(57)【要約】  乳房の超音波画像診断を高精度で実行する方法は、第１の圧迫プレート６２と第２の圧迫プレート６４との間に乳房を受け入れて乳房を圧迫している。乳房は、患者の近心端側の胸壁１１８から、遠心端側の乳首へと広がっている。乳房のうちの乳首に近い部分と、乳房のうちの外縁に近い部分は、乳房が圧迫されている間、第２の圧迫プレートに接触していない。超音波トランスデューサ・アレイ６８は、経路に沿って移動して，乳房を走査する。超音波トランスデューサ・アレイ６８は、第２の圧迫プレート６４に対して乳房とは反対側に第２のプレート６４に隣接するように配されている。超音波トランスデューサ・アレイ６８が経路を移動することにより、乳房の画像データを表現するものが取得される。画像データを取得するステップは、超音波トランスデューサ・アレイで電子ビームの方向を操作して、（i）乳房のうちの、胸壁に近い部分１１６と、（ii）乳房のうちの、第２の圧迫プレートに接触していない部分と、のうちの一方又は両方の画像データを取得する。
2008514264.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
乳房の超音波画像診断を高精度で実行する方法であって、
前記方法は、
第１の圧迫プレートを用意するステップと、
第２の圧迫プレートを用意するステップと、
を有しており、
前記第１の圧迫プレートと前記第２の圧迫プレートは、乳房を受け入れ、前記第１の圧迫プレートと前記第２の圧迫プレートとの間で前記乳房を圧迫し、
前記乳房は、患者の近心端側の胸壁から、遠心端側の乳首へと広がっており、
前記乳房のうちの前記乳首に近い部分と、前記乳房のうちの外縁に近い部分は、前記乳房が圧迫されている間、前記第２の圧迫プレートに接触しておらず、
前記方法は、
前記乳房を走査するために、前記第２の圧迫プレートに対して前記乳房とは反対側に前記第２のプレートに隣接するように配された超音波トランスデューサ・アレイを経路に沿って移動させるステップと、
前記超音波トランスデューサ・アレイが前記経路を移動することにより、前記乳房の画像データを表現するものを取得するステップと、
を有し、
前記取得するステップは、
前記超音波トランスデューサ・アレイで電子ビームの方向を操作して、（i）前記乳房のうちの、前記胸壁に近い部分と、（ii）前記乳房のうちの、前記第２の圧迫プレートに接触していない部分と、のうちの一方又は両方の画像データを取得するステップを有する、方法。
【請求項２】
前記取得するステップは、移動路が一つ以上の三次元走査が行われるように、電子ビームの方向を操作するステップを更に有しており、
前記移動路が一つ以上の三次元走査は、空間操作式の台形線形画像データを取得するための走査である、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記取得するステップは、移動路が一つ以上の三次元走査が行われるように、電子ビームの方向を操作するステップを更に有しており、
前記移動路が一つ以上の三次元走査は、空間操作合成式の台形線形画像データを取得するための走査である、請求項１に記載の方法。
【請求項４】
前記電子ビームの方向を操作する場合、前記乳房の台形ボリューム画像の画像データを得るように、前記電子ビームの方向を操作している、請求項１に記載の方法。
【請求項５】
前記電子ビームの方向を操作する場合、前記乳房の空間合成式の台形ボリューム画像の画像データを得るように、前記電子ビームの方向を操作している、請求項１に記載の方法。
【請求項６】
前記超音波トランスデューサ・アレイは、前記第２のプレートに音響的に結合されている、請求項１に記載の方法。
【請求項７】
前記超音波トランスデューサ・アレイを経路に沿って移動させるステップは、前記トランスデューサの超音波の放射が二次元的に行われるように移動させるステップを有する、請求項１に記載の方法。
【請求項８】
前記経路は２つの移動路を有しており、前記２つの移動路は、前記乳房の重複して走査される中央部分に沿う移動路である、請求項１に記載の方法。
【請求項９】
前記第１の圧迫プレートと前記第２の圧迫プレートは、前記乳房を圧迫している間、実質的に平行である、請求項１に記載の方法。
【請求項１０】
前記超音波トランスデューサ・アレイは、二次元マトリクストランスデューサ・アレイを有している、請求項１に記載の方法。
【請求項１１】
前記超音波トランスデューサ・アレイは、線形トランスデューサ・アレイを有している、請求項１に記載の方法。
【請求項１２】
前記画像データを処理して、前記乳房を三次元表現するステップを更に有する、請求項１に記載の方法。
【請求項１３】
前記画像データを、前記画像データの取得位置から離れた位置に伝送するステップ、および
伝送した前記画像データを処理して、前記乳房を三次元表現するステップを更に有する、請求項１に記載の方法。
【請求項１４】
前記超音波トランスデューサ・アレイを移動させるステップは、前記第２の圧迫プレートに平行な前記超音波トランスデューサ・アレイを、前記取得した画像データの画像面に垂直な方向に自動的に移動させるステップを更に有する、請求項１に記載の方法。
【請求項１５】
乳房の超音波画像診断を高精度で実行する方法であって、
前記方法は、
第１の圧迫プレートを用意するステップと、
第２の圧迫プレートを用意するステップと、
を有しており、
前記第１の圧迫プレートと前記第２の圧迫プレートは、乳房を受け入れ、前記第１の圧迫プレートと前記第２の圧迫プレートとの間で前記乳房を圧迫し、
前記乳房は、患者の近心端側の胸壁から、遠心端側の乳首へと広がっており、
前記乳房のうちの前記乳首に近い部分と、前記乳房のうちの外縁に近い部分は、前記乳房が圧迫されている間、前記第２の圧迫プレートに接触しておらず、
前記方法は、
