DE19901730A1 - X-ray device for simultaneous breast diagnosis using ultrasound - Google Patents
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Abstract
Description
Die Erfindung bezieht sich auf eine Röntgenmammographiegerät zur gleichzeitigen Mammadiagnostik mit Hilfe von Ultraschall, mit einer flexiblen Abdichtung zwischen der unteren röntgen strahldurchlässigen Auflageplatte über der Kassettenhalterung für den Röntgenstrahldetektor und der oberen Kompressions platte zur Bildung einer die Mamma abdichtend aufnehmenden mit Flüssigkeit füllbaren Untersuchungskammer, wobei über der aus einem röntgenstrahldurchlässigen Material bestehenden Kompressionsplatte ein Röntgenstrahler angeordnet ist.The invention relates to an X-ray mammography device for simultaneous breast diagnosis using ultrasound, with a flexible seal between the lower x-ray Radiolucent support plate over the cassette holder for the X-ray detector and the top compression plate to form a sealing seal for the breast examination chamber which can be filled with liquid, being above the made of an X-ray transparent material Compression plate an X-ray tube is arranged.
Bei einem derartigen aus der US 5 479 927 bekannt gewordenen Kombinationsgerät zur Durchführung von Röntgenmammographie und Sonographie in ein und demselben Gerät, ist bei einer er sten Ausführungsform der Ultraschallkopf ebenso wie der Rönt genstrahler oberhalb der Kompressionsplatte angeordnet. Dies hat zur Folge, daß man zur Durchführung der Ultraschallunter suchung auf die Kompressionsplatte ein Ultraschallgel auf bringen muß, um eine ausreichend gute Ankopplung der Ultra schallwellen zu erzielen. Dies behindert aber den Arbeitsab lauf, da dieses Gel immer wieder neu aufgebracht und zum Zwecke der Röntgenstrahluntersuchung wieder entfernt werden muß. Derartige Verzögerungen bei der Kombinationsuntersuchung sind aber unbedingt zu vermeiden, da es für die Patientin sehr unbequem ist, längere Zeit mit der unter Druck in der Untersuchungskammer zusammengedrückten Mamma zu verharren.In such a known from US 5 479 927 Combination device for performing X-ray mammography and sonography in one and the same device, is one of them Most embodiment of the ultrasound head as well as the X-ray gene emitter arranged above the compression plate. This has the consequence that one carries out the ultrasound sub ultrasound gel on the compression plate must bring to a sufficiently good coupling of the Ultra to achieve sound waves. However, this hampers work run, as this gel is always reapplied and used X-ray examination can be removed again got to. Such delays in the combination examination but must be avoided as it is for the patient is very inconvenient to spend a long time under pressure in the Examining chamber squeezed mom.
Die bei einer zweiten Ausführungsform vorgesehene Anordnung des Ultraschallkopfs in der Untersuchungskammer, so daß die Durchstrahlung der Brust senkrecht zur Röntgenstrahlung von vorne erfolgt, hat abgesehen von der dadurch bedingten kom plizierten Konstruktion zusätzlich den Nachteil, daß die bei den Bilder nicht ohne weiteres miteinander korrelierbar sind, wie dies bei der jeweils gleichen Aufnahmerichtung mit verti kaler Durchstrahlung der Mamma durch die Röntgenstrahlen und die Ultraschallwellen der Fall ist.The arrangement provided in a second embodiment of the ultrasound head in the examination chamber, so that the Radiography of the breast perpendicular to the X-rays from in front, apart from the resulting com complicated construction additionally the disadvantage that the the images are not easily correlated with each other, like this with the same shooting direction with verti x-ray radiation of the breast and the ultrasonic waves is the case.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Röntgen mammographiegerät zur gleichzeitigen Mammadiagnostik mit Hil fe von Ultraschall der eingangs genannten Art so auszugestal ten, daß bei vereinfachtem Aufbau gute miteinander korellier bare Röntgen- und Ultraschallbilder erhältlich sind.The invention is therefore based on the object of an x-ray mammography device for simultaneous breast diagnosis with Hil fe of ultrasound of the type mentioned at the beginning ten that correlate with each other in a simplified structure X-ray and ultrasound images are available.
