JPH0315463B2

JPH0315463B2 -

Info

Publication number: JPH0315463B2
Application number: JP58150890A
Authority: JP
Inventors: Hasuraa Deiitaa; Mitsuterushutetsuto Uorufugangu
Original assignee: Siemens Corp
Current assignee: Siemens Corp
Priority date: 1982-08-19
Filing date: 1983-08-18
Publication date: 1991-03-01
Also published as: US4541436A; EP0101583B1; EP0101583A3; DE3230897A1; EP0101583A2; DE3368007D1; JPS5951843A

Description

【発明の詳細な説明】本発明は、種々の角度から検査対象を行ごとに
走査するための超音波送受信システムと、検査す
べき対象の浸漬用の液体容器と、検査対象の案内
のための中心円形開口を有する液体容器用おおい
フードと、液体容器内でおおいフードの中心円形
開口と一直線上のほぼ垂直な軸のまわりに回転可
能な超音波送受信システム保持体とを有する超音
波トモグラフイ装置に関する。

超音波トモグラフイ装置は透過法でも反射法で
も作動し得る。透過トモグラフイ用の超音波トモ
グラフイ装置（UCTT）はたとえば米国特許第
4105018号明細書から公知である。反射トモグラ
フイ用の超音波トモグラフイ装置はたとえば
“Fifth International Symposium on
Ultrasonic Imaging and Tissue
Characterization and Second International
Symposium on Ultrasonic Materials
Characterization”，1980年６月１〜６日、第７
頁のE.Hundt、G.Maderlechner，E.Kronmu¨ller
およびE.Trautenbergの論文“Resolution and
Image Quality by Ultrasonic Echo
Tomography：Experimental Approach”およ
び“Ultrasonic Imaging1”，1979年、第154〜
184頁のStephen J.NortonおよびMelvin Linzer
の論文“Ultrasonic Reflectivity
Tomography：Reconstruction with Circular
Transducer Arrays”から公知である。

垂直軸のまわりに回転可能な保持体に送信シス
テムが検査対象のまわりに揺動可能に取付けられ
ている公知の超音波トモグラフイ装置により、保
持体の揺動により垂直軸のまわりに設定され得る
種々の角度から、液体容器内に浸漬された検査対
象、特に女性の胸、また場合によつては男性の睾
丸、の水平断層、いわゆる冠状（Coronal）断
層、が撮像される。このようにして検査対象全体
を検出し得るためには、各個の断層ごとに送受信
システムと検査対象との間の相対的垂直移動が行
なわれなければならない。その際、垂直方向の構
造変化は少なくとも２つの隣接する断層の情報処
理を介さなければ検出され得ない。

本発明の目的は、構造の空間的分布を示す追加
的情報をできるかぎりわかりやすい形態で得られ
るようにする超音波トモグラフイ装置を開発する
ことである。

この目的は、本発明によれば、冒頭に記載した
種類の超音波トモグラフイ装置において、垂直な
軸のまわりに回転可能なアングル状の第２の保持
体に、液体表面からわずか数mm下で垂直軸と交わ
る水平な軸が取付けられており、この水平軸にほ
ぼＬ字形の別の保持体が揺動可能に懸垂されてお
り、このＬ字形保持体はその自由端に第２の超音
波送受信システムを担持しており、この第２の超
音波送受信システムがおおいフードの中心開口の
中心垂直線を通つて揺動可能でありかつその出射
方向をおおいフードの中心開口の中心点に向けら
れていることを特徴とする超音波トモグラフイ装
置により達成される。このように液体容器内で揺
動可能な２つの送受信システムを配置することに
より、間欠的に、種々の平面内の水平ないわゆる
冠状断層も、検査対象の中心垂直線のまわりに回
転された垂直ないわゆる矢状（Saguttal）断層も
撮像され得る。そのつど検査対象の同一の点を通
る冠状および矢状断層はそれらの交点における構
造変化の三次元像の形成を可能にするだけでな
く、それぞれ他方のシステムで検出された対象が
人工物であるか否かのチエツクをも可能にする。