前記第２の圧迫プレートに対して前記乳房の反対側に前記第２の圧迫プレートに隣接するように配され、前記第２の圧迫プレートに音響的に結合された超音波トランスデューサ・アレイを用意するステップと、
前記乳房を走査するために、前記超音波トランスデューサ・アレイを経路に沿って移動させるステップと、
前記超音波トランスデューサ・アレイが前記経路を移動することにより、前記乳房の画像データを表現するものを取得するステップと、
を有し、
前記取得するステップは、前記超音波トランスデューサ・アレイで電子ビームの方向を操作して、（i）前記乳房のうちの、前記胸壁に近い部分と、（ii）前記乳房のうちの、前記第２の圧迫プレートに接触していない部分と、のうちの一方又は両方の画像データを取得するステップを有しており、
前記取得するステップは、移動路が一つ以上の三次元走査が行われるように電子ビームの方向を操作するステップを更に有しており、
前記移動路が一つ以上の三次元走査は、（a）空間操作式の台形線形画像データと、（ｂ）空間操作合成式の台形線形画像データと、からなるグループから選択される少なくとも一方を取得するための走査である、方法。
【請求項１６】
乳房の画像診断を高精度で行うための超音波診断画像システムであって、
前記超音波診断画像システムは、
第１の圧迫プレートと、
第２の圧迫プレートと、
を有しており、
前記第１の圧迫プレートと前記第２の圧迫プレートは、乳房を受け入れ、前記第１の圧迫プレートと前記第２の圧迫プレートとの間で前記乳房を圧迫するものであり、
前記乳房は、患者の近心端側の胸壁から、遠心端側の乳首へと広がっており、
前記乳房のうちの前記乳首に近い部分と、前記乳房のうちの外縁に近い部分は、前記乳房が圧迫されている間、前記第２の圧迫プレートに接触しておらず、
前記超音波診断画像システムは、
前記第２の圧迫プレートに対して前記乳房の反対側に前記第２の圧迫プレートに隣接するように配された超音波トランスデューサ・アレイと、
前記乳房を走査するために、前記超音波トランスデューサ・アレイを経路に沿って移動させる手段と、
前記超音波トランスデューサ・アレイが前記経路を移動することにより、前記乳房の画像データを表現するものを取得する手段と、
を有し、
前記取得する手段は、
前記超音波トランスデューサ・アレイで電子ビームの方向を操作して、（i）前記乳房のうちの、前記胸壁に近い部分と、（ii）前記乳房のうちの、前記第２の圧迫プレートに接触していない部分と、のうちの一方又は両方の画像データを取得する、超音波診断画像システム。
【請求項１７】
前記取得する手段は、移動路が一つ以上の三次元走査が行われるように、電子ビームの方向を操作するものであり、
前記移動路が一つ以上の三次元走査は、空間操作式の台形線形画像データを取得するための走査である、請求項１６に記載の超音波診断画像システム。
【請求項１８】
前記取得する手段は、移動路が一つ以上の三次元走査が行われるように、電子ビームの方向を操作するものであり、
前記移動路が一つ以上の三次元走査は、空間操作合成式の台形線形画像データを取得するための走査である、請求項１６に記載の超音波診断画像システム。
【請求項１９】
前記電子ビームの方向を操作することにより、前記乳房の台形ボリューム画像の画像データを得る、請求項１６に記載の超音波診断画像システム。
【請求項２０】
前記電子ビームの方向を操作することにより、前記乳房の空間合成式の台形ボリューム画像の画像データを得る、請求項１６に記載の超音波診断画像システム。
【請求項２１】
前記超音波トランスデューサ・アレイは、前記第２のプレートに音響的に結合されている、請求項１６に記載の超音波診断画像システム。
【請求項２２】
前記超音波トランスデューサ・アレイを経路に沿って移動させる手段は、前記トランスデューサの超音波の放射が二次元的に行われるように前記トランスデューサを移動させる、請求項１６に記載の超音波診断画像システム。
【請求項２３】
前記経路は２つの移動路を有しており、前記２つの移動路は、前記乳房の重複して走査される中央部分に沿う移動路である、請求項１６に記載の超音波診断画像システム。
【請求項２４】
前記第１の圧迫プレートと前記第２の圧迫プレートは、前記乳房を圧迫している間、実質的に平行である、請求項１６に記載の超音波診断画像システム。
【請求項２５】
前記超音波トランスデューサ・アレイは、二次元マトリクストランスデューサ・アレイを有している、請求項１６に記載の超音波診断画像システム。
【請求項２６】
前記超音波トランスデューサ・アレイは、線形トランスデューサ・アレイを有している、請求項１６記載の超音波診断画像システム。
【請求項２７】
前記画像データを処理して、前記乳房を三次元表現するためのプロセッサを更に有している、請求項１６に記載の超音波診断画像システム。
【請求項２８】
前記画像データを、前記画像データの取得位置から離れた位置に伝送する手段、および
伝送した前記画像データを処理して、前記乳房を三次元表現するためのプロセッサを更に有している、請求項１６に記載の超音波診断画像システム。
【請求項２９】
前記移動させる手段は、前記第２の圧迫プレートに平行な前記超音波トランスデューサ・アレイを、前記取得した画像データの画像面に垂直な方向に自動的に移動させることによって、前記超音波トランスデューサ・アレイを移動させる、請求項１６に記載の超音波診断画像システム。
【請求項３０】
乳房の画像診断を高精度で行うための超音波診断画像システムであって、
前記超音波診断画像システムは、
第１の圧迫プレートと、
第２の圧迫プレートと、
を有しており、
前記第１の圧迫プレートと前記第２の圧迫プレートは、乳房を受け入れ、前記第１の圧迫プレートと前記第２の圧迫プレートとの間で前記乳房を圧迫するものであり、
前記乳房は、患者の近心端側の胸壁から、遠心端側の乳首へと広がっており、