Zur Lösung dieser Aufgabe ist erfindungsgemäß vorgesehen, daß die untere Auflageplatte aus einem ultraschalldurchlässigen Material und die obere Kompressionsplatte aus einem ultra schallreflektierenden Material besteht und daß die Detektor kassette, ggf. einschließlich eines Streurasters, gegen eine einen verschiebbaren Ultraschallkopf aufweisende Ultraschall- Aufnahmekassette auswechselbar ist.To solve this problem, the invention provides that the lower platen is made of an ultrasonic permeable Material and the top compression plate from an ultra sound reflecting material and that the detector cassette, possibly including a spreading grid, against a a displaceable ultrasound head Recording cassette is exchangeable.
Erfindungsgemäß erfolgt die Ultraschalluntersuchung nicht ebenso wie die Röntgenstrahlung von oben, sondern in der Ge genrichtung. Dies hat als erstes zur Folge, daß die obere Kompressionsplatte aus einem zwar nach wie vor röntgenstrahl durchlässigen, aber ultraschallreflektierenden Material be stehen muß, beispielsweise als Plexiglasplatte ausgebildet ist, während auf der anderen Seite die untere Auflageplatte ultraschalldurchlässig sein muß. Die Ausbildung läßt sich da bei sehr einfach in einer Weise treffen, daß die vorzugsweise mit einer gasfreien Flüssigkeit gefüllte Ultraschallkassette mit dem darin verschiebbaren Ultraschallkopf mit einer guten Ultraschallankopplung an die untere Auflageplatte anschließ bar ist.According to the invention, the ultrasound examination is not carried out just like the X-rays from above, but in the Ge opposite direction. The first consequence of this is that the upper one Compression plate from a still X-ray permeable but ultrasound reflecting material must stand, for example as a plexiglass plate while the lower platen is on the other side must be permeable to ultrasound. The training can be there at very simple in a way that the preferred Ultrasound cassette filled with a gas-free liquid with the slidable ultrasound head with a good one Connect the ultrasonic coupling to the lower platen is cash.
Die Abdichtung, die die für die Ultraschalluntersuchung not wendige Flüssigkeitsfüllung der Untersuchungskammer ermög licht und dabei gleichzeitig bei der Röntgenmammographie zu einer Verminderung des Bildkontrastes zwischen der Mitte der zu untersuchenden Mamma und den Randbereichen führt, kann sehr einfach durch eine wenigstens zwei Seiten der Untersu chungskammer bildenden flexiblen Balg und eine die Einführ seite für die Mamma bildende Dichtungsplatte mit einer Ein stecköffnung gebildet sein. Neben der Möglichkeit, daß der Balg drei Seiten der Untersuchungskammer bildet, kann auch vorgesehen sein, daß die obere Kompressionsplatte auf der der Dichtungsplatte abgelegenen Seite mit einer Dichtlippe an ei ner starren Begrenzungswand der Untersuchungskammer gleitend verschiebbar ist. In allen Fällen sollen die Flüssigkeitsan schlußleitungen die der Dichtungsplatte abgelegene Wand der Untersuchungskammer durchsetzen.The seal that is necessary for the ultrasound examination agile liquid filling of the examination chamber allows light and at the same time with X-ray mammography a decrease in image contrast between the middle of the leads to examined breast and the peripheral areas very easily by at least two sides of the Untersu chamber forming flexible bellows and an insertion side for the mom-forming sealing plate with an on plug opening be formed. In addition to the possibility that the Bellows forms three sides of the examination chamber, too be provided that the upper compression plate on the Sealing plate remote side with a sealing lip on egg ner rigid boundary wall of the examination chamber sliding is movable. In all cases, the liquid should closing lines the wall of the sealing plate remote Enforce examination chamber.
