Die Erfindung betrifft weiterhin ein Verfahren zur Reduzierung von Artefakten eines Ultraschallbildes wenigstens einer weiblichen Mamma, bei dem ein Ultraschallwandler zum Abtasten ebener Schichtbereiche in einer ortsfesten Abtastposition über wenigstens eine Mamma von einer Transporteinheit um eine festgelegte Weg- lange hinweg zwischen Abtastpositionen versetzt und durch auf- einanderfolgendes Versetzen unter Zuordnung eines dem jewei- ligen Versatz entsprechenden Datenwertes zu einem Schichtbild einer Bildfolge ein dreidimensionales Ultraschallbild aufgenommen und in einer zugeordneten Speichereinheit abgespeichert wird.

Eine solche Vorrichtung und ein solches Verfahren sind aus dem in der Zeitschrift IEEE Transactions on Ultrasonics, Ferroelectrics, and Frequency Control Vol. 43 im Juli 1996 auf den Seiten 576 bis 580 veröffentlichten Artikel"Acquisition and Stereoscopic Visualisation of Three-Dimensional Ultrasonic Breast Data"von A.

Hernandez, 0. Basset, I. Dautraix et al. bereits bekannt. Die Druckschrift offenbart eine Vorrichtung mit einem zur Aufnahme von zweidimensionalen Schichtbildern eingerichteten Ultraschall- wandler, der mittels einer Transporteinheit um eine vorbestimmte Wegtänge zwischen Abtastpositionen, in denen die Abtastung des zweidimensionalen Schichtbildes erfolgt, versetzbar ist. Die offen- barte Vorrichtung umfaßt weiterhin eine Speichereinheit zum Ablegen der von dem Ultraschallwandler aufgenommenen Schicht-

bilder unter Zuordnung eines dem Versatz entsprechenden Daten- wertes. Durch diese Zuordnung wird bei dem offenbarten Auf- nahmeverfahren ein dreidimensionales Ultraschallbild erzeugt und in der Speichereinheit abgelegt. Zur stereoskopischen Darstellung des aufgenommenen dreidimensionalen Ultraschallbildes werden ausgehend von einem einzigen in der Speichereinheit abgelegten Datensatz zwei unterschiedliche dreidimensionale Ansichten des untersuchten Objektes berechnet und jeweils einem Auge eines Betrachters zugeordnet, um diesem eine räumlich visuelle Wahr- nehmung des Ultraschallbildes zu ermöglichen.

Nachteilig wirkt sich jedoch das Auftreten von Artefakten in den aufgenommenen Bildern aus, die von den real reflektierenden Strukturen des untersuchten Objektes in der Aufnahme nicht zu unterscheiden sind. Insbesondere besteht beim Auftreten rich- tungsabhängiger Effekte in Form von schweifartigen Bildmustern ein Bedarf, die Aufnahme auf ihre Echtheit hin zu überprüfen, da richtungsabhängige Effekte Hinweise auf pathologische Verände- rungen des untersuchten Gewebes bereitstellen können. Ferner bleiben die Schweifbereiche der richtungsabhängigen Bildmuster einem Betrachter verborgen, da sie in Schallstrahlrichtung hinter beispielsweise stark reflektierenden Strukturen liegen und keine sichtbaren Reflexe erzeugen.

In der DE 35 03 477 A1 ist ein Ultraschalidiagnosegerät offenbart, das einen stabförmigen Linearscanner mit nebeneinander angeord- neten piezoelektrischen Elementen umfaßt. Der Linearscanner ist in seiner Querrichtung mittels einer Transporteinheit um eine vorbestimmte Weglänge versetzbar. Durch das aufeinanderfol- gende Versetzen des Linearscanners zwischen Abtastpositionen und anschließendem synchronisierten Auslesen seiner piezoelek- trischen Elemente sind sowohl Schnittbilder in Längsrichtung des Linearscanners als auch dazu rechtwinklige Schnitte einer zu untersuchenden Mamma auf einer Bildeinheit darstellbar. Auch hier erschweren häufig auftretende Artefakte die medizinische Be-

urteilung der Ultraschallbilder. Ferner bleiben Bereiche, die in der Schalistrahirichtung hinter stark reflektierenden oder verstärken- den Teilchen liegen, dem Betrachter verborgen.

