JPH11123192A - 生体部位の画像生成表示装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 超音波画像から察知できる情報が癌予防にお
ける集団検診としての超音波診断のために情報提供能力
をもつようにし、僅かな経験しかもたない検査員であっ
てもいっそう簡単に評価できるようにする。 【解決手段】 １次ビーム送信機／エコー信号受信機２
と、生体組織の他の領域よりも強く１次ビーム３をエコ
ー信号４として反射する基準面６との間に乳腺１がおか
れる。１次ビーム送信機／エコー信号受信機２により受
信されるエコー信号４′の平均伝播時間、予期される伝
播時間または振幅が基準信号として求められる。基準面
６により反射され捕捉検出されたエコー信号４の伝播時
間または振幅と、基準信号の伝播時間ないし振幅との偏
差は、エコー信号４の伝播の空間方向の領域における腫
瘍の可能性に対する尺度を成す。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、１次ビームの空間
方向に配向された１つの物体軸上でエコー信号受信機に
より受信されたエコー信号の強度の評価が画像生成のた
めに行われ、当該の画像生成のための評価は、前記エコ
ー信号と検出された別の画像生成信号との空間的対応づ
けで行われるように構成されている、乳腺に向けて配向
された超音波ビームのエコー信号を用いた女性の乳腺の
画像生成表示装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】この形式の画像生成装置は、癌予防にお
ける生体部位の集団検診方法としてますます使用される
ようになってきている。

【０００３】乳癌の早期発見のために女性の乳腺を規則
的に予防検診するのは、きわめて努力しがいのあるもの
である。それというのは、工業化された国々では成人女
性において最も頻発する種類の癌であるこの罹病は、流
行病として大きなウェイトを占めており、一般にこの病
気の早期発見は治癒を意味しているからである。この場
合、レントゲンマモグラフィは１つの既成の方式であっ
て、これはたいていの場合、互いに垂直を成すよう配向
された２つの平面で胸部を表示することにより実施され
る。

【０００４】超音波診断法は危険のないマモグラフ検診
方式であり、著しく密集した腺組織（マストパチー）で
あっても問題が起こらない。それというのは、密集した
腺組織中の腫瘍をソノグラフで良好に表示できるからで
ある。これに対し、胸部領域にマストパチーまたはエン
ドプロテーゼをもつ患者の場合、レントゲンマモグラフ
ィでは情報を提供することはできない。それというのは
この場合、腫瘍を表示することができないか、あるいは
不完全にしか表示できないからである。

【０００５】アメリカ合衆国特許第４５０９３６８号に
より公知の超音波断層撮影法は、冒頭で述べた形式の手
法にしたがって動作する。この場合、反射作用および透
過作用により得られた信号が互いに重畳され合う。その
際、反射作用および透過作用により得られた信号は互い
に垂直に位置している。たしかにこの装置構成によりそ
の他の公知の解決手法とは異なり情報を取り出せるが、
しかしそれによっても、この手法で動作する機器が数多
く診察室に導入されるには至っていない。この場合、妨
げとなっているのは、機器の構造が著しく複雑であり、
多数の音波送信機と音波受信機が必要とされることであ
って、このことで機器の調達に費用がかかり、また、取
り扱いも容易ではない。

【０００６】さらに、ドイツ連邦共和国特許出願公開第
４０３７３８７号公報から次のような方法が公知であ
る。すなわちこの方法によれば、互いに対向する投射装
置から得られた一致した空間点に対するエコー値が重畳
され合い、その結果、最終的に、投射装置ごとに互いに
異なる空間点に対する信号成分だけが残る。このことに
より、音響陰影等が除去されるので、認識された不均質
体の形状ならびに表面構造に関する情報をいっそう良好
に導出できる。しかしこの方法における欠点は、診断す
べき生体部位を互いに対向する２つの空間方向から検査
しなければならないことであって、このため音響ヘッド
を相応に頻繁に置き換えなければならないか、あるいは
はじめから２つの音響ヘッドが必要とされることであ
る。

【０００７】国際公開第８８／０８２７２号から、癌予
防における集団検診の状況において女性の胸部を検査す
る方法および装置が公知である。この装置は、検査すべ
き組織を照射する赤外線ビーム源を有する。その際、組
織を通って生じた赤外線ビームの成分がテレビジョンカ
メラにより受信される。これに加えて、組織領域を検査
するために超音波変換装置が設けられている。ここでは
２段階の検査プロセスが用いられている。徹照法によっ
て疑わしい部位が確認され、続いて超音波ドップラ方式
による所期の検査が行われる。

【０００８】アメリカ合衆国特許第４６５１７４４号に
より公知の方法の場合も、集団検診で適用するには検査
領域全体の超音波検査はコストがかかりすぎるとそこに
記載されていることから、その目的は徹照法で検出され
た障害組織を超音波によって鑑別することである。

【０００９】ヨーロッパ特許出願公開第０１６８５５９
号公報は、超音波衝撃波による砕石器によって打ち砕こ
うとする結石の位置測定に関する。処置すべき結石の動
きは、リアルタイム超音波画像生成装置において識別さ
れる。この超音波位置測定システムには、超音波位置測
定を補うレントゲン位置測定システムが相関づけられて
いる。しかしこの場合、レントゲン情報と超音波情報と
がじかに重畳されることはなく、このことは位置測定に
あたって行えるものでもないし意図されたものでもな
い。