乳房の検査をできるかぎり胸壁付近で行ない得
るようにするため、本発明の特に有利な実施態様
によれば、垂直軸のまわりに回転可能なアングル
状の第２の保持体に、水平軸を半円状に囲むギヤ
リムが取付けられており、またＬ字形保持体に取
付けられた電動機が、ギヤリムと噛合うピニオン
を駆動する。それにより、第２の送受信システム
の揺動中心軸である水平軸を、患者が載るおおい
フードのすぐ下に、すなわち液体表面の数mm下に
配置することが可能になる。なぜならば、移動に
必要なすべての構成要素が例外なく水平軸の平面
の下側に取付けられ得るからである。また、ギヤ
リムは、レバー腕と異なり、そのつどの揺動位置
と無関係に均等な第２の送受信システムの揺動速
度を可能にする。さらに、この駆動機構は特に場
所をとらずにＬ字形保持体の範囲に取付けられ得
る。

本発明の有利な実施態様によれば、垂直軸のま
わりに回転可能な両保持体が垂直方向に移動可能
である。この移動可能性は、種々の高さの冠状断
層を患者の高さ移動なしに撮像することを可能に
する。

本発明の実施態様として、第１の超音波送受信
システムが超音波透過法の原理で作動し、また付
層の検出器アレイが垂直軸のまわりに回転可能な
アングル状の第２の保持体に取付けられているこ
とは構造上有利である。この構造では、第１の送
受信システムの検出器アレイの外側輪郭が水平軸
のまわりの第２の送受信システムの揺動のために
必要な自由空間に正確に適合し得る。

以下、図面に示されている実施例により本発明
を一層詳細に説明する。

第１図には、フード１によりおおわれた液体容
器２と患者支持板３とが断面図で示されており、
患者支持板はフードの範囲に孔を有する。この患
者支持板はハンドグリツプ４を介して患者５の位
置に適合可能な枕６をも支えている。フードは円
形の中心孔７を有し、この孔を通して中心を合わ
されて検査対象８が液体容器２のなかに案内され
得る。液体容器２の底９を通して中空軸１０が導
かれている。この中空軸は、図示されていない仕
方で、液体容器２の下側に配置されている駆動部
１１と連結されている。中空軸１０のなかには、
ねじれに強い軸１２が軸線方向移動可能に案内さ
れている。この内側軸１２はゴムベロー１３を介
して封じられている。内側軸１２に２つの保持体
１４，１５がねじ止めされており、それらの自由
脚は互いに反対方向に延び、かつ上方に曲げられ
ている。

第１図で左側に示されているアングル状保持体
１５の上には２つの水密のカプセル１６，１７が
重ねて保持されている。上側の円筒状のカプセル
１７はその周縁に90゜間隔に配置された直径の異
なる４つの超音波変換器１８，１９，２０，２１
を保持している。下側のカプセル１６にはモータ
２２が内蔵されており、それを介して上側カプセ
ル１７がその対称軸線２３のまわりに回転し得
る。

他方のアングル状保持体１４には、フード１の
すぐ下に、すなわち液体表面の数mm下に水平軸２
４が取付けられており、この水平軸はその延長線
が、両軸１０および１２ならびに両アングル状保
持体１４，１５の回転中心軸である垂直軸２５と
交わるように向けられている。水平軸２４にはＬ
字形保持体２６が回転可能に懸垂されており、そ
の自由端に円筒カプセル２７が保持されている。
この円筒カプセルもその周縁に90゜間隔に配置さ
れた４つの（図面では１つしか見えない）超音波
変換器２８を保持している。Ｌ字形保持体２６に
は２つのモータ２９，３０が内蔵されており、そ
のうち一方のモータ２９はカプセル２７をその水
平対称軸３１のまわりに回転する。他方のモータ
３０は、Ｌ字形保持体２６の反対側に突出してい
るピニオン３２を駆動する。このピニオンは、ア
ングル状保持体１４に取付けられた水平軸２４を
半円状に囲むギヤリム３３と係合している。

水平軸２４には、Ｌ字形保持体２６のほかに、
半円状に曲げられた検出器アレイ３４も取付けら
れている。この検出器アレイは、左側のアングル
状保持体１５に保持されているカプセル１７をそ
の対称軸２３のまわりの四分円の形態で囲んでい
る。液体容器２の底９には、液体の補給のための
流入短管３５が設けられている。第３図に示され
ているように、液体容器の縁３６はフード１の座
３７の上に数mmだけ突出している。この縁に、フ
ードの中心開口７から出て縁範囲に流れる液体に
対する流出短管３８が設けられている。

第２図には、液体容器２のなかに配置されてい
る構成要素が、フード１を取り外した状態で平面
図で示されている。この図からわかるように、両
アングル状保持体１４，１５は中心軸から互いに
反対方向に延びている。検出器アレイ３４はカプ
セル１７の対称軸２３のまわりに四分円状に湾曲
している。さらに、第２図にはＬ字形保持体２６
の形状も示されている。この保持体は水平軸２４
のまわりの揺動の際にその両極限位置（第２図お
よび第３図に示されている位置）でも検出器アレ
イ３４と衝突することはない。