前記乳房のうちの前記乳首に近い部分と、前記乳房のうちの外縁に近い部分は、前記乳房が圧迫されている間、前記第２の圧迫プレートに接触しておらず、
前記超音波診断画像システムは、
前記第２の圧迫プレートに対して前記乳房の反対側に前記第２の圧迫プレートに隣接するように配され、前記第２の圧迫プレートに音響的に結合された超音波トランスデューサ・アレイと、
前記乳房を走査するために、前記超音波トランスデューサ・アレイを経路に沿って移動させるための移動ステージと、
前記超音波トランスデューサ・アレイが前記経路を移動することにより、前記乳房の画像データを表現するものを取得するためのコントローラと、
を有し、
前記コントローラは、前記超音波トランスデューサ・アレイで電子ビームの方向を操作して、（i）前記乳房のうちの、前記胸壁に近い部分と、（ii）前記乳房のうちの、前記第２の圧迫プレートに接触していない部分と、のうちの一方又は両方の画像データを取得し、
前記画像データを取得するために、移動路が一つ以上の三次元走査を実現する電子ビームの方向の操作が行われ、
前記移動路が一つ以上の三次元走査は、（a）空間操作式の台形線形画像データと、（ｂ）空間操作合成式の台形線形画像データと、からなるグループから選択される少なくとも一方を取得するための走査である、超音波診断画像システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本出願は、米国特許番号６，６８２，４８４号（発明の名称「Compression Plate For Diagnostic Breast Imaging」）と米国特許番号第６，５３０，８８５号（発明の名称「Spatially Compounded Three Dimensional Ultrasonic Images」）とに関連している。米国特許番号６，６８２，４８４号および米国特許番号第６，５３０，８８５号は、ここに開示されたものの権利に関する譲受人に譲渡されており、これらの全体を参照することによって、本明細書に組み込まれている。
【背景技術】
【０００２】
ここに開示されているものは、一般的に、医療診断画像システムに関し、特に、乳房の超音波画像診断を高精度で行う方法および装置に関する。
【０００３】
自動三次元（３Ｄ）乳房超音波スキャンは、平坦な２つの半硬質面又は半硬質プレートの間で乳房を圧迫するマンモグラフィと同様のものである。圧迫プレートが平坦であるので、トランスデューサ面が一方の圧迫プレートの面に密接に接触するように線形アレイトランスデューサが使用される。密接に接触することによって、トランスデューサと圧迫プレートとの音響的な結合が容易に行える。更に、Ｘ線マンモグラフィの場合のように、圧迫プレートどうしは、ほぼ平行である。更に、既知の自動３Ｄ乳房超音波スキャン方法では、線形アレイトランスデューサを使用して、圧迫プレートに対し垂直の矩形画像を得る。次いで、この矩形画像を使用して矩形３Ｄボリュームを復元する。
しかし、圧迫された乳房は矩形状になっていないので、上記の自動３Ｄ乳房超音波スキャン法では乳房の全体を画像化することはできない。乳首を含めて乳房の輪郭は湾曲している。したがって、乳房の湾曲した輪郭は圧迫プレートに接触していないので、乳房の湾曲した輪郭を画像化することができない。一つの既知の方法では、共形のゲルパッド又はウォーターバッグによって、乳房の湾曲した部分に結合させているが、共形のゲルパッド又はウォーターバッグを使用するのは面倒である。別の方法では、移動可能な「乳首支持台」を使用して乳首との音響的接触を改善しているが、このような支持台は使いにくく、実際に使用すると時間がかかる。
【０００４】
直線ボリューム（rectilinear volume）スキャン法によって生じる別の問題は、患者の胸壁に隣接する一部の乳房組織を圧迫プレートの間の空間に引き込むことができず、この一部の乳房組織が視覚化されないことである。別の既知の方法では、線形アレイトランスデューサを機械的に約１５度傾けて胸壁の視覚化を改善している。しかし、斯かる方法は、乳房の湾曲した輪郭についての音響的接触の問題を解決することができない。Ｘ線と超音波とを組み合わせて画像化するの場合のように、乳房が均一の圧迫厚さを必要とする場合にも適していない。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
したがって、この問題を解決するために、乳房の超音波画像診断を高精度で実行する改善された方法および装置が望まれる。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
開示された一実施例によれば、乳房の超音波画像診断を高精度で実行する方法は、第１の圧迫プレートと第２の圧迫プレートとの間に乳房を受け入れて乳房を圧迫している。前記乳房は、患者の近心端側の胸壁から、遠心端側の乳首へと広がっている。前記乳房のうちの前記乳首に近い部分は、前記乳房が圧迫されている間、前記第２の圧迫プレートに接触していない。超音波トランスデューサ・アレイは、経路に沿って移動して，乳房を走査する。超音波トランスデューサ・アレイは、前記第２の圧迫プレートに対して前記乳房とは反対側に前記第２のプレートに隣接するように配されている。前記超音波トランスデューサ・アレイが前記経路を移動することにより、前記乳房の画像データを表現するものが取得される。画像データを取得するステップは、前記超音波トランスデューサ・アレイで電子ビームの方向を操作して、（i）前記乳房のうちの、前記胸壁に近い部分と、（ii）前記乳房のうちの、前記第２の圧迫プレートに接触していない部分に対応する乳首のすぐ裏側の部分と、のうちの一方又は両方の画像データを取得する。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００７】
図１〜図７において、同じ符号は同じ構成要素を表している。更に、これらの図は一律の縮尺で描かれていないことに注意すべきである。
