compression plate (4), which also serves as a compression surface for compressing and fixing the breast, is made of an ultrasound-permeable material, so that ultrasound waves generated by the ultrasound applicator (14) can enter the object to be examined via the coupling fluid (23) and the wall. Reflected echo signals can also be received again by the ultrasound applicator (14). The transmission and reception direction of the ultrasound transducer arrangement is
&iacgr;&ogr; durch einen Doppelpfeil (22) gekennzeichnet. Da der Innenraum (12) flüssigkeitsdicht gestaltet ist, ist im Prinzip jede räumliche Ausrichtung der Kompressionsplatten (2, 4) zulässig.
Der Antrieb der Ultraschall-Wandleranordnung für die Bewegung innerhalb der Kompressionsplatte (2) erfolgt über ein Gestänge (24), das flüssigkeitsdicht aus der Kompressionsplatte (2) geführt und dann mit einem Motor (26) verbunden ist. Mit dem Gestänge (24) sind auch die zum Ultraschall-Applikator (14) gehörenden Signalleitungen (27) aus dem Innenraum (12) zu einer Elektronikeinheit (28) geführt. Die Elektronikeinheit (28) umfaßt die zum Betrieb des Ultraschallgeräts benötigten Funktionseinheiten, wie z.B. Sender, Empfänger, Signalaufbereitung, Positionserkennung des Ultraschall-Applikators (14) zur richtigen räumlichen Zuordnung der Ultraschallbilder, usw. Die in den Echosignalen enthaltenen Informationen werden dann einer Anzeigevorrichtung (30) zugeführt. Im einzelnen sind die Funktionseinheiten in der schon eingangs erwähnten DE-OS 4309597 beschrieben, so daß auf weitergehende Ausführungen hier verzichtet wird.&iacgr;&ogr; is indicated by a double arrow (22). Since the interior (12) is designed to be liquid-tight, in principle any spatial orientation of the compression plates (2, 4) is permissible.
The drive of the ultrasound transducer arrangement for movement within the compression plate (2) is carried out by a rod (24) which is guided out of the compression plate (2) in a liquid-tight manner and then connected to a motor (26). The rod (24) also carries the signal lines (27) belonging to the ultrasound applicator (14) from the interior (12) to an electronic unit (28). The electronic unit (28) comprises the functional units required to operate the ultrasound device, such as transmitter, receiver, signal processing, position detection of the ultrasound applicator (14) for the correct spatial allocation of the ultrasound images, etc. The information contained in the echo signals is then fed to a display device (30). The functional units are described in detail in the DE-OS 4309597 mentioned at the beginning, so that further explanations are omitted here.
Zum Füllen und Entleeren des Innenraums (12) mit Ultraschall-Koppelmittel (23) mündet eine Flüssigkeitsleitung (32) an der rechten Seitenwand (18) in den Innenraum (12). Mittels einer Pumpe (34) kann die Ultraschall-Koppelflüssigkeit (23) aus dem Innenraum in einen Vorratsbehälter (36) - oder umgekehrt aus dem Vorratsbehälter (36) in den Innenraum (12) gepumpt werden. Eine Belüftungsöffhung (38) für den Innenraum (12) erleichtert das Befallen und Entleeren des Innenraums (12).
Ein Röntgen-Mammogramm wird erstellt, nachdem die Ultraschall-Koppelflüssigkeit (23) aus dem Innenraum (12) entfernt worden ist und der Ultraschall-Applikator (14) sich an der rechten Seitenwand (18) in einer Ruhestellung befindet. Artefakte verursachende Ultraschall-Koppelflüssigkeit (23) ist ebenso wie der Ultraschall-Applikator (14) aus dem Strahlengang der Röntgenstrahlungsquelle (8) entfernt. Ultraschallbilder, sei es in Form von Schnittbildern oder in Form von Projektionsbildern, werden erstellt, nachdem der Innenraum (12) wieder mit der Ultraschall-Koppelflüssigkeit (23) gefüllt ist.To fill and empty the interior (12) with ultrasonic coupling agent (23), a liquid line (32) on the right side wall (18) opens into the interior (12). Using a pump (34), the ultrasonic coupling liquid (23) can be pumped from the interior into a storage container (36) - or vice versa from the storage container (36) into the interior (12). A ventilation opening (38) for the interior (12) makes it easier to fill and empty the interior (12).