【００１０】フランス国特許出願公開第２５４５３４９
号公報により解剖学的器官構造のための画像生成方法が
開示されており、この場合、レントゲン画像が別のビー
ム形式の画像と重畳される。実例として超音波画像、赤
外線画像、または磁気共鳴画像が挙げられている。重畳
の前に、個々の画像において良好に見ることのできる構
造になるよう骨格化され、つまり対応する構造が本質的
なものになるまであらわにされ、ないしは重要なもの以
外は取り除かれる。重畳画像の画素は最初の画像または
２番目の画像から取り出される。

【００１１】もっぱら超音波だけに基づく普及している
手法によっても、それ自体で集団検診においても十分に
信頼性のある情報を提供できるような成果はこれまで得
られなかった。

【００１２】

【発明が解決しようとする課題】したがって本発明の課
題は、冒頭で述べた形式の装置において、超音波画像か
ら察知できる情報が癌予防（スクリーニング）における
集団検診としての超音波診断のために情報提供能力をも
つようにし、しかもたとえ僅かな経験しかもたない検査
員であってもいっそう簡単に評価できるようにすること
である。

【００１３】

【課題を解決するための手段】本発明によればこの課題
は、レントゲンビーム、サーモグラフィおよび／または
徹照により前記別の信号をトリガする手段と、該別の信
号を固定保持された乳腺において対応づけられた空間方
向で捕捉検出する手段が設けられており、１次ビーム送
信機／エコー信号受信機と、１次ビームの空間方向に対
し垂直に配向され、表示フィールド中に存在する生体組
織の他の領域よりも強く１次ビームをエコー信号として
反射する基準面との間に前記乳腺がおかれ、１次ビーム
送信機／エコー信号受信機により受信される、前記物体
を通過して横切った１次ビームの、前記基準面により反
射されたエコー信号の平均伝播時間または予期される伝
播時間および／または振幅が基準信号として求められる
かまたはあらかじめ定められ、１次ビーム送信機／エコ
ー信号受信機により受信される、前記乳腺を通過して横
切った１次ビームの、前記基準面により反射されたエコ
ー信号の伝播時間および／または振幅が求められ、基準
面により反射され捕捉検出された前記エコー信号の伝播
時間および／または振幅と、基準信号の伝播時間ないし
振幅との偏差は、前記エコー信号の伝播の空間方向の領
域における腫瘍の可能性に対する尺度を成すことにより
解決される。

【００１４】

【発明の実施の形態】本発明は以下の認識に基づくもの
である。すなわち、胸部が固定されているときに画像生
成情報の直接的または間接的な幾何学的重畳を可能にす
る互いに補完的な関係にある２つの画像生成プロセスの
共働的使用により、それら２つのプロセスから別個に取
り出すことのできる情報の和よりも著しく大きい重要な
情報取得ができるのである。この場合、生じる累積的な
いし相乗的効果が重要であって、これは、観察者にとっ
ては不完全な幾何学的構造も、比較的僅かな付加的な要
素を追加するだけで何倍も明瞭に得られることに因るも
のである。

【００１５】別の信号として、レントゲンビーム、サー
モグラフィおよび／または徹照法によりトリガされる信
号が用いられる。

【００１６】有利には、超音波エコーに基づくプロセス
とレントゲン透射に基づくプロセスとが、一方のプロセ
スでは明瞭には生成されない組織異常が他方のプロセス
ではそれだけいっそう良好に現れるというようにして、
相補い合うプロセスつまり相補的なプロセスを成してい
る。固定されている物体において記録された各画像をそ
のまま重畳すると、これにより各画像生成表示が互いに
補い合って悪性領域をほぼ完全に再現する１つの画像が
生成され、その際、この重畳はそれぞれ画像再生の個々
の幾何学的要素または構造の表示にも適用される。

【００１７】この場合、殊に有利であると判明したの
は、レントゲンビームによる負荷は１つの画像平面を生
成するためにだけしか必要とされず、したがってもはや
−これまでのレントゲンマモグラフィにおけるように−
それぞれ異なる方向からの２つのレントゲン画像を作成
する必要のないことである。

【００１８】検査すべき胸部の同一位置において種々異
なる診断方式を組み合わせることにより、以下の理由か
らも−従来のプロセスよりも−いっそう明確な結果を得
ることができる。すなわちこれまでは、種々のプロセス
により得られた画像の幾何学的形状を−器官の位置ない
しは形状がそれぞれ異なる記録方向においてそれぞれ異
なることで−互いに対応づけることができなかったから
である。これに対し上記の両方のプロセスによってはこ
れまで、たとえそれらのプロセスがいっしょに適用され
たとしても、直接いっしょに合成して評価できる成果が
得られなかった。

【００１９】さらに本発明にとって重要なことは、ここ
では空間的手法（超音波）による画素が透射において陰
影部形成により得られるものと情報に関して統合化され
ることでもある。この場合、超音波方式によって、陰影
を形成する方式では２次元でしか位置特定されなかった
所見の深さ方向での位置特定が可能となる。

【００２０】本発明の有利な実施形態によれば、そのつ
ど精確な弁別が行えるよう種々異なる画像生成プロセス
をそれぞれ異なる段階で付加的に投入することができ
る。

【００２１】たとえば、レントゲンビームによりトリガ
された信号はじかにディジタル形式で記録されるかまた
は、一般的に得られるレントゲンフィルムにより後から
ディジタル化される。

【００２２】信号源が−同時にまたは時間的に順次連続
して−物体の同一面上の空間座標に配置されていれば、
有利には、陰影生成プロセス用の受信プレートを、エコ
ー作用を使用する画像生成プロセス用の反射面と統合で
きる。

【００２３】有利な実施形態によれば、エコー情報から
導出された腫瘍の可能性の高いことを表す信号と別の信
号との論理結合および／または重畳により、たとえば加
算結合または乗算結合により、腫瘍の可能性の高いこと
を表す付加情報を得ることができる。これによって、検
査の評価にとりわけ関連する区域がはっきりと強調され
る。