In der DE 30 02 067 A1 ist eine Vorrichtung offenbart, die eine im wesentlichen vollautomatische Untersuchung einer weiblichen Mamma erlaubt. Die Vorrichtung umfaßt eine Liege mit einer Liegefläche und einer darin vorgesehenen Liegendurchtritts- öffnung. Auf der von der Liegefläche abgewandten Seite der Liege ist eine mit Wasser als Koppelmedium gefüllter Behälter angeord- net. In dem Behälter ist weiterhin ein Haltearm mit wenigstens einem Ultraschallwandler vorgesehen, der mechanisch oder elek- trisch angetrieben eine halbkreisartige Schwingbewegung aus- führt, deren Mittelpunkt etwa mit dem Mittelpunkt der Liegen- durchtrittsöffnung übereinstimmt oder einige Zentimeter senkrecht oberhalb des Mittelpunkts der Ebene der Öffnung im Thoraxinnen- raum der Patientin liegt. Bei einer Schwingbewegung des den oder jeden Ultraschallwandler tragenden Haltearms wird ein zweidimen- sionales ebenes Schichtbild erzeugt und in einer Speichereinheit abgelegt. Weiterhin ist eine Transporteinheit zur Verschiebung des oder jedes Ultraschallwandlers senkrecht zur Schwingebene des Haltearms oder zur Drehung der Schwingebene um eine gemeinsa- me Achse, um jeweils eine vorbestimmte Weglänge vorgesehen, so daß Serien von ebenen Schnittbildern in einer Speichereinheit mit einem zugeordneten, dem jeweiligen Versatz entsprechenden Datenwert ablegbar sind.

Bei der Schwingbewegung des oder jedes Ultraschallwandlers um die Mamma werden Schichtbereiche mehrfach abgetastet, so daß auf Grund der Redundanzen Mittelungsverfahren zur Bilddarstel- lung erforderlich sind. Zwar bewirkt dieses Verfahren eine Ver- ringerung störender Artefakte und erlaubt die Betrachtung sämtli- cher Nachbarbereiche stark reflektierender oder verstärkender Teil- chen. Das im Hinblick auf eine sich vereinfachende Diagnose wünschenswerte Auftreten schweifartiger Bildmuster in zweidi-

mensionalen Schnittbildern wird jedoch durch die starke Mittelung der Aufnahme nahezu vollständig unterdrückt. Nachteilig wirkt sich ferner die lange Meßzeit der hier offenbarten Vorrichtung aus, da der oder jeder Ultraschallwandler bereits zur Aufnahme eines zweidimensionalen Schnittbildes auf einer halbkreisförmigen Bahn um die zu untersuchende Mamma herumgeführt werden muß.

Darüber hinaus verursacht die Bewegung des Haltearms eine Wasservolumenverdrängung, die wiederum zu einer Bewegung der zu untersuchenden Mamma und damit zu einer Verschlechterung der aufgenommenen Schichtbildqualität führt.

Aus der DE 30 15 837 A1 ist eine Ultraschallabbildungsvorrich- tung mit einer Ultraschallwandlereinrichtung bekannt, die zum Senden und Empfangen von Ultraschall getrennte Wandler auf- weist. Die offenbarte Wandlereinrichtung ist höhenverstellbar in einem Wasserbehälter angeordnet und weist eine Transporteinheit zum seitlichen Versatz des Wandlers oder zu seinem Versatz auf einer um die zu untersuchende Struktur herumführenden Kreisbahn auf.

Aus dem in der Zeitschrift"Fortschritte auf dem Gebiet der Rönt- genstrahlung", 147,3 im Jahr 1987 auf den Seiten 298 bis 303 erschienen Artiket"Klinische Erfahrung mit der Ultraschall-Re- flexions-Computertomographie der Brust"von M. Friedrich, F.