第１図の線−に沿う断面を示す第３図に
は、半円形のギヤリム３３の形状およびＬ字形保
持体２６へのピニオン３２の配置が示されてい
る。また、第３図には、胸壁付近の冠状断層を撮
像するときに検出器アレイ３４が占めなければな
らない位置が示されている。矢状断層の形成用の
第２の送受信システムの揺動中心軸である水平軸
２４も第３図に示されている。第３図で特に明ら
かなように、Ｌ字形保持体２６を揺動させるため
の操作要素を水平軸２３の平面から突出して取付
ける場所は存在しない。

超音波トモグラフイ装置で検査を行なう際に
は、液体容器２がポンプにより流入短管３５を経
て液体で満たされる。液体容器が満杯になると直
ちに、過剰な液体はフード１の中心開口７からあ
ふれる。あふれた液体はフードの外壁に沿つて、
液体容器２の突出縁３６と液体容器上のフードの
座３７との間に位置するといに流れる。そこから
液体は流出短管３８を経て捕集容器（図示せず）
に流れる。

検査すべき患者５は患者支持板３の上に、検査
すべき乳房８が中心開口７を通つて液体容器２の
なかに垂下するように横たわり得る。その際、患
者は頭部を枕６の上に載せ得る。第１図で左側に
示されている超音波送信システムの始動の際、カ
プセル１７をその対称軸２３のまわりに回転しな
がら次々と、そこに取付けられている４つの超音
波変換器１８，１９，２０，２１の各々により超
音波束が発せられ、それにより水平方向に、検査
対象の反対側で水平軸２４に取付けられている検
出器アレイ３４が掃過される。

超音波ローブ３９，４０は、第４図に示されて
いるように、直径の大きい超音波変換器４１，４
２に発せられるものほど超音波変換器から遠く離
れた位置で鋭く集束される範囲，を有するの
で、カプセル１７に取付けられている直径の異な
る超音波変換器１８，１９，２０，２１の各々に
より、超音波変換器からの距離が異なる検査対象
の範囲から、鋭く局所化された信号が得られる。
この理由から、４つの超音波変換器を有するカプ
セル１７は、１つの超音波変換器がその超音波ロ
ーブにより検査対象をその全幅にわたつて掃過す
るような角度範囲で揺動されるだけでなく、ほぼ
360゜にわたつてその対称軸２３のまわりに回転さ
れ、こうして各超音波変換器によりそれぞれの距
離範囲に対して同一の測定が繰り返される。各距
離範囲に対してそれぞれの超音波変換器により得
られた信号が評価され、これらの評価された信号
により１つの水平ないわゆる冠状断層がCRTデ
イスプレイ（図示せず）のスクリーン上に形成さ
れる。続いて、中空軸１０のなかを長手方向に移
動可能な軸１２が下げられて、両アングル状保持
体１４，１５が数mmだけ低い位置におかれる。こ
の低い平面で次回の冠状断層の撮像が上記の仕方
で繰り返される。こうして検査対象の互いに密に
平行に並ぶ複数の冠状断層が得られる。