An X-ray mammogram is created after the ultrasound coupling fluid (23) has been removed from the interior (12) and the ultrasound applicator (14) is in a resting position on the right side wall (18). Ultrasound coupling fluid (23) causing artifacts is removed from the beam path of the X-ray source (8) as is the ultrasound applicator (14). Ultrasound images, whether in the form of cross-sectional images or in the form of projection images, are created after the interior (12) is filled again with the ultrasound coupling fluid (23).
Figur 4 zeigt die Kompressionsplatte (2) in einer Schnittdarstellung. Dabei ist in einer Variante der Ultraschall-Applikator (14) mit einem Schieber (40) verbunden, der dichtend den gesamten Querschnitt ausfüllt und den Innenraum (12) in zwei variable Teilinnenräume (12A) und (12B) aufteilt, ähnlich wie ein Kolben in einem Zylinder. Das Gestänge (24) ist in Form einer Hohlstange ausgebildet, worin die Signalleitungen (27) verlegt sind. Eine Dichtung (42) dichtet den Teilinnenraum (12B) an der Durchführung der Stange (24) nach außen ab. Der Schieber (40) kann anstelle der Pumpe (34) - hier nicht dargestellt - durch eine Bewegung hin zur linken Seitenwand (16) die Koppelflüssigkeit (23) in den sich dann vergrößernden Teilinnenraum (12B) einsaugen. Bei entgegengesetzter Bewegung des Ultraschall-Applikators (14)Figure 4 shows the compression plate (2) in a sectional view. In one variant, the ultrasound applicator (14) is connected to a slide (40) which seals the entire cross-section and divides the interior (12) into two variable interior parts (12A) and (12B), similar to a piston in a cylinder. The rod (24) is designed in the form of a hollow rod, in which the signal lines (27) are laid. A seal (42) seals the interior part (12B) to the outside at the passage of the rod (24). Instead of the pump (34) - not shown here - the slide (40) can suck the coupling liquid (23) into the then enlarged interior part (12B) by moving towards the left side wall (16). When the ultrasound applicator (14) moves in the opposite direction,
&iacgr;&ogr; in Richtung der rechten Seitenwand (18) verkleinert sich das Volumen des Teilinnenraums (12B), die Ultraschall-Koppelflüssigkeit wird in den Vorratsbehälter (36), in Figur 4 nicht dargestellt, gepreßt. Der Schieber (40) reinigt gleichzeitig die Innenwände des Innenraums (12) von Resten der Ultraschall-Koppelflüssigkeit (23).
Die in den Figuren 5 und 6 dargestellte Variante der Kompressionsplatte (2) mit innenliegendem Ultraschall-Applikator (14) ist vorzugsweise für eine senkrechte Anordnung vorgesehen. Die Brust wird im Gegensatz zu herkömmlichen Röntgen-Mammographiegerät von oben, symbolisiert durch einen Pfeil (44), zwischen die Kompressionsplatten (2 und 4) gebracht. Die Flüssigkeitsleitung (32 mündet in eine untere Seitenwand der Kompressionsplatte (2). Der Innenraum (12) kann damit - ggf. nach Öffnen eines Absperrventils (hier nicht dargestellt) bei tiefer angeordneten Vorratsbehälter (36) alleine über die Schwerkraft und ohne Hilfe einer Pumpe von der Ultraschall-Koppelflüssigkeit (23) entleert werden. Das Füllen des Innenraums (12) erfolgt mit der Pumpe (34).Î in the direction of the right side wall (18) the volume of the partial interior (12B) decreases, the ultrasonic coupling liquid is pressed into the storage container (36), not shown in Figure 4. The slide (40) simultaneously cleans the inner walls of the interior (12) of residues of the ultrasonic coupling liquid (23).