【００２４】エコーを生成する信号の１次ビームは、被
検査物体に向けてたとえば連続的に送出されるかまた
は、実質的に等間隔の順序で続く平行なビームが１次ビ
ームとして被検査物体に向けて送出される。この場合、
１次ビーム送信機は機械的に駆動され、および／または
空間的に分配された複数の１次ビーム送信機がアレイ形
式の配置構成で時間的に順次連続してスキャンしながら
同時にも駆動される。

【００２５】別の有利な実施形態によれば、１次ビーム
送信機／エコー信号受信機と、１次ビームの空間方向に
対し垂直に配向され表示領域中に存在する生体組織の別
の領域よりも強く１次ビームをエコー信号として反射す
る基準面との間に、対象物体を配置し、この物体を通過
して横切った１次ビームにおいて１次ビーム送信機／エ
コー信号受信機により受信される基準面で反射したエコ
ー信号の平均または予期し得る伝播時間および／または
振幅を測定または記録すれば、物体を通過して横切った
１次ビームにおいて１次ビーム送信機／エコー信号受信
機により受信される基準面で反射したエコー信号の伝播
時間および／または振幅を求めることができる。そして
この場合、基準面で反射し捕捉検出されたこのエコー信
号の伝播時間および／または振幅と、基準エコー信号の
伝播時間ないし基準振幅との偏差が、そのエコー信号の
伝播空間方向の領域における腫瘍の可能性に対する尺度
を成す。このようにして、重畳された複数の信号から、
それ自体でまとまった完全な表示を可能にする最大限の
画像生成情報が得られる。

【００２６】既述の構成においてとりわけ有利なことは
たとえば、得られた画像データを幾何学的に補正する必
要のない点であって、これはそれらのデータを表示全体
に対しそのまま直線的に重畳できるからである。

【００２７】この場合、一般的な形態において、互いに
隣り合う点で捕捉検出された複数のエコーに対し共通に
評価することで、捕捉検出された信号情報を最大限に利
用して基準面の完全な表示が得られるように、画像表示
領域を形成することができる。

【００２８】さらにその際、それらの点または領域を２
次元または３次元グラフィック表示−たとえば偽カラー
表示−に重畳すると好適である。

【００２９】本発明による装置は、コンピュータ断層撮
影の形式による空間的画像生成表示にも用いることがで
きる。つまりこの場合には、被検査生体部位において、
連続的または実質的に等間隔の順序で順次連続する空間
方向で、生体部位を平面的にカバーする軌道から１次ビ
ームが被検査生体部位に向けて送出される。

【００３０】本発明による装置の技術的構成ではそれぞ
れ、信号変換器を成すビーム源ないしビーム受信機と、
所属のプログラムメモリおよび信号変換器への信号接続
路を備えた信号プロセッサが設けられている。

【００３１】波状ビームにより対象とする生体部位つま
り被検査物体が時間的に順次連続して走査され、その点
ではたとえば動きやすい対象物体を固定して据えるのが
好適であることから、本発明による装置の有利な実施形
態では、波状ビームを実質的に透過させるプレート状の
部材と、エコー信号を反射する基準面との間に対象物体
が配置され、その際、この部材と基準面とは互いに平行
に配向されている。

【００３２】被検査物体は種々異なる形状をもっている
可能性があるので、波状ビームを透過させる部材と反射
を行う基準面は、軸線方向位置調節装置を介して互いに
結合されている。したがって結合媒体により囲まれてい
る被検査物体は、やはり結合媒体の設けられている基準
面と上記の部材との間に挿入されてから、位置調節装置
を操作することで固定的に締め付けられる。その結果、
物体の比較的大きな領域が上記の部材ないしは基準面と
じかに接触可能になり、このことで物体と上記の部材な
いし基準面との良好な結合が簡単に保証されるようにな
る。これによって超音波信号が通過して横切る領域の厚
さは規定されているので、最初から適切なフォーカシン
グを有する送／受信機を選ぶことができ、したがって誤
測定による時間の損失が回避される。 物体を取り囲む
結合媒体は有利には、物体の形状に整合させることので
きる形状を有するフレキシブルな容器内に設けられてい
る。この容器は波状ビーム透過性の材料から成り、結合
媒体は、この結合媒体中の波状ビームの音速および／ま
たは吸収特性が被検査物体の生体組織中の波状ビームの
それと実質的に等しいように構成されている。そしてこ
のことにより、透過性の部材または反射を行う基準面と
じかに接触していない表面を有する物体領域も検査する
ことができる。

【００３３】本発明による装置の有利な実施形態によれ
ば、超音波送信機／受信機は、波状ビーム透過性のプレ
ート状部材に当接して固定可能にキャリッジ内に配置さ
れており、これは被検査物体をその向こう側にある反射
を行う基準面とともに容易に手動でまたはモータ駆動で
点ごとに時間的に順次連続してラスタ状に走査できるよ
う並進的に可動に、キャリッジ内に配置されている。ラ
イン状またはフラット状のアレイ配置構成であれば、必
要とされる運動シーケンスが単純化され、ないしはそれ
を完全に省略できる。フラット状アレイとして構成した
場合には、それ自体を押圧面として構成できる。その
際、相応の電子回路を用いることでスキャンしながら制
御が行われる。

【００３４】生体部位有利には女性の乳腺を検査する場
合にはたとえば、波状ビーム透過性の部材と反射を行う
基準面はそれぞれ、隣り合う生体部位に当接する隣接領
域においてその部位に形状的に整合されており、たとえ
ば凹面状に形成された切り欠きを有する隣接エッジが設
けられている。