冠状断層の形状と関係なく、カプセル２７とそ
の周縁に配置された反射法で作動する４つの超音
波変換器２８とを有するＬ字形保持体２６が第３
図で反時計回り方向にほぼ180゜にわたり均等な速
度で揺動される。そのために、ピニオン３２を駆
動するモータ３０がスイツチオンされる。その
際、ピニオンは半円径のギヤリム３３に沿つて移
動し、その際に第２の超音波送受信システムを保
持しているＬ字形保持体２６を一緒に移動させ
る。ピニオンを駆動するモータ３０と同時に、Ｌ
字形保持体に取付けられている他のモータ２９も
スイツチオンされる。モータ２９は、周縁に４つ
の超音波変換器を保持しているカプセル２７をそ
の水平対称軸線３１のまわりに回転させる。この
カプセルの回転はギヤリム２２に沿うＬ字形保持
体２６の揺動よりもはるかに速く行なわれる。従
つて、検査対象は種々の方向からカプセル２７の
４つの超音波変換器により照射され得る。こうし
て、Ｌ字形保持体の揺動の間に検査対象８の１つ
の垂直な断層、いわゆる矢状断層が得られる。こ
の矢状断層は駆動部１１を介しての中空軸１０の
回転により種々の方向で得られる。それぞれの冠
状断層と矢状断層との総合により、第１に、冠状
断層と矢状断層との交さ範囲に位置する特定の対
象の分布に関する三次元の情報が得られ、第２
に、真の像点と人工物により生じた（したがつて
それぞれ他方の断層像において欠けた）像点とを
識別することができ、また第３に、冠状断層を介
しては得られない胸壁付近に関する情報が矢状断
層を介して得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図は患者が載つている本発明による超音波
トモグラフイ装置の断面図、第２図はフードを取
外した状態で液体容器とその内部に配置されてお
り回転する送受信システムとを示す平面図、第３
図は第１図中の線−に沿う断面図、第４図は
直径の異なる２つの超音波送信器の超音波ローブ
を示す概要図である。１……フード、２……液体容器、３……患者支
持板、４……ハンドグリツプ、５……患者、６…
…枕、７……中心開口、８……検査対象、９……
底、１０……中空軸、１１……駆動部、１２……
軸、１３……ゴムベロー、１４，１５……保持
体、１６，１７……カプセル、１８〜２１……超
音波変換器、２２……モータ、２３……対称軸、
２４……水平軸、２５……垂直軸、２６……Ｌ字
形保持体、２７……カプセル、２８……超音波変
換器、２９，３０……モータ、３１……水平対称
軸、３２……ピニオン、３３……ギヤリム、３４
……検出器アレイ、３５……流入短管、３６……
縁、３７……座、３８……流出短管、３９，４０
……超音波ローブ、４１，４２……超音波変換
器。

Claims

【特許請求の範囲】１種々の角度から検査対象を行ごとに走査する
ための超音波送受信システムと、検査すべき対象
の浸漬用の液体容器と、検査対象の案内のための
中心円形開口を有する液体容器用フードと、液体
容器内でフードの中心円形開口と一直線上のほぼ
垂直な軸のまわりに回転可能な超音波送受信シス
テム保持体とを有する超音波トモグラフイ装置に
おいて、垂直な軸２５のまわりに回転可能なアン
グル状の第２の保持体１４に、液体表面からわず
か数mm下で垂直軸と交わる水平な軸２４が取付け
られており、この水平軸にほぼＬ字形の別の保持
体２６が揺動可能に懸垂されており、このＬ字形
保持体はその自由端に第２の超音波送受信システ
ムを担持しており、この第２の超音波送受信シス
テムがフード１の中心開口７の中心垂直線を通つ
て揺動可能でありかつその出射方向はフードの中
心開口の中心点に向けられていることを特徴とす
る超音波トモグラフイ装置。２垂直軸２５のまわりに回転可能なアングル状
の第２の保持体１４に、水平軸２４を半円状に囲
むギヤリム３３が取付けられており、またＬ字形
保持体に取付けられたモータ３０が、ギヤリムと
噛合うピニオン３２を駆動することを特徴とする
特許請求の範囲第１項記載の超音波トモグラフイ
装置。３垂直軸２５のまわりに回転可能な両保持体１
４，１５が垂直方向に移動可能であることを特徴
とする特許請求の範囲第１項記載の超音波トモグ
ラフイ装置。４第１の超音波送受信システム１７，１８，１
９，２０，２１，３４が超音波透過法の原理で作
動し、また付属の検出器アレイ３４が垂直軸２５
のまわりに回転可能なアングル状の第２の保持体
１４に取付けられていることを特徴とする特許請
求の範囲第１項記載の超音波トモグラフイ装置。５検出器アレイ３４が四分円状に第１の送信シ
ステム１７ないし２１のまわりに湾曲せしめら
れ、また送信軸と同一の水平面内に配置されてい
ることを特徴とする特許請求の範囲第４項記載の
超音波トモグラフイ装置。６検出器アレイ３４が水平軸２４に取付けられ
ていることを特徴とする特許請求の範囲第４項記
載の超音波トモグラフイ装置。７両アングル状保持体１４，１５が剛固に互い
に結合されていることを特徴とする特許請求の範
囲第１項記載の超音波トモグラフイ装置。８送受信システム１７ないし２１，３４，２
７，２８が、垂直軸２５に沿つて高さ変更可能で
ありかつ回転可能である軸１２により担持される
ことを特徴とする特許請求の範囲第３項記載の超
音波トモグラフイ装置。９第２の超音波送受信システム２７，２８が超
音波反射法の原理で作動することを特徴とする特
許請求の範囲第１項記載の超音波トモグラフイ装
置。