The variant of the compression plate (2) with an internal ultrasound applicator (14) shown in Figures 5 and 6 is preferably intended for a vertical arrangement. In contrast to conventional X-ray mammography devices, the breast is placed between the compression plates (2 and 4) from above, symbolized by an arrow (44). The liquid line (32) opens into a lower side wall of the compression plate (2). The interior (12) can thus be emptied of the ultrasound coupling liquid (23) - if necessary after opening a shut-off valve (not shown here) with a lower storage container (36) - by gravity alone and without the aid of a pump. The interior (12) is filled using the pump (34).
Bei der in Figur 6 dargestellten Variante ist zusätzlich die der Röntgenstrahlungsquelle (8) hier nicht dargestellt - zugewandte Wandung (46) weggeklappt, symbolisiert durch einen gebogenen Doppelpfeil (48). Damit kann die Schichtdicke im Strahlengang der Röntgenstrahlungsquelle verringert werden. Im geschlossenen Zustand (Figur 5) sorgen umlaufende Dichtungen für den flüssigkeitsdichten Innenraum (12). Zum Beseitigen von letzten Spuren von Ultraschall-Koppelflüssigkeit auf der dem Untersuchungsraum zugewandten Seite der Kompressionsplatte (2) kann der Ultraschall-Applikator (14) mit einem Wischelement, ähnlich dem Schieber (40), versehen sein. Die Wandung (46) kann auch bei der in Figur 3 prinzipiell dargestellten waagerechten Anordnung der Kompressionsplatten (2 und 4) wegklappbar ausgeführt sein.In the variant shown in Figure 6, the wall (46) facing the X-ray source (8) (not shown here) is also folded away, symbolized by a curved double arrow (48). This allows the layer thickness in the beam path of the X-ray source to be reduced. In the closed state (Figure 5), circumferential seals ensure that the interior (12) is liquid-tight. To remove any last traces of ultrasound coupling fluid on the side of the compression plate (2) facing the examination room, the ultrasound applicator (14) can be provided with a wiping element, similar to the slider (40). The wall (46) can also be designed to be folded away in the horizontal arrangement of the compression plates (2 and 4) shown in principle in Figure 3.
Beispiel 3: Ultraschall-Applikator
Es zeigen: Example 3: Ultrasound applicator
Show it:
FIG 7 in einer perspektivischen Darstellung eine erste Ausführungsform des Ultraschall-Applikators mit Dichtmitteln,FIG 7 shows a perspective view of a first embodiment of the ultrasonic applicator with sealing means,
FIG 8 eine Schnittdarstellung der ersten Ausführungsform,FIG 8 is a sectional view of the first embodiment,
FIG 9 eine perspektivische Ansicht einer zweiten Ausführungsform des Ultraschall-Applikators mit Rollen,FIG 9 is a perspective view of a second embodiment of the ultrasonic applicator with rollers,
FIG 10 in einer Seitenansicht einen Ultraschall-Applikator mit einem deaktivierten Wischelement und deaktivierten Mitteln zum Trocknen der Oberfläche undFIG 10 shows a side view of an ultrasonic applicator with a deactivated wiping element and deactivated means for drying the surface and
FIG 11 in einer Seitenansicht den Ultraschall-Applikator nach FIG 4 mit aktiviertem Wischelement und aktivierten Mitteln zum Trocknen.FIG 11 shows a side view of the ultrasonic applicator according to FIG 4 with activated wiping element and activated drying means.