【００３５】得られた情報の有利な評価形式は、超音波
を反射する基準面をコンピュータ計算によりモニタ上で
３次元表示することであり、これによって高い確率で腫
瘍の存在する被検査物体の領域サイズを同時に概観する
ことができる。このことで、特性情報をただ１つの画像
において同時に表示することができ、この画像をコンピ
ュータの相応のグラフィック制御手段によって種々異な
る視点において方向づけることができる。

【００３６】基準面の注目対象領域に属する（対応づけ
られた）組織領域の表示を選択することにより、そのつ
どいっそう詳細な診断を行える。その際、一部分を拡大
（ズーム）することで注目対象組織区域を別個に再生で
きるので、いっそう精確な判定が可能になる。

【００３７】従属請求項には本発明のその他の有利な実
施形態が示されている。次に、図面を参照して本発明の
有利な実施形態について詳細に説明する。

【００３８】

【実施例】図１の断面図と図２の斜視図に示されている
本発明による装置の有利な実施形態では、平行平面の２
つの部材すなわちプレート６と部材７とが設けられてお
り、これらによって被検査物体１が実質的に互いに平行
に配向された２つの面で囲まれている。この場合、部材
７は超音波透過性に構成されているのに対し、プレート
６は超音波を反射する。プレート６と部材７は、軸線方
向位置調節装置８を介して互いに連結されている。調節
部材９と１０を用いることで、部材７とプレート６との
間隔を個々に調整できる。以降の説明では以下の３次元
の方向が適用される：ｘは超音波信号の侵入方向を成
し、つまり時間的に順次連続する超音波エコーに対する
ｔ軸を成す。ｙ軸は信号検出における第１の”運動”軸
を成し、つまり断層画像表示のための第２の座標を成
す。そしてｚ軸は信号検出における第２の運動軸を成
し、このようにして１つの３次元画像を生成することが
できる。しかしこの場合、”運動”を機械的に行う必要
はなく、直線的にあるいは平面的に広がっている送／受
信機アレイを用いれば電子的なスキャンにより行える。

【００３９】１次波送信機／エコー信号受信機２は、キ
ャリッジ１２内においてこのキャリッジ１２の長手方向
軸に沿って可動にただし固定可能に配置されている。こ
の装置の有利な実施形態の場合、キャリッジ１２は位置
調節装置８の横棒１１とも連結されている。さらにキャ
リッジ１２は、横棒１１の長手方向軸に沿って移動可能
である。１次波送信機／エコー信号受信機２は部材７の
外面に当接しており、これは被検査物体１をスキャンす
るためにキャリッジ１２により部材７の全平面上を走行
することができる。その際、１次波送信機／エコー信号
受信機２の個々の位置つまり空間方向は、手動であるい
はステップモータ駆動で、ないしは電子的なスキャン手
段により設定調整できる。

【００４０】生体に当接するプレート６ないし部材７の
エッジ１３ないし１４は構造的に丸くされており、つま
りたとえば凹面に構成されている。

【００４１】この有利な実施例が機械的に著しく簡単で
あるのは、結合媒体１７を含みフレキシブルであって使
用される（波状）ビームを透過させる密閉された容器１
５によって、任意の形状を有する被検査物体１をいつで
も取り囲むことができるからである。容器１５は充填ノ
ズル１６を介して充填したり空にしたりすることができ
る。さらにこの場合、波状ビームを良好に伝達できるよ
うにする目的で、結合媒体がプレート６と部材７の上に
のみ置かれるようにする必要がある。

【００４２】本発明による方法を実施する装置の図示の
実施例の場合、反射プレート６は同時に、平行な空間方
向で有効な別の画像生成信号のための１つの受信装置を
成しており、あるいはその種の受信装置と接続されてお
り、ないしはその種の受信装置のための収容部を成して
いる。

【００４３】診断方式は、同一位置における物体のレン
トゲン曝射ないしはディジタルラジオグラフィによる。
これにより、見つけ出された不均質体に関するさらに別
の情報を異なる２つの空間方向から得ることができ、同
時に有利には今日一般的な純粋なレントゲン撮影に比べ
て僅かなレントゲン負荷でこれを行える。この場合、レ
ントゲン管２０はときおり超音波送／受信装置２の位置
へ入ることができる。

【００４４】ビーム束２１によりレントゲンビームが示
されており、これは物体１を通って透射され、カセット
２３内に配置されたレントゲンフィルム２２に到達す
る。この場合、たとえばカセット２３の上方のカバー面
はプレート６と同じものであり、これは超音波診断用の
反射板として用いられる。シンボリックに示されている
択一的な実施形態の場合、サーモグラフィプロセス用の
感熱面がプレート６の上面に設けられており、これは破
線２４で示されている。

【００４５】この場合、被検査物体１は調節手段８〜１
０により固定され、１次波送信機／エコー信号受信機２
から出射された１次ビーム３が、物体１を通過して横切
った後にプレート６によりエコー信号４として反射さ
れ、１次波送信機／エコー信号受信機２により受信され
る。その際、エコー信号４の伝播時間と振幅は、１次波
送信機／エコー信号受信機２と接続された、送出された
１次ビーム３の種々異なる空間方向５のための評価装置
により捕捉検出される。

【００４６】次に（もしくは同時に）同じ物体の位置に
おいて、第２の画像生成検査プロセスにより最初のもの
に重畳された画像表示が行われ、これにより受信された
同じ位置におけるデータが補われる。その際、結合媒体
１７はたとえば、画像を生成するビームに対するこの結
合媒体の減衰または作用に関し通常の生体組織の特性に
対応するように設定調整され、したがって画像表示にお
いては中立的にないしは相殺されて現れる。