Fobbe und A. Sparenberg ist ein Verfahren offenbart, bei dem die auf einer Liege ruhende Patientin die zu untersuchende Brust durch eine in der Liege vorgesehene Durchtrittsöffnung in ein Wasserbad taucht. In dem Wasserbad ist weiterhin ein Ultraschall- wandler mit vier Einzelschallköpfen unterschiedlicher Fokuslage angeordnet, der durch eine Transporteinheit um eine vorbestimmte Weglänge auf kreisförmigen Abtastbahnen um die in das Wasser- bad hineinragende Mamma herumgeführt wird. Durch Versetzen des Ultraschallwandlers sind beliebige Schnittbilder der zu untersu- chenden Mamma erzeugbar. Mit Hilfe eines bei diesem Abtastver- fahren auf Grund von Redundanzen unvermeidbaren Mittelungs-

verfahren wird darüber hinaus eine Reduzierung der Bildartefakte ermöglicht. Nachteilig wirkt sich neben dem Wegfall schweif- artiger Bildmuster bedingt durch die starke Bildmittelung das Herumführen des Ultraschallwandiers auf Kreisbahnen um die zu untersuchende Mamma und die damit verbundene, zur Aufnahme eines zweidimensionalen Schnittbildes benötigte lange Aufnahme- zeit aus.

In der DE 80 10 553 U1 ist ein Uttraschattdiagnostikgerät offen- bart, das insbesondere für die Untersuchung der weiblichen Brust vorgesehen ist und aus einer Liege mit einer Liegefläche und einer Liegendurchtrittsöffnung besteht. An der von der Liegef ! äche abgewandten Seite der Liege ist ein mit Wasser gefüllter Behälter angeordnet, so daß die Patientin mit ihren zu untersuchenden Mammae durch die Liegendurchtrittsöffnung in den mit Wasser gefüllten Behälter eintaucht. Anschließend kann ein Arzt mit dem Abtasten der Brust beginnen, indem er übliche Ultraschallprüfgerä- te von Hand an der Außenwandung des Behälters vorbeiführt.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung und ein Verfahren der eingangs genannten Art bereitzustellen, die die Überprüfung der Echtheit von in Ultraschallbildern sichtbaren Bildstrukturen, insbesondere im Hinblick auf richtungsabhängige Effekte erlauben, um die Aussagekraft von Ultraschallbildern zu diagnostischen Zwecken zu erhöhen.

Diese Aufgabe wird bei der Vorrichtung der eingangs genannten Art dadurch getost, daß der oder jeder Ultraschallwandler zum Er- halt zueinander winklig verlaufender ebener Schichtbilder von einer um einen einstellbaren Verkippungswinkel drehbaren Verkippungs- welle gehalten ist.

Diese Aufgabe wird bei dem Verfahren der eingangs genannten Art dadurch gelöst, daß der Ultraschallwandler von einer dreh- baren Verkippungswelle in einem Verkippungswinkel gegenüber

der wenigstens einen Mamma ausgerichtet und mit zugeordnetem Verkippungswinkel abgespeichert wird und daß wenigstens zwei dreidimensionale Ultraschallbilder aufgenommen und abgespei- chert werden.

Aufgrund der Halterung des Ultraschallwandlers durch eine Ver- kippungswelle ist ein Abtasten einer Mamma mit zugeordneten Schallstrahlrichtungen ermöglicht. Richtungsabhängige Effekte, wie beispielsweise Schatten-oder Verstärkungszonen, bleiben jedoch durch das Abspeichern des jeweils mit einem zugeordneten Verkippungswinkel aufgenommenen, nicht gemittelten Bildes erhalten und liefern einem Betrachter oder einem der Messung nachgeordneten, selbsttätigen Auswerteverfahren wichtige Hin- weise auf pathologische Veränderungen des untersuchten Objek- tes. Dabei sind Artefakte und insbesondere Artefakte richtungs- abhängiger Strukturen durch Vergleich sich entsprechender Bild- bereiche der abgespeicherten Datenblöcke von realen Strukturen unterscheidbar. Mit Hilfe des im sogenannten B-Modus arbeiten- den, eine zweidimensionale Fläche abtastenden Ultraschallwand- lers ist darüber hinaus eine schnelle Aufnahme und Speicherung dreidimensionaler Datenwürfel ermöglicht.