&iacgr;&ogr; FIG 12 in einer perspektivischen Ansicht den Ultraschall-Applikator mit Dichtmitteln nach FIG 7 in einer senkrechten Bewegungsrichtung.FIG 12 shows a perspective view of the ultrasonic applicator with sealing means according to FIG 7 in a vertical direction of movement.
FIG 7 zeigt in einer perspektivischen Ansicht eine erste einfach aufgebaute Variante des erfindungsgemäßen Ultraschall-Applikators. Ein Ultraschall-Applikator (14) ist in einem Innenraum (9) eines bis auf eine Öffnung (11) dichten Gehäuses (13) angeordnet. Dabei ist der Ulis traschall-Applikator (14) fest mit dem Gehäuse (13) verbunden, was aus Gründen der Übersichtlichkeit hier nicht dargestellt wurde. Die Öffnung (11) liegt im Schallweg einer im Sendefall von dem Ultraschall-Applikator (14) erzeugten bzw. im Empfangsfall einer von dem Ultraschall-Applikator (14) zu empfangenden Schallwelle. Der Ultraschall-Applikator (14) umfaßt eine Vielzahl von in einer Reihe angeordneten Wandlerelementen (15), die individuell aktivierbar sind. Das Gehäuse (13) ist in Form eines einseitig offenen rechteckigen Kastens ausgebildet. An den die Öffnung (11) begrenzenden Kanten des Gehäuses (13) ist umlaufend eine Dichtung (37) aus einem elastischen Material, z.B. ein gummiartiges Material, befestigt. In der Anwendung wird der Ultraschall-Applikator mit seiner Dichtung (37) auf eine äußere Oberfläche (39) einer Kompressionsplatte (2) aufgesetzt, hier weist die Öffnung (11) in der Anwendung nach unten. Die Kompressionsplatte (2) besteht aus einem ultraschalltransparenten Material, so daß von dem Ultraschall-Applikator (14) abgestrahlte Ultraschallwellen durchtreten können und über eine gegenüberliegende, innere Oberfläche in ein entsprechend schallmäßig angekoppeltes Untersuchungsgebiet eintreten können.
An einer Seitenfläche des Gehäuses (13) ist eine Führung (41) befestigt, womit der Ultra schall-Applikator (14) auf der Kompressionsplatte (2) quer zur Anordnung der Wandlerelemente (15) bewegt werden kann. Die Bewegungsrichtung vor und zurück auf der Kompressionsplatte (2) ist durch einen Doppelpfeil (58) symbolisiert. Zusätzlich wird über die Führung (41) noch ein Druck in Richtung Kompressionsplatte (2) (Pfeil 60) ausgeübt, so daß die Dichtung (37) mit Hilfe der Oberfläche (39) der Kompressionsplatte (2) den Innenraum (9) des Gehäuses flüssigkeitsdicht abschließt.FIG 7 shows a perspective view of a first, simply constructed variant of the ultrasound applicator according to the invention. An ultrasound applicator (14) is arranged in an interior space (9) of a housing (13) which is sealed except for an opening (11). The ultrasound applicator (14) is firmly connected to the housing (13), which has not been shown here for reasons of clarity. The opening (11) lies in the sound path of a sound wave generated by the ultrasound applicator (14) in the transmission case or received by the ultrasound applicator (14). The ultrasound applicator (14) comprises a plurality of transducer elements (15) arranged in a row, which can be activated individually. The housing (13) is designed in the form of a rectangular box which is open on one side. A seal (37) made of an elastic material, e.g. a rubber-like material, is attached all the way around the edges of the housing (13) that delimit the opening (11). In use, the ultrasound applicator is placed with its seal (37) on an outer surface (39) of a compression plate (2), with the opening (11) pointing downwards in use. The compression plate (2) consists of an ultrasound-transparent material so that ultrasound waves emitted by the ultrasound applicator (14) can pass through and enter a correspondingly acoustically coupled examination area via an opposite, inner surface.