Die Flüssigkeit zum Füllen der Untersuchungskammer, die mit besonderem Vorteil aufbereitet ist, insbesondere entgastes Wasser sein kann, wird bevorzugt von einer Pumpe über einen Ausgleichsbehälter aus einem Vorratsbehälter in die Kammer gesaugt und dabei in der Kammer unter einem leichten Unter druck gehalten. Durch diesen Unterdruck werden eventuell vor handene Luftblasen entfernt, welche bekanntlich Ultraschall untersuchungen empfindlich stören. Die Halterungseinrichtung zur wahlweisen Aufnahme der Detektorkassette, ggf. ein schließlich eines Streurasters und der Ultraschall- Aufnahmekassette ist dabei so ausgebildet, daß die Oberseite der Ultraschall-Aufnahmekassette beim Einschieben zwangsläu fig dicht an die untere Auflageplatte angedrückt wird und da durch eine hervorragende Ultraschallankopplung zwischen bei den gewährleistet ist.The liquid to fill the examination chamber with is particularly advantageous, especially degassed Water may be preferred from one pump to another Expansion tank from a storage tank into the chamber sucked and in the chamber under a light under kept pressure. This negative pressure may lead to existing air bubbles removed, which is known to be ultrasound interfere with examinations. The bracket device for optional recording of the detector cassette, if necessary finally a scatter grid and the ultrasonic Recording cassette is designed so that the top the ultrasound recording cassette inevitably when inserted fig is pressed close to the lower platen and there through an excellent ultrasonic coupling between at which is guaranteed.
Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung er geben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines Ausfüh rungsbeispiels sowie anhand der Zeichnung. Dabei zeigen:Further advantages, features and details of the invention he give themselves an execution from the following description example and based on the drawing. Show:
Fig. 1 eine perspektivische Darstellung eines herkömmli chen Röntgenmammographiegeräts, Fig. 1 is a perspective view of a mammographic X-ray apparatus herkömmli Chen,
Fig. 2 eine Darstellung des Funktionsprinzips eines Mammo graphiegeräts, Fig. 2 is a representation of the functional principle of a mammography graphiegeräts,
Fig. 3 eine schematische Darstellung der wesentlichen Tei le für die Ausbildung einer flüssigkeitsgefüllten Untersu chungskammer, Fig. 3 is a schematic representation of the essential Tei le incineration chamber for forming a fluid-filled investi,
Fig. 4 einen schematischen Schnitt durch die Untersu chungskammer mit den Einrichtungen zum Füllen und Entleeren der Kammer, und Fig. 4 is a schematic section through the investigation chamber with the devices for filling and emptying the chamber, and
Fig. 5 einen schematischen Schnitt durch eine Ultraschall- Untersuchungskassette. Fig. 5 is a schematic section through an ultrasonic examination cassette.
Das in Fig. 1 gezeigte Röntgenmammographiegerät umfaßt als wesentliche Bauteile eine untere Auflageplatte 1 für die zu untersuchende Mamma, über der eine höhenverstellbare Kompres sionsplatte 2 unterhalb des Röntgenstrahlers 3 angeordnet ist. Unter der unteren Auflageplatte befindet sich eine Kas settenhalterung 4 zur Aufnahme einer Filmkassette und eines darüber angeordneten Streustrahlenrasters. Gegebenenfalls kann auch ein digitaler Festkörperdetektor anstelle der Film kassette verwendet werden. Bei 5 ist das neben dem Stativ 6 des Mammographiegeräts angeordnete Steuergerät angedeutet.The X-ray mammography device shown in Fig. 1 comprises, as essential components, a lower support plate 1 for the breast to be examined, over which a height-adjustable compression plate 2 is arranged below the X-ray emitter 3 . Under the lower platen is a Kas settenhalterung 4 for receiving a film cassette and an anti-scatter grid arranged above. If necessary, a digital solid-state detector can be used instead of the film cassette. The control device arranged next to the stand 6 of the mammography device is indicated at 5 .