Bei einem vorteilhaften Ausführungsbeispiel der erfindungsgemä- ßen Vorrichtung ist die wenigstens eine Mamma durch eine Liegendurchtrittsöffnung einer mit einer Liegefläche ausgestatteten Liege hindurchführbar, wobei der oder jeder Ultraschallwandler auf der der Liegefläche abgewandten Seite der Liege angeordnet und ein Koppelmediumaufnahmebehälter zwischen dem oder jedem Ultraschallwandler und der wenigstens einen Mamma zum Auf- nehmen des Koppelmediums eingerichtet ist.

Zur individuellen Anpassung an wenigstens eine zu untersuchende Mamma ist es zweckmäßig den Koppelmediumaufnahmebehälter höhenverstellbar zu befestigen und mit elastischen Polsterungen zu versehen.

In einer zweckmäßigen Weiterentwicklung der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist der oder jeder Ultraschallwandler an dem Koppel- mediumaufnahmebehälter angeordnet und schließt bündig mit einer dem Koppelmedium zugewandten Seite einer Wandung des Koppelmediumaufnahmebehälters ab, wobei beim Versetzen des Ultraschallwandlers eine Volumenverdrängung des Koppelmediums vermieden ist.

In einer bevorzugten Ausgestaltung ist ein Ultraschallwandier in einer Schalikopfausnehmung einer Bodenwandung des Koppel- mediumaufnahmebehälters angeordnet, die mit Koppelmedium vollständig bedeckbar ist. An einer der wenigstens einen Mamma gegenüberliegenden Seite der Bodenwandung ist zum Verhindern eines Auslaufens des Einkoppelmediums eine flexible Dichtungs- einheit eingerichtet, wobei an einer der wenigstens einen Mamma zugewandten Seite der Bodenwandung die Schallkopfausnehmung durch eine ultraschalidurchlässige Membran begrenzt ist und zumindest ein die Schalikopfausnehmung umfassender Bereich der Bodenwandung versetzbar ist.

In einer weiteren zweckmäßigen Weiterentwicklung umfaßt die Transporteinheit zwei unter dem Koppelmediumumaufnahmebehäl- ter angeordnete, zum Anpressen der Bodenwandung gegen Dicht- lippen der Seitenwandungen des Koppelmediumaufnahmebehälters eingerichtete Andruckrollen, die zur Drehung um einen vorbe- stimmten Winkel antreibbar sind.

Vorteilhafterweise ist wenigstens ein Ultraschallwandler ein stab- förmiger Linearscanner, auf dem eine Vielzahl von Ultraschall er- zeugenden Elementen nebeneinander angeordnet ist. Der Linear- scanner ist vorzugsweise im wesentlichen parallel zur Liegen- oberfläche und quer zur Längsrichtung der Liege angeordnet, wobei die gesamte Bodenwandung in Längsrichtung der Liege ver- schiebbar ist.

In einer bevorzugten Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist der Linearscanner derart ausgestaltet, daß von diesem ausgesendeter Ultraschall bei dem Verschieben der Boden- wandung zwei Mammae abtastet.

In einer davon abweichenden Ausgestaltung ist der Linearscanner derart ausgestaltet, daß von diesem ausgesendeter Ultraschall bei dem Verschieben der Bodenwandung eine Mamma abtastet, wobei der Linearscanner quer zur Abtastrichtung zur Auswahl der zu untersuchenden Mammae auf einer Führungsschiene verschiebbar gelagert ist.

In einer weiteren Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Vor- richtung ist der Linearscanner parallel zur Liegenoberfläche und parallel zur Längsrichtung der Liege angeordnet, wobei der gesam- te Bodenwandungsbereich in Querrichtung der Liege verschiebbar ist.

Bei einem weiteren Ausführungsbeispiel ist wenigstens ein Ultra- schallwandler ein Sektorscanner mit einem sektorförmigen Abtast- bereich, der vorteilhafterweise mit der Bodenwandung in Längs- richtung der Liege verschiebbar ist, wobei der Abtastsektor im we- sentlichen quer zur Längsrichtung der Liege ausgerichtet ist.