A guide (41) is attached to one side of the housing (13), with which the ultrasound applicator (14) can be moved on the compression plate (2) transversely to the arrangement of the transducer elements (15). The direction of movement forwards and backwards on the compression plate (2) is symbolized by a double arrow (58). In addition, pressure is exerted in the direction of the compression plate (2) (arrow 60) via the guide (41), so that the seal (37) seals the interior (9) of the housing in a liquid-tight manner with the help of the surface (39) of the compression plate (2).
Die Führung (41) ist in Form eines starren Rohres ausgebildet, worin elektrische Zuleitungen (31) für den Ultraschall-Applikator (14) aus dem Innenraum (9) herausgeführt werden.
Da mit Verbrauch des Koppelmittels bei der Anwendung gerechnet werden muß, ist das Gehäuse noch zusätzlich mit einer verschließbaren Flüssigkeitsfüllöffhung (45) und einer verschließbaren Entlüftungsöffnung (47) versehen.The guide (41) is designed in the form of a rigid tube, in which electrical supply lines (31) for the ultrasound applicator (14) are led out of the interior (9).
Since consumption of the coupling agent must be expected during use, the housing is additionally provided with a closable liquid filling opening (45) and a closable vent opening (47).
FIG 8 zeigt nun in einer Schnittdarstellung den Ultraschall-Applikator nach FIG 7. Die abstrahlende Oberfläche (64) des Ultraschall-Applikators (14) ist in einem geringen Abstand von der äußeren Oberfläche (39) der Kompressionsplatte (2) angeordnet. Damit wird verhindert, daß die abstrahlende Oberfläche (64), die auch eine akustische Linse sein kann, auf derFIG 8 shows a sectional view of the ultrasound applicator according to FIG 7. The radiating surface (64) of the ultrasound applicator (14) is arranged at a small distance from the outer surface (39) of the compression plate (2). This prevents the radiating surface (64), which can also be an acoustic lens, from
&iacgr;&ogr; Oberfläche (39) der Kompressionsplatte (2) schleift. Gleichfalls ist der Abstand so gewählt, daß in dem Innenraum (9) eingefüllte Koppelflüssigkeit sicher den Zwischenraum zwischen der Abstrahlfläche (64) und der äußeren Oberfläche (39) ausfüllt. Die Hauptrichtung der abgestrahlten Ultraschallwellen sowie die Hauptempfindlichkeitsrichtung ist durch einen Doppelpfeil (59) symbolisiert. Die umlaufende Dichtung (37) ist an ihrer Berührungsfläche mitÎ surface (39) of the compression plate (2). The distance is also chosen so that the coupling fluid filled into the interior (9) reliably fills the space between the radiating surface (64) and the outer surface (39). The main direction of the radiated ultrasonic waves and the main sensitivity direction are symbolized by a double arrow (59). The circumferential seal (37) is provided with
is einer Schicht (43) aus einem dünnen textlien Material versehen, um die Gleiteigenschaften zu verbessern. Das textile Material besitzt Durchbrüche, es ist beispielsweise gitterartig ausgebildet, wobei die Durchbrüche mit dem Material, woraus die Dichtung besteht, flächenbündig aufgefüllt sind. Da mit Verbrauch des Koppelmittels bei der Anwendung gerechnet werden muß, ist das Gehäuse noch zusätzlich mit einer verschließbaren Flüssigkeitsfüllöffhung (45) und einer verschließbaren Entlüftungsöffnung (47) versehen.is provided with a layer (43) of a thin textile material to improve the sliding properties. The textile material has openings, for example it is designed like a grid, whereby the openings are filled flush with the material of which the seal is made. Since consumption of the coupling agent must be expected during use, the housing is additionally provided with a closable liquid filling opening (45) and a closable vent opening (47).