Die Funktionsweise eines solchen Röntgenmammographiegeräts zeigt die Fig. 2. Die vom Röntgenstrahler 3 mit einer Kathode 7 zur Erzeugung eines Elektronenstrahls 8 einer Anode 9 und einer Blende 10 umfassenden Röntgenstrahler ausgehende Rönt genstrahlung RS durchsetzt die obere Kompressionsplatte 2, durch welche eine Mamma 11 auf die untere Auflageplatte 12 gedrückt wird. Unter dieser unteren Aufnahmeplatte 12 ist ein Streustrahlenraster 13 und darunter eine Filmkassette 14 in der Kassettenhalterung 4 gehaltert, wobei die Filmkassette oben mit einem Film und unten mit einer Szintillationsfolie zur Konversion von Röntgenphotonen zu Licht versehen sein kann. Die die Filmkassette durchdringende Strahlung kann mit Hilfe eines verschiebbaren Festkörperdetektors 15 erfaßt wer den, wobei über eine Belichtungsautomatik 16 der Röntgengene rator 17, also die Ansteuerung für den Röntgenstrahler 3 ge steuert werden kann.The operation of such an X-ray mammography device is shown in FIG. 2. The X-ray radiation emanating from the X-ray emitter 3 with a cathode 7 for generating an electron beam 8, an anode 9 and a diaphragm 10 comprising X-ray radiation RS passes through the upper compression plate 2 , through which a breast 11 onto the lower platen 12 is pressed. Under this lower receiving plate 12 is a scattered radiation grid 13 and below a film cassette 14 is held in the cassette holder 4 , wherein the film cassette can be provided with a film at the top and a scintillation film at the bottom for converting X-ray photons to light. The radiation penetrating the film cassette can be detected with the aid of a displaceable solid-state detector 15 , the generator 17 being able to be controlled via an automatic exposure device 16 of the X-ray generator 17 , that is to say the control for the X-ray emitter 3 .
Erfindungsgemäß ist die Ausbildung nun so getroffen, daß zum einen der Raum zwischen der unteren Auflageplatte 1 und der oberen Kompressionsplatte 2 als abgedichtete flüssigkeits füllbare Kammer ausgebildet ist, in welche durch eine Öffnung die Mamma einsteckbar ist. Gleichzeitig ist die Ausbildung der Kassettenhalterung 4 so getroffen, daß die Filmkassette 14 mit dem Streustrahlenraster 13 herausgezogen und durch ei ne in Fig. 5 dargestellte Ultraschall-Aufnahmekassette er setzt werden kann, in welcher ein Ultraschallkopf 18 auf ei ner Verschiebeführung 19 verfahrbar angeordnet ist. Die Ul traschall-Aufnahmekassette 20 ist mit einer Flüssigkeit 21, beispielsweise entgastem Wasser, gefüllt, um eine gute Ultra schallankopplung zwischen dem Ultraschallkopf 18 und der obe ren Deckplatte 22 zu erreichen, die ihrerseits beim Einschie ben in die Kassettenhalterung 4 durch entsprechende federnde Andruckglieder an die untere Auflageplatte angedrückt wird, so daß sich zwischen beiden ein guter Ultraschallübergang er gibt.According to the invention, the design is now such that, on the one hand, the space between the lower support plate 1 and the upper compression plate 2 is designed as a sealed, liquid-fillable chamber, into which the breast can be inserted through an opening. At the same time, the design of the cassette holder 4 is such that the film cassette 14 is pulled out with the anti-scatter grid 13 and can be set by egg ne shown in FIG. 5 ultrasound recording cassette, in which an ultrasound head 18 on a sliding guide 19 is arranged movably. The ultrasound recording cassette 20 is filled with a liquid 21 , for example degassed water, in order to achieve a good ultrasonic coupling between the ultrasound head 18 and the top cover 22 , which in turn is inserted into the cassette holder 4 by appropriate resilient pressure members the lower platen is pressed so that there is a good ultrasonic transition between the two.