【００４７】別の信号として、レントゲンビームのほか
にサーモグラフィまたは徹照法によりトリガされる信号
も用いられ、その際、後者の場合には照射源は光源２０
と重なる。

【００４８】たとえば、レントゲンビームによりトリガ
される信号をそのままディジタル形式で記録することが
できるし、あるいは一般的に得られるレントゲン写真に
より−有利にはスキャンによって−あとからディジタル
化することができる。

【００４９】次に図３のａ〜ｄおよび図４のａ〜ｄに基
づき、不均質体の境界線のところに生じそれらから生成
される種々異なる信号経過特性について詳細に説明す
る。

【００５０】図３のａ〜ｄによる断層画像表示の場合、
超音波により（ｘ方向で）透射されたときの種々の不均
質体が示されており、これに基づいて本発明を明確に示
そうとするものである。矢印方向で１次ビームの空間方
向がそれぞれ示されており、この場合、表示の濃さは得
られたエコーの数ないし強度に対する尺度を成してい
る。ここで図３のａ〜ｄにはそれぞれ超音波画像の下側
に、付加的な画像生成プロセスにより得られる信号２５
が断層画像表示の水平方向の広がりで示されている。こ
れによれば、超音波信号中の相応の目立った領域におけ
る悪性組織に対する徴候としてそれぞれ濃い部分の現れ
る様子が略示されている。しかしこの場合、表示は単に
概略的なものである可能性がある。たとえばここで、信
号の電子的な後処理からはじめられ、その際、レントゲ
ンフィルム上での表示に対し反転が行われる。いずれに
せよ、基本表示だけを取り扱うことができる。

【００５１】図３ａには、腫瘍のない脂肪組織Ｆと腺体
ＤＫを含む物体が示されている。脂肪組織Ｆは腺体ＤＫ
よりも僅かなエコー密度を有しており、その際、超音波
反射プレートＰは最大エコー強度を有している。

【００５２】図３ｂには、悪性腫瘍Ｔを有する物体が示
されている。この悪性腫瘍はほとんどエコーなく現れ、
腫瘍の後方に左右相称の周縁陰影部を伴っている。

【００５３】図３ｃには、悪性腫瘍Ｔを有する物体が示
されている。この悪性腫瘍はほとんどエコーなく現れて
いるが、図３ｂとは異なり腫瘍の後方に平均的な中央陰
影部を有している。

【００５４】図３ｄには、良性の嚢胞Ｚを有する物体が
示されている。この嚢胞Ｚは、たいていの嚢胞のように
エコーなく現れているが、嚢胞の後方中央に音響増大部
を伴っている。

【００５５】図４のａ〜ｄ（ｔ軸はｘ軸に対応する）に
は、図３のａ〜ｄから得られた種々異なるエコー信号経
過特性がそれぞれ付加的に示されている。透射により動
作する画像生成プロセスの付加的な画像成分は、この図
には示されていない。したがってこの付加的な画像生成
プロセスには”深さの情報”は含まれていない。それと
いうのは、これは透射に基づくものだからである。しか
し同じことは、超音波検査に因る信号”プレート変位”
および”プレート分解能”についてもあてはまり、これ
らも３次元の情報を有していない。

【００５６】図４ａには基準１次ビーム３′のエコー信
号経過特性が示されており、このビームは腫瘍のない脂
肪組織Ｆと腺体ＤＫとを含む物体を通過して横切ってい
る。ここではエコー振幅Ａが時間ｔとともに変化する様
子が示されており、つまり１次ビーム送信機／エコー信
号受信機からの距離が増すにつれて変化する様子が示さ
れている。この場合、脂肪組織Ｆは腺体ＤＫよりも僅か
な振幅しか有しておらず、その際、最大振幅値の領域Ｐ
ａは超音波反射プレートの位置を示している。

【００５７】図４ｂには、悪性腫瘍Ｔを通過して横切っ
た１次ビーム３のエコー信号経過特性が示されている。
この場合、腫瘍Ｔおよび左右相称の周縁陰影部の領域に
おける振幅は、周囲の脂肪組織Ｆの領域よりも著しく小
さい。さらにここでわかることは、一方では、プレート
において高められた振幅値Ｐｂの領域までの伝播時間Ｌ
ｂは図４ａによるエコー信号の伝播時間Ｌａよりも短く
なったことであり、他方では、その高められた振幅値Ｐ
ｂは図４ａによるエコー信号経過特性の高められた振幅
値Ｐａよりも小さいことである。この場合、伝播時間が
短くなったことは見かけ上のプレート変形として現れ
る。

【００５８】図４ｃには、悪性腫瘍Ｔを通過して横切っ
た１次ビーム３のエコー信号経過特性が示されている。
この場合、腫瘍Ｔの領域における振幅は周囲の脂肪組織
Ｆの領域よりも著しく小さく、平均的中央陰影部は腫瘍
Ｔよりも手前の振幅よりも小さい振幅を有している。こ
こでわかることは、図４ｂの場合とほとんど同じよう
に、一方では、プレートにおいて高められた振幅値Ｐｃ
の領域までの伝播時間Ｌｃは図４ａによるエコー信号の
伝播時間Ｌａよりも短くなったことであり、他方では、
その高められた振幅値Ｐｃは図４ａによるエコー信号経
過特性の高められた振幅値Ｐａよりも小さいことであ
る。