【０００８】
図１は、非方向操作式の従来の矩形ボリューム画像を得るために２移動路線形走査を使用する超音波診断乳房画像システムの一部の断面図である。即ち、図１の実施例は、非方向操作式の矩形画像を使用して３Ｄボリューム画像を得ている。結果として、非方向操作式の従来の矩形画像フレームによる２移動路（ＡおよびＢ）３Ｄ走査は、以下に更に記載されているように、乳首に近い湾曲領域の画像と、胸壁に隣接する組織の画像を得ることはできない。
【０００９】
図１に示すように、超音波診断乳房画像システム１０は、第１の圧迫プレート１２と第２の圧迫プレート１４とを有している。第１の圧迫プレートおよび第２の圧迫プレートは、乳房１６を受け入れるように構成されており、更に、第１の圧迫プレートと第２の圧迫プレートとの間で乳房を圧迫する。乳房１６は、患者の近心端側の胸壁１８から、遠心端側の乳首２０へと広がっている。乳房が圧迫されている間、乳房のうちの乳首に近い部分は、第２の圧迫プレート１４に接触していない。接触していない領域は符号２２で示されている。
【００１０】
第２の圧迫プレート１４は、ハウジング２４の上面に配されている。超音波トランスデューサ・アレイ２６はハウジング２４内に配されており、超音波トランスデューサアレイ２６は、第２の圧迫プレート１４に対して乳房１６とは反対側に、第２のプレートに隣接するように配されている。トランスデューサアレイ２６は、例えば適切な音響結合流体を使用して、第２のプレートに音響的に結合されている。更に、超音波トランスデューサアレイは、機械的移動システム２８に結合されている。機械的移動システム２８は、この分野で知られているように、任意の適切な走査機構とジグとを有することができ、一つの経路に沿ってトランスデューサアレイ２６を移動させて乳房を走査するように構成されている。
【００１１】
更に、図１を参照すると、非方向操作式の従来の矩形ボリューム画像を得るために、２移動路線形走査が使用されている。すなわち、機械的移動システム２８は、第１の移動路（円と点との組合せ３０によって示されている）と第２の移動路（円と「ｘ」との組合せ３２によって示されている）とを含む経路に沿ってトランスデューサ・アレイが移動するように動作する。移動システム２８は、矢印３４で示されているように、第１の移動路と第２の移動路との間を横断する。図示されているように、第１の移動路は、図面に対し垂直且つ図面から離れる方向に延在する経路部分を含んでいる。同様に、第２の移動路は、図面に対し垂直且つ図面に向かう方向に延在する経路部分を含んでいる。超音波トランスデューサアレイが経路を移動すると、乳房の画像データを表現するものが得られる。図１の２移動路３Ｄ走査の画像データを得るために、非方向操作式の従来の矩形画像フレームを使用して乳房の画像を作成するが、乳首に近い湾曲領域２０の画像と、胸壁１８に隣接する組織の画像を得ることができない。超音波画像領域のうちの第１の移動路に沿う第１の部分は、符号３６で示されている。超音波画像領域のうちの第２の移動路に沿う第２の部分は、符号３８で示されている。しかし、接触していない領域２２によって、乳房１６の一部は、超音波画像処理がされていない。超音波画像処理の対象となり得る全領域は、一般的には、符号４０によって示される。図２は、図１の２移動路３Ｄ非方向操作式の線形走査の三次元撮影領域４０の斜視図である。図示されているように、撮影領域４０は、第２のプレート１４内の周辺部４２を通過して広がる矩形の容積を有している。
【００１２】
図３は、平行四辺形状のボリューム画像に対応する方向操作式の線形画像を得るために２移動路操作式の線形走査を使用する超音波乳房画像システムの一部断面図である。図３の超音波乳房画像システム５０の一部は、図１と同じであるが、以下の違いがある。超音波トランスデューサ・アレイが経路を移動すると、乳房の画像データを表現するものが得られる。図３の２移動路３Ｄ走査の画像データを得るために、方向操作式の平行四辺形画像フレームを使用して乳房の画像を作成するが、乳首に近い湾曲領域２０の画像を得ることができない。言い換えると、方向操作式の平行四辺形画像フレームによる２移動路（ＡおよびＢ）３Ｄ走査により、乳房のうちの、胸壁１８に隣接する組織の部分の画像が得られるが、乳首に近い湾曲領域２０の画像を得ることはできない。さらに、方向操作式の線形平行四辺形画像により、胸壁に隣接する多くの組織の画像が得られるが、乳首の近くの組織の視覚化が不十分になるという犠牲を払う。逆に、超音波ビームを他の方向に向けると、乳首に近い多くの組織を見ることができるが、乳房の近くの組織はあまり見えなくなるという犠牲を払う。図示されているように、撮影領域５２は、第１の移動路５４と第２の移動路５６とを含む平行四辺形状の容積を有している。
【００１３】
図４は、３Ｄ空間方向操作式の電子ビーム操作により乳房の超音波画像診断を高精度で行う本発明の一実施例による超音波診断画像システム６０の部分ブロック図である。超音波診断乳房画像システム６０は、第１の圧迫プレート６２と第２の圧迫プレート６４とを有している。
【００１４】
第２の圧迫プレート６４は、ハウジング６６の上面に備えられている。超音波トランスデューサ・アレイ６８はハウジング６６内に配されており、超音波トランスデューサアレイ６８は、第２のプレート６４に対して撮影対象の乳房とは反対側に、第２のプレートに隣接するように配されている。トランスデューサアレイ６８は、例えば、適切な音響結合流体を使用することによって、第２のプレートに音響的に結合されている。更に、超音波トランスデューサ・アレイは、機械的移動システム７０に結合されている。機械的移動システム７０は、この分野で知られているように、任意の適切な走査機構とジグとを有することができ、一つの経路に沿ってトランスデューサ・アレイ６８を移動させて撮影対象の乳房を走査するように構成されている。