Bei der in FIG 9 in einer perspektivischen Ansicht gezeigten zweiten Variante des Ultraschall-Applikators sind zur Verbesserung der Gleiteigenschaften in den Bewegungsrichtungen als dichtende Elemente Rollen (49) aus einem elastischen Material an beiden gegenüberliegenden Längsseiten des Gehäuses (13) angeordnet. Die Rollen (49) bilden einen Teil der Dichtung.In the second variant of the ultrasound applicator shown in a perspective view in FIG 9, rollers (49) made of an elastic material are arranged as sealing elements on both opposite long sides of the housing (13) to improve the sliding properties in the directions of movement. The rollers (49) form part of the seal.
Die Rollen (49) sind in einer rohrförmigen Führung (50) gelagert, die die Rollen (49) mit einem Winkel von etwas größer als 180° umschließt, wodurch die Rollen (49) sicher in den Führungen (50) gehalten werden. An den die Längsseiten verbindenden Querseiten des Gehäuses (13) sind noch Dichtstücke (51) angeordnet, die auch die Rollen (49) noch zusätzlich seitlich dichtend abdecken. Die Dichtstücke (51) sind ähnlich wie die schon anhand von FIG 7 und 8 beschriebene Dichtung (37) aufgebaut. Der Abstand der Rollen (49) zueinander kann so bemessen sein, daß die rohrförmigen Führungen mit den Rollen (49) in den ansonsten rechteckigen Innenraum (9) hineinragen, so daß die Führungen (50) gleichfalls neben dem Gehäuse (13) zum Abstützen und Befestigen des Ultraschall-Applikators (14) benutzt werden, wie in FIG 6 und 7 dargestellt ist. Aus Stabilitätsgründen können die Rollen (49) auch in einem größeren Abstand zueinander angeordnet sein. Insgesamt wird die Öffnung (11) zu der Oberflä-The rollers (49) are mounted in a tubular guide (50) which encloses the rollers (49) at an angle of slightly greater than 180°, whereby the rollers (49) are held securely in the guides (50). Sealing pieces (51) are arranged on the transverse sides of the housing (13) connecting the long sides, which also provide additional sealing around the sides of the rollers (49). The sealing pieces (51) are constructed in a similar way to the seal (37) already described with reference to FIGS. 7 and 8. The distance between the rollers (49) can be dimensioned such that the tubular guides with the rollers (49) protrude into the otherwise rectangular interior (9), so that the guides (50) are also used next to the housing (13) to support and fasten the ultrasound applicator (14), as shown in FIGS. 6 and 7. For stability reasons, the rollers (49) can also be arranged at a greater distance from each other. Overall, the opening (11) to the surface
ehe (39) der Kompressionsplatte (2) somit von den an den Längsseiten des Gehäuses angeordneten Rollen (49) und an den Querseiten angeordneten Dichtstücken (51) hin flüssigkeitsdicht abgedichtet. Der Ultraschall-Applikator (14) ist in FIG 9 nicht dargestellt, er ist jedoch ähnlich in dem Gehäuse (13) eingebaut, wie schon anhand von FIG 7 beschrieben ist.The housing (39) of the compression plate (2) is thus sealed in a liquid-tight manner by the rollers (49) arranged on the long sides of the housing and the sealing pieces (51) arranged on the transverse sides. The ultrasound applicator (14) is not shown in FIG. 9, but is installed in the housing (13) in a similar way to that already described with reference to FIG. 7.