In Fig. 4 ist eine Ausführungsform zur Ausbildung der abge dichteten Untersuchungskammer 23 dargestellt, die neben der unteren Auflageplatte 1 und der oberen Kompressionsplatte 2 eine mit einer Einstecköffnung 25 zum Durchstecken der Mamma zwei nicht gezeigten über und unter der Zeichenebene liegen den Walkwänden und einer starren Begrenzungswand 26 besteht, an der die obere Kompressionsplatte 2 mit Hilfe einer Dicht lippe 27 gleitend verschiebbar ist. Eine Pumpe 28 fördert die Flüssigkeit 29 unter Zwischenschaltung eines Ausgleichsbehäl ters 30 von einem Vorratsbehälter 31 in die Kammer und hält die Flüssigkeit dabei unter einem leichten Unterdruck, wo durch die Flüssigkeit 29 zusätzlich nochmals entgast wird und somit das Auftreten von die Ultraschalluntersuchung störenden Luftbläschen sicher vermieden ist. Das Füllen der Untersu chungskammer 23 mit der Flüssigkeit 29 hat auch Vorteile für die Röntgenmammographie, da die Flüssigkeitsfüllung - bevor zugt handelt es sich hier wieder um entgastes Wasser - zu ei ner Verminderung des Bildkontrastes zwischen der Mitte der zu untersuchenden Mamma und den Randbereichen bzw. dem ohne Wasserfüllung direkter Strahlung ausgesetzten Bereich führt. Dies führt zu einer besseren Detailerkennbarkeit in der Peri pherie der Mamma und zudem ergibt sich durch die Strahlauf härtung eine Reduktion der Gewebedosis in der Peripherie.In Fig. 4 an embodiment for the formation of the sealed examination chamber 23 is shown, which in addition to the lower support plate 1 and the upper compression plate 2 one with an insertion opening 25 for inserting the breast two not shown above and below the drawing plane are the whale walls and a rigid Boundary wall 26 exists on which the upper compression plate 2 is slidably displaceable by means of a sealing lip 27 . A pump 28 conveys the liquid 29 with the interposition of a compensating container 30 from a storage container 31 into the chamber and keeps the liquid under a slight negative pressure, where the liquid 29 also degasses again and thus reliably avoids the occurrence of air bubbles which interfere with the ultrasound examination is. Filling the examination chamber 23 with the liquid 29 also has advantages for X-ray mammography, since the liquid filling - before it is again degassed water - to reduce the image contrast between the center of the breast to be examined and the edge areas or the area exposed to direct radiation without water filling. This leads to better detail recognition in the periphery of the breast and, in addition, the beam hardening results in a reduction in the tissue dose in the periphery.
Eine kombinierte Röntgen-Ultraschalluntersuchung mit Hilfe des erfindungsgemäßen Geräts erfolgt in der Weise, daß zu nächst die Mamma mit einem Gel eingeschmiert und dann in die Einstecköffnung 25, der beispielsweise als flexible Gummimem bran ausgebildeten Manschette 24, eingesteckt wird. Anschlie ßend erfolgt die Kompression der Mamma durch Herunterfahren der oberen Kompressionsplatte 2. Nach dem Ansaugen von entga stem Wasser in die Kammer 23 wird die Röntgenaufnahme gemacht und anschließend die Filmkassette oder der Festkörperdetektor entnommen unter gleichzeitiger Entnahme des Streustrahlenra sters bzw. unter Zurückfahrung des Streustrahlenrasters in eine Position außerhalb des Strahlungsgangs. Danach wird in die Kassettenhalterung die wassergefüllte Ultraschalluntersu chungskassette eingesteckt und beispielsweise über einen Kop pelbalg an die Oberseite der Kassettenhalterung und damit an die untere Auflageplatte angedrückt, so daß sofort anschlie ßend die Ultraschalluntersuchung erfolgen kann.A combined x-ray ultrasound examination with the aid of the device according to the invention is carried out in such a way that the breast is first lubricated with a gel and then inserted into the insertion opening 25 , which is, for example, a sleeve 24 designed as a flexible rubber membrane. The breast is then compressed by lowering the upper compression plate 2 . After sucking entga stem water into the chamber 23 , the X-ray is taken and then the film cassette or the solid-state detector is removed with simultaneous removal of the anti-scatter grid or retraction of the anti-scatter grid into a position outside the radiation path. Then the water-filled ultrasound examination cassette is inserted into the cassette holder and pressed, for example, via a coupling bellows onto the top of the cassette holder and thus onto the lower support plate, so that the ultrasound examination can then be carried out immediately.