【００１５】
超音波診断乳房画像システム６０は、制御電子回路ユニット８２を有している。超音波トランスデューサ・アレイ６８は、信号線８４を介して制御電子回路ユニット８２に結合している。制御電子回路ユニット８２は、入出力装置８６（例えば、キーボード、マウス）および表示装置８８を有しており、および／又は、入出力装置８６および表示装置８８に接続されている。この制御電子回路ユニットは、画像データ信号を、視覚表示をするビデオ表示部に供給する。制御電子回路ユニット８２は、更に、他の装置の使用に適したデータ信号伝送路を介して、当該他の装置（例えば、プリンタ、大容量記憶装置、（遠隔データの記憶、分析、および／又は表示を行うための）コンピュータネットワーク）に、超音波画像データを供給することができる。一実施例では、制御電子回路ユニット８２は、送信器９０（例えば、送信ビーム形成器）と、デジタルビーム形成器９２（例えば、受信ビーム形成器）と、システムコントローラ９４と、画像プロセッサ９６と、を更に有している。
【００１６】
システムコントローラ９４は、信号線９８を介して、入出力装置８６に結合している。システムコントローラ９４は、信号線１００を介して、適切な送信ビーム形成器制御信号を送信器９０に供給する。送信ビーム形成器制御信号は、本明細書において記載されているように、超音波トランスデューサ・アレイが所望のビーム操作を行うようにするものである。送信ビーム形成器制御信号に応答して、送信器９０は、信号線８４を介して、超音波トランスデューサ制御信号を超音波トランスデューサ・アレイ６８に供給する。
【００１７】
更に、システムコントローラ９４は、信号線１０２を介して、適切な受信ビーム形成器制御信号をデジタルビーム形成器９２に供給する。受信ビーム形成器制御信号は、本明細書において記載されているように、開示された実施例に従って所望のビーム形成を行うようにするものである。デジタルビーム形成器９２は、信号線１０４を介して超音波画像データを画像プロセッサ９６に供給する。さらに、システムコントローラ９４は、信号線１０６を介して画像プロセッサ９６に結合している。システムコントローラ９４からの制御信号に応答するとともに、デジタルビーム形成器９２からの超音波画像データに応答して、画像プロセッサ９６は、信号線１０８を介して、表示装置８８で使用するのに適した画像データを表示装置８８に供給する。電子回路ユニット８２の構成要素には、本明細書に記載されている種々の機能を実行するためのこの分野で既知の適切な構成要素を含むことができる。
【００１８】
超音波診断乳房画像システム６０は、開示されている実施例に従って、ボリューム画像情報の超音波空間合成を実行する。アレイのトランスデューサ６８は、破線の台形１１０および１１２で示されている画像フィールドにわたって、異なる角度でビームを伝送する。各台形は、例えば、アレイのトランスデューサに対して異なる角度で操作される２つ又は３つの走査線群を含むことができる。走査線群を適切な方向に向けることによって、画像フレームを合成して台形画像フレームを構成することができる。
【００１９】
超音波ビームの送信は、送信器９０によって制御される。送信器９０は、アレイに沿って所定の原点から所定の角度に（即ち、操作方向に）ビームが伝送され合焦されるように、トランスデューサアレイ６８の各構成要素の動作時の位相と動作時間とを制御する。各走査線の方向から戻ってきたエコーは、アレイの構成要素によって受け取られ、ＡＤ変換（図示せず）によってデジタル化され、デジタルビーム形成器９２に結合される。デジタルビーム形成器９２は、アレイ素子からのエコーを遅延させて加算し、各走査線に沿う合焦された一連のコヒーレントなデジタルエコーサンプルを形成する。送信器９０およびビーム形成器９２は、システムコントローラ９４の制御によって動作する。システムコントローラ９４は、超音波システムのユーザが操作するユーザインタフェース８６の制御部の設定に応じた制御をする。システムコントローラ９４は、所望の角度、所望の焦点、所望の伝送エネルギー、および所望の周波数で、所望の数の走査線群が送信されるように、送信器９０を制御する。システムコントローラ９４は、使用される開口および画像深さに対して、受け取ったこれらのエコー信号を適切に遅延させて結合するために、デジタルビーム形成器９２も制御する。
【００２０】
開示された実施例によれば、画像プロセッサ９６によって、三次元ディスプレイフォーマットで、空間的に合成された画像データが表示される。画像プロセッサ９６は、ボリューム画像レンダリングプロセッサを有している。空間的に合成された三次元領域からの画像データ（Ｂモードデータ又はドップラデータ）は、ボリューム画像レンダリング処理によって、３Ｄ表示へと処理される。レンダリング処理はレンダリング制御信号によって制御される。レンダリング制御信号は、ユーザインタフェース８６によって選択され、システムコントローラ９４によってプロセッサ９６に印加される。レンダリング制御信号は、前もってプロセッサ９６を調整して、ドップラ信号情報（即ち、組織の信号情報）を表示したり、例えば、多くの組織を介して流れを見えるようにすることができる不透明部分の画像データを表示するようにすることができる。ボリュームレンダリングプロセッサのサポートに、Cineloopメモリ（図示せず）を使用することもできる。
【００２１】
図５を参照すると、超音波診断乳房画像システム６０の乳房走査部が概略的に示されている。先ず、走査される乳房が、２枚の圧迫プレート６２と６４との間に保持される。一実施例では、下部圧迫プレート６４が固定されており、上部圧迫プレート６２は、乳房を保持する下方圧迫力を加えるように移動可能である。圧迫された乳房は、下部圧迫プレート６４の下に位置する超音波トランスデューサ６８によって走査される。トランスデューサ６８は、トランスデューサの超音波の放射が機械的移動システム７０により二次元的に行われることにより乳房を走査する。図５の乳房走査部は、反対に構成することもできる。すなわち、超音波トランスデューサは、乳房を、上部圧迫プレートの上から走査することができ、一方の圧迫プレートを移動させて圧迫力を加えることができる。