In den FIG 10 und 11 ist der Ultraschall-Applikator zusätzlich mit einem Wischelement (52) und Mitteln zum Trocknen (53) ausgerüstet. Das Wischelement (52) ist an einer Längsseite des Gehäuses (13) über dessen gesamte Länge angeordnet und entfernt nach erfolgter Untersuchung noch auf der Oberfläche (39) verbleibende Reste der Koppelflüssigkeit. Eine vollständige Trocknung wird mit den Mitteln zum Trocknen (53) erzielt. Die Mittel zum Trocknen (53) bestehen vorwiegend aus einem saugfähigen Material, z.B. ein textiles Material in Form eines Filzes oder ein elastisches Schaummaterial.In FIGS. 10 and 11, the ultrasound applicator is additionally equipped with a wiping element (52) and drying means (53). The wiping element (52) is arranged on one long side of the housing (13) over its entire length and removes any residues of the coupling liquid remaining on the surface (39) after the examination has been completed. Complete drying is achieved with the drying means (53). The drying means (53) consist primarily of an absorbent material, e.g. a textile material in the form of a felt or an elastic foam material.
Während der Durchführung der Ultraschallabtastung ist sowohl das Wischelement (52) als auch die Mittel zum Trocknen (53) von der Oberfläche (39) weggeschwenkt, wie in FIG 10 dargestellt. Die Bewegung beim Abtasten ist durch einen Pfeil (61) symbolisiert. Wird derDuring the ultrasonic scanning, both the wiping element (52) and the drying means (53) are pivoted away from the surface (39), as shown in FIG 10. The movement during scanning is symbolized by an arrow (61). If the
is Ultraschall-Applikator in seine Ausgangsstellung zurückgefahren, symbolisiert durch einen Pfeil (62), sind das Wischelement (52) und die Mittel zum Trocken (53) auf die Oberfläche (39) abgesenkt, wodurch nach der Untersuchung verbleibende Koppelmittel von der Oberfläche (39) der Kompressionsplatte (2) entfernt werden. Die aktivierte Position des Wischelementes (52) und der Mittel zum Trocknen (53) sind in FIG 11 dargestellt.When the ultrasound applicator is returned to its starting position, symbolized by an arrow (62), the wiping element (52) and the drying means (53) are lowered onto the surface (39), whereby any coupling agents remaining after the examination are removed from the surface (39) of the compression plate (2). The activated position of the wiping element (52) and the drying means (53) are shown in FIG 11.
Nach längerem Gebrauch sind die Mittel zum Trocknen (53) mit Koppelflüssigkeit vollgesogen. Daher ist das saugfähige Material auf einem Trägerelement (54) leicht auswechselbar befestigt. Alternativ kann ein Heizelement (55) an dem Trägerelement (54) befestigt sein, wodurch das durchnäßte saugfähige Material an den Mitteln zum Trocknen (53) wieder getrocknet werden kann.After a long period of use, the drying means (53) are saturated with coupling liquid. The absorbent material is therefore attached to a carrier element (54) which is easy to replace. Alternatively, a heating element (55) can be attached to the carrier element (54), whereby the soaked absorbent material can be dried again on the drying means (53).
FIG 12 zeigt in einer perspektivischen Ansicht eine weitere Ausführung des erfindungsgemäßen Ultraschall-Applikators, die zur Ankopplung bei senkrecht stehender Kompressionsplatte vorgesehen ist. Ein Ultraschall-Applikator (14) ist in einem Innenraum (9) eines bis auf die Öffnung (11) und die Öffnung (65) dichten Gehäuses (13) angeordnet. Dabei ist der Ultraschall-Applikator (14) fest mit dem Gehäuse (13) verbunden, was aus Gründen der Übersichtlichkeit hier nicht dargestellt wurde. Die Öffnung (11) liegt im Schallweg einer im Sendefall von dem Ultraschall-Applikator (14) erzeugten bzw. im Empfangsfall einer von dem Ultraschall-Applikator (14) zu empfangenden Schallwelle. Der Ultraschall-Applikator (14) umfaßt eine Vielzahl von in einer Reihe angeordneten Wandlerelementen (15), die individuell aktivierbar sind. Das Gehäuse (13) ist in Form eines zweiseitig offenen rechteckigen Kastens ausgebildet. An den die Öffnung (11) begrenzenden drei Kanten des Gehäuses (13) ist umlaufendFIG 12 shows a perspective view of a further embodiment of the ultrasound applicator