【００５９】図４ｄには、良性の嚢胞を通過して横切っ
た１次ビーム３のエコー信号経過特性が示されている。
嚢胞Ｚの領域における振幅はほぼゼロに等しく、中央の
音響増大部は、嚢胞Ｚよりも手前の振幅よりも高められ
た嚢胞Ｚの後方の振幅によって示されている。しかしこ
こでもやはり、プレート６において高められた振幅値Ｐ
ｄの領域までの伝播時間Ｌｄは、図４ａによるエコー信
号経過特性よりも短くなっていることはわかるが、高め
られた振幅値Ｐｄは図４ａによるエコー信号経過特性に
おける高められた振幅値Ｐａを実質的にさらに超えてい
ることがわかる。

【００６０】第１の平面に対し垂直に配向されたさらに
別の平面で物体を繰り返しスキャンすることにより、こ
こには示されていない別の実施例において、求められた
エコー信号経過特性を重畳して結合することで３次元画
像を生成できる。

【００６１】エコー信号の伝播時間が短くなる良性の不
均質体と悪性の不均質体とをいっそう良好に区別できる
ようにする目的で、図５には反射プレート６の超音波画
像が３次元で示されている。これにより高い確率で不均
質体を予期できる領域の３次元の輪郭を図示することが
できる。そしてこれによって、反射プレート６の歪んだ
領域の周辺輪郭の性質が明らかになり、これにより不均
質体の周辺輪郭の性質に関する情報を形成することがで
きる。研究の結果、明らかにされたことは、悪性の所見
はたいてい不規則な周辺輪郭を有するのに対し、良性の
所見は滑らかな周辺輪郭を有することである。さらに、
音響伝播方向に対し平行に配向された１次画像の呼び出
しにより、障害を引き起こす不均質体をじかに観察でき
るようになり、したがっていっそう詳細な特徴づけが可
能である。

【００６２】図５による３次元表示では、被検査物体中
に悪性腫瘍の存在する場合の超音波反射プレート６が示
されている。その際、歪んで示されたプレート６の領域
における輪郭の不規則な性質がはっきりと示されてい
る。さらにこの図には、第２の画像生成プロセスに因る
第２のダイアグラムが補足されている。この場合もレン
トゲン照射により得られる表示が用いられている。その
際、周辺輪郭の性質に基づき、高い確率で悪性の所見を
対象としていることがわかる。さらに、歪んで示された
領域を波を透過させる上方の部材の方向へ投影すること
により、悪性の所見を高い確率で見いだせる被検査体部
位の空間的に制限された領域を求めることができる。

【００６３】図６には、本発明による方法のための評価
装置の基本構造がブロック回路図の形式で示されてお
り、この図の場合、超音波受信ユニット４０により受信
された超音波エコーＳ１がディジタル化された振幅信号
としてメモリ４２に書き込まれる。このメモリはたとえ
ば、ディジタル化された信号を受け入れるシフトレジス
タを成している。別の受信ユニット４１は、被検査器官
から導出された空間的に相関される画像生成信号を受信
するために用いられる。この信号については後で詳細に
説明する。シフトレジスタ中に存在する信号は受信され
たエコーのディジタル化された振幅値であって、その
際、時間遅延装置４４が１つの出力信号を受け取った
後、受信が開始され、この時間遅延装置自体は、超音波
信号の送信時点を定める時間発生器４５により起動され
る。これにより、逆流するそのつどの信号が送出される
超音波信号パルスに応じてメモリ４２内に保持される。
この場合、ｘ方向（侵入深さ）におけるディジタル表示
は図４と図５のものに対応している。

【００６４】超音波受信ユニット４０は、ラインごとに
ｙ方向に直線的に変位させる装置（図３参照）−これは
有利には自動化して構成することもできる−により、被
検査器官に関しそれぞれ異なる位置に位置決めされる。
これにより、被検査器官または被検査体部位を層ごとに
表示するためにラインごとに走査できる。ここには図示
されていない本発明による変形実施例において、それぞ
れ１つのライン全体を相応の超音波送／受信機アレイに
より同時に捕捉検出することによっても、ラインごとの
走査を行える。

【００６５】図６に示されている実施例は、１つの空間
平面内で順次連続して捕捉検出される信号のための、つ
まり２次元領域のための評価回路を表している。同時に
２次元で捕捉検出するためには、１つのライン全体に対
し同時に複数の信号を送出する１つの超音波送／受信機
が必要であり、他方、３次元の捕捉検出のためには、捕
捉検出すべき別の各々の層のためにこのような装置構成
を相応に多重化しなければならない。したがって、超音
波送／受信機についてはフラット形式のアレイ配置とな
る。

【００６６】しかしこの場合も、機械的な運動によらず
に捕捉検出される信号をスキャンしながら走査が行われ
るため、結局はそれらの信号の後続処理はやはり順次連
続して行われるため、個々の幾何学的平面を捕捉検出す
る際の動作モードは結局はそれ相応のものになり、した
がってこの場合も以下の説明に応じた処理を行うことが
できる。

【００６７】閾値検出器４６により、受信されディジタ
ル化されてシフトレジスタ４２内に保持されているエコ
ー信号のうち所定の閾値を超過したものが検出される。
これは生体組織からのエコーの振幅を上回るものであ
り、強く反射を行うプレートのエコーを成すものであ
る。この値は平均値ないし基準値メモリ４７に書き込ま
れる。このメモリには、振幅および／またはエコー遅延
の時間的平均値、ないしは閾値を超えたパルスにおいて
検出されたエコー遅延時間の大多数の遅延時間が書き込
まれる。図示されている実施例の別の変形実施例におい
て、あらかじめ固定的に定められた値を基準値として用
いることもでき、この値は経験値に基づき得られたもの
であり、ないしは配置構成の既知の幾何学的形状から求
められたものである。