【００２２】
開示された一実施例では、下部圧迫プレート６４は、少なくとも一次元の張力が与えられた状態で保持される薄い高分子シートによって形成されている。張力を使うことによって、下部圧迫プレートを、超音波を十分に通過させる非常に薄い高分子シートで作成することができる。シートに加えられる張力によって、圧迫プレートに十分な剛性が与えられる。薄いシートの剛性は、実質的には、専らシートに加えられる張力の大きさによって、決定することができる。加えられる張力は、高分子シートの引張り強度以下の力である。
【００２３】
上記のように、図５は、開示された一実施例による、乳房の３Ｄ空間操作式の台形画像を得るための２移動路走査の断面図である。２つの移動路は、乳房の中央部分に、符号１１４で示された重なる部分を有している。図５に示すように、第１のプレートと第２のプレートは、乳房１１６を受け入れるように構成されており、更に、第１のプレートと第２のプレートとの間で乳房を圧迫する。乳房１１６は、患者の近心端側の胸壁１８から、遠心端側の乳首２０へと広がっている。乳房が圧迫されている間、乳房のうちの乳首に近い部分は、第２の圧迫プレート６４とは接触していない。接触していない領域は符号１２２で示されている。
【００２４】
図４および図５を参照すると、方向操作式の台形ボリューム画像を得るために、２移動路線形走査法が使用されている。すなわち、機械的移動システム７０は、第１の移動路（円と点との組合せ７２によって示されている）と第２の移動路（円と「ｘ」との組合せ７４によって示されている）とを含む経路に沿ってトランスデューサが移動するように動作する。移動システム７０は、矢印７６で示されているように、第１の移動路と第２の移動路との間を横断する。図示されているように、第１の移動路は、図面に対し垂直且つ図面から離れる方向に延在する経路部分を含んでいる。同様に、第２の移動路は、図面に対し垂直且つ図面に向かう方向に延在する経路部分を含んでいる。超音波トランスデューサアレイが経路を移動すると、乳房の画像データを表示するものが得られる。図５の２移動路３Ｄ走査の画像データを得るために、方向操作式の台形画像フレームを使用して乳房を撮影する。したがって、２移動路３Ｄ走査は、乳首に近い湾曲領域１２０と、胸壁１１８に隣接する組織と、を撮影する。
【００２５】
言い換えると、図５の台形線形画像による２移動路（ＡおよびＢ）３Ｄ走査によって、乳房の端部が湾曲により接触していなくても、胸壁に隣接する多くの組織と、乳首に近い組織と、を同時に捕らえることができる。図５の実施例では、最も速い取得速度で最大の視野が得られる。超音波画像領域の第１の移動路に沿う第１の部分は、符号７８によって示されている。超音波画像領域の第２の移動路に沿う第２の部分は、符号８０によって示されている。
【００２６】
図６は、開示された一実施例による、図５の２移動路３Ｄ方向操作式の台形線形走査の三次元撮影領域１１５の斜視図である。図示されているように、撮影領域１１５は、第２のプレート６４内の周辺部１１７を通過して広がる台形の容積を有している。
【００２７】
図７は、開示された別の実施例による、乳房の３Ｄ空間操作合成式の台形画像を得るための２移動路走査の断面図である。図７の実施例は、図５の実施例に類似しており、以下の違いがある。図７の２移動路３Ｄ走査の画像データを得るために、方向操作合成式の台形画像フレームを使用して乳房を撮影する。したがって、２移動路３Ｄ走査は、乳首に近い湾曲領域１２０と、胸壁１１８に隣接する組織と、を撮影する。
【００２８】
係属中の米国特許出願第０９／３３５，０５８号および０９／４３５，１１８号には、超音波診断画像をリアルタイムで空間的に合成する装置および方法が記載されている。空間的に合成する方法は、複数の位置又は複数の視野方向から得られた所定の対象物の超音波画像データを、例えば、線形又は非線形の平均化処理又はフィルタリング処理により結合することによって、一つの合成画像にする画像技術である。
合成画像は、一般的には、一つの視野方向から生成される従来の超音波画像よりも、スペックルが少なく、良好な鏡面反射体を示すものである。図７を参照すると、アレイトランスデューサ６８は、破線で示された台形１１０および１１２によって示されているように、画像領域に渡って異なる角度でビームを送信する。
【００２９】
言い換えると、図７の空間方向操作合成式の線形画像による２移動路（ＡおよびＢ）３Ｄ走査によって、乳房の端部が湾曲により接触していなくても、胸壁に隣接する最大量の組織と、乳首に近い最大量の組織と、を同時に捕らえることができる。図７の実施例では、最も速い取得速度で最大の視野が得られる。
【００３０】
本明細書に記載されているように、開示された実施例は、電子ビームの方向を操作して、圧迫プレートに音響的に接触していない乳房組織の湾曲領域の画像データと、既知の方法で実現できるよりも多くの組織を含んだ胸壁の近くの画像データと、を得ている。開示された実施例には、電子ビームの方向を操作して、自動３Ｄ乳房超音波走査の間に、圧迫された乳房の画像を広範囲に渡って更に完璧に得る方法が含まれている。開示された実施例は、胸壁の近くの領域の組織と乳首の裏側の領域の組織とを捕らえ損ねてしまう従来の技術を改良したものである。
【００３１】