Die erfindungsgemäße Ausbildung eines Röntgenmammographiege räts zur gleichzeitigen Mammadiagnostik mit Hilfe von Ultra schall hat eine Reihe von Vorteilen gegenüber den bisherigen Anordnungen.The formation of an X-ray mammography according to the invention Guidelines for simultaneous breast diagnostics with the help of Ultra schall has a number of advantages over the previous ones Orders.
Zum einen ergeben sich keine losen Teile außer der Ultra schalluntersuchungskassette. Die erfindungsgemäße Anordnung läßt sich bei vorhandenen Röntgenmammographiegeräten nachrü sten. Die Röntgenmammographie ist wahlweise an Luft oder in Wasser möglich, wobei durch die erfindungsgemäße Auslegung des Röntgenmammographiegeräts auch zur Untersuchung mit Hilfe von Ultraschall keinerlei Änderungen für die Röntgenuntersu chung stattzufinden brauchen, also beispielsweise keine zu sätzlichen absorbierenden Schichten notwendig sind. Die Brust ist durch die obere Komressionsplatte wie bisher gut be obachtbar und die Fixierung der Brust durch Unterdruck in der Kammer ergibt eine gute Positionierung.For one thing, there are no loose parts except the Ultra sound examination cassette. The arrangement according to the invention can be retrofitted to existing X-ray mammography equipment most. X-ray mammography is either in air or in Water possible, with the inventive design of the X-ray mammography device also for examination with the help of ultrasound no changes for the X-ray examination need to take place, for example none additional absorbent layers are necessary. The breast is still good due to the upper compression plate observable and the fixation of the chest by negative pressure in the Chamber results in good positioning.
Gleichzeitig ergibt sich eine sichere Ultraschallankopplung ohne zusätzliche Folien zwischen Brust und Wasserbad und durch das Ansaugen des Wassers in die Untersuchungskammer wird gleichzeitig störende Luft herausgesaugt. Der anstelle der Filmkassette in die Kassettenhalterung einzuschiebende Ultraschallscanner ist sehr platzsparend und stört durch sei ne Anordnung auch unterhalb der unteren Auflageplatte den Röntgenvorgang überhaupt nicht. Die Andruckplatte muß nicht von Koppelgel gereinigt werden und die Vorbereitung für die Ultraschalluntersuchung geht sehr rasch, was wegen der unbe quemen schmerzhaften Zusammendrückung der Brust in der Unter suchungskammer von großer Bedeutung ist. Schließlich ergibt sich auch noch der zusätzliche Vorteil, daß wegen des Unter drucks in der Untersuchungskammer Wasser bei etwaigen Undich tigkeiten nicht ausläuft.At the same time, there is a safe ultrasonic coupling without additional foils between breast and water bath and by sucking the water into the examination chamber disturbing air is sucked out at the same time. The instead the film cassette to be inserted into the cassette holder Ultrasound scanner is very space-saving and disrupts its appearance ne arrangement below the lower platen X-ray process not at all. The pressure plate does not have to be cleaned of coupling gel and preparation for the Ultrasound examination is very quick, which is because of the unbe Quemen painful compression of the chest in the lower search chamber is of great importance. Finally results there is also the additional advantage that because of the sub pressure in the examination chamber water if there are any leaks activities do not expire.
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