【００６８】さらに別の処理段４８において、送信され
てからの検出パルスのエコー時間の差ないしはメモリ４
７内にある基準値と比較されたその振幅が求められ、反
射特性に関し”硬質の”プレートの、ないしは介在する
生体組織中に存在する物体に基づくエコー振幅の減少の
エコーの変位のために、メモリ４９へ転送される。この
仮想的なプレート変形ないしは”エコー減少”により−
既述のように−悪性組織の存在に対する徴候としてｘ，
ｙ平面における１つの点に対する別の局所的な特性信号
が形成される。ただしｘ方向における情報は伴わない。
得られた値はメモリ４８内に保持される。第１の処理ユ
ニット５０において、シフトレジスタ４２の出力信号に
メモリ４９中にある信号が別の情報として加えられる。
このことは、そのために設けられた付加的なメモリセル
におけるエコー変位の値の保持ないしはエコー減少によ
り簡単に行える。

【００６９】信号検出器４１から送出されメモリ５１内
に保持されているｘ，ｙ平面内の当該の点に対する別の
画像生成特性信号も第２の処理ユニット５２において、
第１の処理ユニット５０の出力信号としての全体信号に
加えられる。そしてこの信号も、ｙ，ｚ平面で表される
それぞれ１つの点に相応する信号においていっしょに供
給される。

【００７０】この信号はメモリ５４内に格納される。そ
の際、このメモリはマトリクス状に構成されており、ｙ
方向の走査ラインに対する前述の付加信号を含む全エコ
ー信号（ｘ軸情報）を収容する。

【００７１】第３の処理ユニット５５において、ｙ軸の
１つの点に対し得られた全体信号が、先行する時点で収
容された別の信号と相関づけられる。この場合、有利に
は、ｚ方向に隣り合う信号が用いられ、その結果、局所
的な深層エコー（ｘ方向）、局所的なエコー変位、別の
画像生成プロセスによる局所的な信号、ならびにｚ方向
に隣り合う相応の信号を重畳することで、隣り合う組織
の層に対する腫瘍の可能性に関する情報が得られる。そ
してこの情報は実際の信号と比較されるかまたはその他
のやり方で相関づけられる。このことで、局所的に捕捉
検出された信号に対し隣り合う信号との比較による信号
変化も取り込むことができる。

【００７２】ｚ方向の変位における別の信号検出により
−相応に処理された−別の断層画像が得られ、この画像
は（実例として示しただけの）別のメモリ５６〜５８に
格納される。その結果、これらのメモリの内容をまとめ
ることで、あわせて評価可能な３次元の画像が得られ
る。その際、ｚ方向に隣り合うメモリロケーションの内
容の相関づけによって、第３の処理ユニット５５の例と
してすでに挙げたように、得られた情報を同様に改善で
きる。また、それぞれ異なる空間方向から捕捉検出され
た画像の相関づけを相応に行うこともできるが、もっと
も女性の胸部の検査の場合には、それぞれ異なる空間方
向からの信号検出のためにそれを空間的に固定するのが
前提条件である。

【００７３】本発明は、その構成に関して先に挙げた有
利な実施例に限定されるものではない。むしろ、基本的
に別の形式の構成であっても既述の解決手段を用いる多
数の変形実施例が考えられる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による装置の有利な実施形態の断面図で
ある。