開示された実施例は、電子ビームの方向を操作して、乳房全体のもっと完全な３Ｄボリュームを得る方法を提供している。実施例の特徴には、線形アレイトランスデューサを、実質的に平坦な圧迫プレートに接触するように備えることが含まれている。更に、機械的走査システムを備えて、圧迫プレートに平行な線形アレイを、画像面に垂直な方向に自動的に移動させている。更に、実施例では、非方向操作式の矩形画像又は単純な方向操作式の線形画像を生成するために線形アレイを使用する場合と比較すると、画像面内で電子ビームの方向を操作して、視覚化される乳房の組織の数が増えるように台形画像および／又は空間的に合成された画像を得ている。
【００３２】
一実施例では、乳房の超音波画像診断を高精度で実行する方法は、第１の圧迫プレートと第２の圧迫プレートとを用意するステップを有している。第１の圧迫プレートと第２の圧迫プレートは、乳房を受け入れ、第１の圧迫プレートと第２の圧迫プレートとの間で乳房を圧迫する。乳房は、患者の近心端側の胸壁から、遠心端側の乳首へと広がっている。更に、乳房のうちの乳首に近い部分は、乳房が圧迫されている間、第２の圧迫プレートに接触していない。一実施例では、第１の圧迫プレートと第２の圧迫プレートは、乳房が圧迫されている間、実質的に平行である。
【００３３】
この方法は、乳房を走査するために、超音波トランスデューサ・アレイを経路に沿って移動させるステップを更に有している。この超音波トランスデューサ・アレイは、第２の圧迫プレートに対して乳房とは反対側に第２のプレートに隣接するように配されており、更に、第２の圧迫プレートに音響的に結合している。超音波トランスデューサ・アレイが経路を移動することにより、乳房の画像データを表現するものが取得される。画像データを得るために、超音波トランスデューサ・アレイで電子ビームの方向を操作して、（i）乳房のうちの、胸壁に近い部分と（ii）乳房のうちの、第２のプレートに接触していない部分に対応する乳首のすぐ裏側の部分と、のうちの一方又は両方の画像データが得るステップを有している。
【００３４】
一実施例では、超音波トランスデューサーアレイは、二次元マトリックストランスデューサ・アレイを有している。別の実施例では、超音波トランスデューサ・アレイは、線形トランスデューサ・アレイを有している。更に、超音波トランスデューサ・アレイを経路に沿って移動させるステップは、例えば、トランスデューサの超音波の放射が二次元的に行われるようにアレイを移動するステップを有することができる。一実施例では、経路は、乳房を走査するための一つ以上の移動路を有している。例えば、実際に、走査を、１つの移動路から４つの移動路へと変更することができ、この走査には、検査時の圧迫された乳房の大きさによっては、乳房の一部分が重複して走査されることも含まれる。更に、走査には、圧迫された乳房の大きさによっては、異なる走査領域を選択することが含まれており、これらの異なる走査領域は、同じ数の移動路又は異なる数の移動路を有することもできる。別の実施例では、経路は２つの移動路を有しており、この２つの移動路は、乳房の重複して走査される中央部分に沿う移動路である。更に、別の実施例では、超音波トランスデューサ・アレイを移動させるステップは、第２の圧迫プレートに平行な超音波トランスデューサ・アレイを、取得した画像データの画像面に垂直な方向に自動的に移動させるステップを更に有することができる。更に別の実施例では、超音波診断乳房画像システムは、移動路が一つの走査（ワンパス走査）を実行するために大きなトランスデューサ・アレイを一個有している。更に、別の実施例では、乳房全体ではなく狭い関心領域だけを走査する場合に、小さいトランスデューサを使用して移動路が一つの走査（ワンパス走査）を行っている。
【００３５】
別の実施例では、画像データを取得するステップは、空間操作式の台形線形画像データを得るために移動路が一つ以上の三次元走査が行われるように、電子ビームの方向を操作するステップを更に有している。言い換えると、電子ビームの方向を操作する場合、乳房の台形ボリューム画像の画像データを得るように、電子ビームの方向を操作している。別の実施例では、画像データを取得するステップは、空間操作合成式の台形線形画像データを得るために移動路が一つ以上の三次元走査が行われるように、電子ビームの方向を操作するステップを更に有している。すなわち、電子ビームの方向を操作する場合、乳房の空間合成式の台形ボリューム画像の画像データを得るように、電子ビームの方向を操作している。
【００３６】
この方法は、適切なプロセッサを介して画像データを処理し、乳房を三次元表示するステップを更に有している。更に別の実施例では、この方法は、画像データを、画像データの取得位置から離れた位置に伝送するステップと、伝送した画像データを処理して、乳房を三次元表現するステップと、を有している。
【００３７】
別の実施例において、乳房の画像診断を高精度で行うための超音波診断画像システムは、第１の圧迫プレートと第２の圧迫プレートとを有している。第１の圧迫プレートと第２の圧迫プレートは、乳房を受け入れ、第１の圧迫プレートと第２の圧迫プレートとの間で乳房を圧迫する。超音波診断画像システムは、第２の圧迫プレートに対して乳房の反対側に第２の圧迫プレートに隣接するように配された超音波トランスデューサ・アレイを更に有している。乳房を走査するために、超音波トランスデューサ・アレイを経路に沿って移動させる適切な手段が備えられている。
【００３８】
超音波診断画像システムは、システムコントローラを更に有している。このシステムコントローラは、超音波トランスデューサ・アレイが経路を移動することにより、乳房の画像データを表現するものを取得する。システムコントローラは、超音波トランスデューサ・アレイで電子ビームの方向を操作して、（i）乳房のうちの、胸壁に近い部分と、（ii）乳房のうちの、第２のプレートに接触していない部分に対応する乳首のすぐ裏側の部分と、のうちの一方又は両方の画像データを取得する。
【００３９】