according to the invention, which is intended for coupling when the compression plate is in a vertical position. An ultrasound applicator (14) is arranged in an interior (9) of a housing (13) which is sealed except for the opening (11) and the opening (65). The ultrasound applicator (14) is firmly connected to the housing (13), which has not been shown here for reasons of clarity. The opening (11) lies in the sound path of a sound wave generated by the ultrasound applicator (14) in the transmission case or received by the ultrasound applicator (14). The ultrasound applicator (14) comprises a plurality of transducer elements (15) arranged in a row, which can be activated individually. The housing (13) is designed in the form of a rectangular box which is open on two sides. On the three edges of the housing (13) which delimit the opening (11) there is a circumferential
eine Dichtung (37) auf eine äußere Oberfläche (39) einer Kompressionsplatte (2) aufgesetzt, hier weist die Öffnung (11) in der Anwendung seitwärts, während die Öffnung (65) nach oben weist. Ein Doppelpfeil (58) gibt die Bewegungsrichtung des Ultraschall-Applikators (14) an. Bei Bewegung des Ultraschall-Applikators (14) aus dem Abbildungsareal vor Durchführung einer Röntgenuntersuchung können Reste der Koppelflüssigkeit analog zu FIG 10 und 11 durch aktivierte Wischelemente (52) und Mittel zum Trocknen (53), die sich im Bereich der Öffnung (65) befinden und hier aus Gründen der Übersichtlichkeit nicht dargestellt wurden, entfernt werden. Bei einer ebenfalls möglichen waagerechten Führung des Ultraschallapplikators (14) auf der senkrecht stehenden Kompressionsplatte (2), die hier nicht dargestellt wird,a seal (37) is placed on an outer surface (39) of a compression plate (2), here the opening (11) points sideways in use, while the opening (65) points upwards. A double arrow (58) indicates the direction of movement of the ultrasound applicator (14). When the ultrasound applicator (14) is moved out of the imaging area before carrying out an X-ray examination, residues of the coupling fluid can be removed analogously to FIGS. 10 and 11 by activated wiping elements (52) and means for drying (53) which are located in the area of the opening (65) and are not shown here for reasons of clarity. If the ultrasound applicator (14) can also be guided horizontally on the vertical compression plate (2), which is not shown here,
&iacgr;&ogr; wird die Öffnung (65) durch Verzicht auf eine der schmalen Wände des Gehäuses gebildet. Auf Öffnungen zur Flüssigkeitsfüllung oder Entlüftung kann in jedem Fall verzichtet werden, da das Gehäuse über die Öffnung (65) gefüllt und entlüftet werden kann.&iacgr;&ogr; the opening (65) is formed by omitting one of the narrow walls of the housing. Openings for liquid filling or venting can be dispensed with in any case, since the housing can be filled and vented via the opening (65).
is Bezugszeichenliste: is reference list:
·&phgr;··φ·
: M: M
2424
Claims (11)
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Applications Claiming Priority (1)
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| DE29914663U DE29914663U1 (en) | 1999-08-16 | 1999-08-16 | Combined ultrasound x-ray machines |
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| DE29914663U1 true DE29914663U1 (en) | 1999-11-18 |
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Family Applications (1)
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| Country | Link |
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Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP1587423A4 (en) * | 2003-01-17 | 2007-08-01 | Hee-Bong Park | Apparatus for ultrasonic examination of deformable object |
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| GB2509193A (en) * | 2012-12-21 | 2014-06-25 | Caperay Medical Pty Ltd | A dual modality X-ray and ultrasound mammography system with fluid filled scanning assembly housing |
-
1999
- 1999-08-16 DE DE29914663U patent/DE29914663U1/en not_active Expired - Lifetime
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| GB2509193B (en) * | 2012-12-21 | 2015-07-08 | Caperay Medical Pty Ltd | Dual-Modality Mammography |
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