【図２】図１による装置の斜視図である。

【図３】透射による組織不均質体の概略断面図である。

【図４】図３に対する種々のエコー信号経過特性を表す
図である。

【図５】被検査領域中に腫瘍がある場合の超音波画像に
おいて超音波反射基台を立体的に示す図である。

【図６】信号を処理するためのプロセッサシステムのブ
ロック回路図である。

【符号の説明】

１ 乳腺 ２ １次ビーム送信機／エコー信号受信機 ３ １次ビーム ４ エコー信号 ６ 基準面

Claims (17)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 １次ビームの空間方向に配向された１つ
   の物体軸上でエコー信号受信機により受信されたエコー
   信号の強度の評価が画像生成のために行われ、当該の画
   像生成のための評価は、前記エコー信号と検出された別
   の画像生成信号との空間的対応づけで行われるように構
   成されている、 乳腺に向けて配向された超音波ビームのエコー信号を用
   いた女性の乳腺の画像生成表示装置において、 レントゲンビーム、サーモグラフィおよび／または徹照
   により前記別の信号をトリガする手段と、該別の信号を
   固定保持された乳腺において対応づけられた空間方向で
   捕捉検出する手段が設けられており、 １次ビーム送信機／エコー信号受信機（２）と、１次ビ
   ーム（３）の空間方向（５）に対し垂直に配向され、表
   示フィールド中に存在する生体組織の他の領域よりも強
   く１次ビーム（３）をエコー信号（４）として反射する
   基準面（６）との間に前記乳腺（１）がおかれ、 １次ビーム送信機／エコー信号受信機（２）により受信
   される、前記物体（１）を通過して横切った１次ビーム
   （３′）の、前記基準面（６）により反射されたエコー
   信号（４′）の平均伝播時間または予期される伝播時間
   および／または振幅が基準信号として求められるかまた
   はあらかじめ定められ、 １次ビーム送信機／エコー信号受信機（２）により受信
   される、前記乳腺（１）を通過して横切った１次ビーム
   （３）の、前記基準面（６）により反射されたエコー信
   号（４）の伝播時間および／または振幅が求められ、 基準面（６）により反射され捕捉検出された前記エコー
   信号（４）の伝播時間および／または振幅と、基準信号
   （４′）の伝播時間ないし振幅との偏差は、前記エコー
   信号（４）の伝播の空間方向の領域における腫瘍の可能
   性に対する尺度を成すことを特徴とする、 画像生成表示装置。
2. 【請求項２】 実質的に互いに並行に配向された２つの
   プレートの間に女性の乳腺を固定する手段が設けられて
   いる、請求項１記載の装置。
3. 【請求項３】 レントゲンビームによりトリガされた信
   号をそのままディジタル形式で記録するかまたは、一般
   的に得られるレントゲン写真によりあとからディジタル
   化する手段が設けられている、請求項１または２記載の
   装置。
4. 【請求項４】 前記信号源は同時にまたは時間的に順次
   連続して当該物体の同じ面上の空間座標中に配置されて
   いる、請求項１〜３のいずれか１項記載の装置。
5. 【請求項５】 高い腫瘍可能性を表す付加的な情報を、
   前記の別の信号と、エコー情報から導出された高い腫瘍
   可能性を特徴づける信号との加算結合または乗算結合に
   よる論理結合および／または重畳を行うことにより獲得
   する手段が設けられている、請求項１〜４のいずれか１
   項記載の装置。
6. 【請求項６】 女性の乳腺（１）に向かって連続的に、
   または実質的に等間隔の順序で隣り合う平行な空間方向
   （５）で、１次ビーム（３）が被検査物体（１）へ送出
   され、１次ビーム送信機が機械的に駆動され、および／
   または空間的に分配された複数の１次ビーム送信機がス
   キャンしながら時間的に順次連続してまたは同時に駆動
   される、請求項１〜５のいずれか１項記載の装置。
7. 【請求項７】 実質的に透過性のたとえば第１のプレー
   ト状部材（７）と第２のプレート状部材（６）との間
   に、空間的に固定された乳腺（１）が配置されている、
   請求項１〜６のいずれか１項記載の装置。
8. 【請求項８】 １次ビーム送信機／受信機（２）ないし
   その他の画像生成信号のソースがビーム透過性の前記部
   材（７）に適切な間隔をおいて隣り合って配置されてお
   り、これはアレイ形式において第１のプレート状部材の
   一部分自体であり、および／または第２のプレート状部
   材に別の画像生成信号用の受信機が隣り合って配置され
   ている、請求項７記載の装置。
9. 【請求項９】 別の画像生成信号用の受信機は、レント
   ゲンビームのためのレントゲンフィルム用のカセットま
   たは電子的なレントゲン画像コンバータの形式で構成さ
   れており、ディジタル記録のための第２のプレート状部
   材を成す、請求項８記載の装置。
10. 【請求項１０】 第２のプレート状エレメントによりエ
    コー信号（４）を反射する基準面（６）が構成されてい
    る、請求項７〜９のいずれか１項記載の装置。
11. 【請求項１１】 ビーム透過性の第１のプレート状部材
    （７）と第２のプレート状部材（６）は、軸線方向に機
    械的に動作する位置調節装置（８）を介して互いに結合
    されており、前記の第１のプレート状部材と第２のプレ
    ート状部材（６および７）の間隔は調節部材（９および
    １０）により調整可能であり、これにより幾何学的な基
    準量を形成でき、たとえばフレキシブルであり波状ビー
    ムを透過させる材料から成る容器（１５）が、前記位置
    調節装置（８）により空間的に固定された乳腺（１）を
    取り囲んでおり、前記容器（１５）は結合媒体（１６）
    で満たされている、請求項７〜１０のいずれか１項記載
    の装置。
12. 【請求項１２】 前記結合媒体（１６）は、該結合媒体
    （１６）中の波状ビームの音速が被検査物体（１）の生
    体組織中の波状ビームの音速と実質的に一致するように
    構成されており、レントゲンビームの吸収特性において
    被検査組織の吸収特性と一致するように構成されてい
    る、請求項１１記載の装置。
13. 【請求項１３】 物体（１）の平面を走査する１次ビー
    ム送信機／信号受信機（２）は、並進的または旋回可能
    に所定の軌道上を可動に、ないしはビーム透過性の部材
    （７）の外面において所定の位置に固定可能に配置され
    ている、請求項７〜１２のいずれか１項記載の装置。
14. 【請求項１４】 前記１次ビーム送信機／エコー信号受
    信機（２）は、やはり前記位置調節装置（８）と結合さ
    れているキャリッジ上に、該キャリッジ（１２）の長手
    方向軸に沿って可動にかつ固定可能に配置されている、
    請求項７〜１３のいずれか１項記載の装置。
15. 【請求項１５】 前記１次ビーム送信機／エコー信号受
    信機（２）の位置または該１次ビーム送信機／エコー信
    号受信機（２）を有するキャリッジの位置は、ステッピ
    ングモータにより調整可能である、請求項１４記載の装
    置。
16. 【請求項１６】 ビーム透過性の部材（７）と第２のプ
    レート状の部材（６）は、女性の乳腺を検査するため
    に、それぞれ被検査乳腺の周囲において該乳腺に密接す
    る連結領域において該領域に形状的に整合されており、
    または、ビーム透過性の結合媒体（１７）を挿入し、た
    とえば凹面に形成された切り欠きを有する隣接エッジ
    （１３ないし１４）が設けられるように構成されてい
    る、請求項７〜１５のいずれか１項記載の装置。
17. 【請求項１７】 １次ビーム送信機／信号受信機（４
    ０，４１）として信号変換器が設けられており、所属の
    プログラムメモリおよび前記信号変換器への信号接続路
    を備えたプロセッサが設けられている、請求項７〜１６
    のいずれか１項記載の装置。