一実施例では、システムコントローラは、移動路が一つ以上の三次元走査が行われるように、電子ビームの方向を操作するものであり、この移動路が一つ以上の三次元走査は、空間操作式の台形線形画像データを取得するための走査である。更に、電子ビームの方向を操作することにより、乳房の台形ボリューム画像の画像データを得ている。別の実施例では、システムコントローラは、移動路が一つ以上の三次元走査が行われるように、電子ビームの方向を操作するものであり、この移動路が一つ以上の三次元走査は、空間操作合成式の台形線形画像データを取得するための走査である。さらに、電子ビームの方向を操作することにより、乳房の空間合成式の台形ボリューム画像の画像データを得ている。
【００４０】
プロセッサは、画像データを処理して、乳房を三次元表現する。一実施例では、画像データを、画像データの取得位置から離れた位置に伝送する手段を有しており、この離れた位置にあるプロセッサが、伝送した画像データを処理して、乳房を三次元表現するために使用される。更に、移動させる手段は、第２の圧迫プレートに平行な超音波トランスデューサ・アレイを、取得した画像データの画像面に垂直な方向に自動的に移動させることによって、超音波トランスデューサ・アレイを移動させている。
【００４１】
別の実施例では、乳房の画像診断を高精度で行うための超音波診断画像システムは、第１の圧迫プレートと第２の圧迫プレートとを有している。第１の圧迫プレートと第２の圧迫プレートは、乳房を受け入れ、第１の圧迫プレートと第２の圧迫プレートとの間で乳房を圧迫する。超音波トランスデューサ・アレイは、第２の圧迫プレートに対して乳房の反対側に第２の圧迫プレートに隣接するように配され、第２の圧迫プレートに音響的に結合されている。移動ステージは、乳房を走査するために、超音波トランスデューサ・アレイを経路に沿って移動させる。更に、コントローラは、超音波トランスデューサ・アレイが経路を移動することにより、乳房の画像データを表現するものを取得する。
【００４２】
コントローラは、超音波トランスデューサ・アレイで電子ビームの方向を操作して、（i）乳房のうちの、胸壁に近い部分と、（ii）乳房のうちの、第２の圧迫プレートに接触していない部分に対応する乳首のすぐ裏側の部分と、のうちの一方又は両方の画像データを取得する。更に、画像データを取得するために、移動路が一つ以上の三次元走査を実現する電子ビームの方向の操作が行われ、この移動路が一つ以上の三次元走査は、（a）空間操作式の台形線形画像データと、（ｂ）空間操作合成式の台形線形画像データと、のうちの一方を取得するための走査である。
【００４３】
数個の実施例のみを詳細に記載したが、当業者は、開示された実施例の新規な教示と利点とから実質的に逸脱することなく、実施例について多くの修正例が可能であることが容易に分かる。例えば、開示された実施例は、乳がんの検診および／又は診断をする場合に、超音波を乳房全体に使用するように改善されている。更に、実施例は、本明細書において、乳房のうちの、乳首の直ぐ裏の部分（第２のプレートに接触していない部分に対応している）について説明されている。乳首に近い非接触領域は臨床上非常に重要であるが、この乳首に近い非接触領域は、本明細書において、一例として使用されている。接触の不完全な部分がある乳房であれば、これらの実施例と同じ利点を得ることができる。例えば、乳房の側部の外縁は、乳房を圧迫すると、外側に広がる。外縁の形状に丸みがあるので、下部乳房支持台（即ち、第２のプレート）に接触しない組織がある。走査トランスデューサを９０度回転し、走査トランスデューサを左右ではなく前後に移動させると、（乳首と胸壁とを視覚化することに関して先に説明したように）乳房の側部を視覚化するときに、同じように改善される。
【００４４】
したがって、斯かる全ての修正例は、特許請求の範囲に規定された開示実施例の範囲内に含まれる。特許請求の範囲において、ミーンズプラスファンクションの節は、列挙された機能を実行するように、本明細書に記載された構造を含んでおり、構造的に等価なものだけでなく、等価な構造も含んでいる。
【００４５】
用語「有している」および「有する」等は、請求項および明細書全体に列挙された以外の構成要素およびステップの存在を排除するものではない。一個の構成要素について言及されていることは、この構成要素が複数の場合を排除するものではなく、この逆も排除するものではない。実施例の１つ以上は、幾つかの個別の素子を有するハードウェアによって、および／又は適切にプログラムされたコンピュータによって、実現することができる。幾つかの手段を列挙している装置の請求項では、これらの手段の幾つかを、同じ一個のハードウェアで実現することができる。或る手段が相互に異なる従属項に記載されていないことは、これらの手段の組合せを有利に使用できないことを示すものではない。
【図面の簡単な説明】
【００４６】
【図１】非方向操作式の従来の矩形画像を得るための２移動路線形走査の断面図である。
【図２】図１の非方向操作式の線形走査の撮影領域の斜視図である。
【図３】方向操作式の平行四辺形画像を得るための２移動路方向操作式の線形走査の断面図である。
【図４】３Ｄ空間方向操作式の電子ビーム走査を使用して乳房の超音波画像診断を高精度で行う、開示された一実施例による超音波診断画像システムの部分ブロック図である。
【図５】乳房の３Ｄ空間方向操作式の台形画像を得るための開示された一実施例による２移動路走査の断面図である。
【図６】開示された一実施例による図５の３Ｄ空間方向操作式の台形走査の撮影領域の斜視図である。
【図７】乳房の３Ｄ空間方向操作合成式の台形画像を得るための開示された別の実施例による２移動路走査の断面図である。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【国際調査報告】
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