Wenigstens ein Ultraschallwandler einer weiteren Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist als Sektorscanner ausge- bildet, der im Zentrum der Bodenwandung um sich selbst drehbar gelagert ist.

Bei einem davon abweichenden Ausführungsbeispiel ist wenig- stens ein Ultraschallwandler als Linearscanner ausgebildet und in einem scheibenförmig, rotierbaren Mittenbereich der Bodenwan- dung angeordnet, wobei der Mittenbereich drehbar in dem orts- festen Bereich des Koppelmediumaufnahmebehälters mittels Dicht- ungseinheiten gelagert ist.

Bei einer zweckmäßigen Weiterbildung ist wenigstens ein Ultra- schallwandler in einer Seitenwandung des Koppelmediumauf- nahmebehälters angeordnet, während bei einem davon abwei- chenden Ausführungsbeispiel sowohl die Bodenwandung als auch in der Seitenwandung über jeweils einen Ultraschallwandler ver- fügen.

Vorteilhafterweise wird der Ultraschallwandler bei dem erfindungs- gemäßen Verfahren für jedes der dreidimensionalen Ultraschallbil- der jeweils unterschiedlich verkippt.

Zweckmäßigerweise werden die Koordinaten der mit einem unter- schiedlichen Verkippungswinkel aufgenommenen Ultraschallbilder mittels eines Umrechnungsprogramms auf ein gemeinsames Koordinatensystem abgebildet.

Bei einer weiteren zweckmäßigen Weiterbildung des erfindungs- gemäßen Verfahrens werden die wenigstens zwei Ultraschallbilder mittels eines Auswerteprogramms punktweise durch Differenzbil- dung verglichen und lediglich in einem einzigen Speicherbereich auftretende Strukturen als Artefakte verworfen.

Weiterhin ist es zweckmäßig, richtungsabhängige Strukturen in den jeweiligen dreidimensionalen Ultraschallbildern mittels eines Auswerteprogamms durch Abtasten der Bildpunkte in der Umge- bung eines festgelegten Schwellwertes zu bestimmen, unter Pro- jektion auf die jeweilige Abtastrichtung durch Subtraktion zu ver- gleichen und lediglich in einem einzigen Speicherbereich auftre- tende Strukturen als Artefakte zu verwerfen.

Weitere zweckmäßige Ausgestaltungen und Vorteile der Erfindung sind Gegenstand der nachfolgenden Beschreibung von Ausfüh- rungsbeipielen der Erfindung unter Bezug auf die Figuren der beigefügten Zeichnung, wobei sich entsprechende Bauteile mit gleichen Bezugszeichen versehen sind. Es zeigen :

Fig. 1 eine Seitenansicht eines Ausführungsbeispiels der erfindungsgemäßen Vorrichtung und einer zu unter- suchenden Mamma vor Beginn der Abtastung, Fig. 2 eine geschnittene Seitenansicht einer Vorrichtung und einer zu untersuchenden Mamma gemäß Fig. 1 zu Beginn der Abtastung, Fig. 3 eine Schnittansicht einer Vorrichtung gemäß Fig. 1 mit gegenüber Fig. 2 zusätzlichen Details, Fig. 4 eine verschiedene Abtastpositionen des Ultraschall- wandlers verdeutlichende geschnittene Seitenansicht einer Vorrichtung und einer zu untersuchenden Mam- ma gemäß Fig. 1, Fig. 5 eine das Versetzen des Ultraschallwandlers verdeutli- chende geschnittene Seitenansicht einer Vorrichtung und einer zu untersuchenden Mamma gemäß Fig. 1, Fig. 6 eine die verschiedenen Abtastpositionen des Linear- scanners verdeutlichende perspektivische Ansicht des Koppelmediumaufnahmebehälters sowie eine schema- tische Darstellung des aus dem tomographischen Abtasten gewonnenen Bilddatenwürfels, Fig. 7 eine geschnittene Seitenansicht einer Vorrichtung und einer zu untersuchenden Mamma gemäß Fig. 1 mit verkipptem Linearscanner in verschiedenen Abtast- positionen, Fig. 8 eine schematische Darstellung von entlang den x-z- Achsen geschnittenen, mit unterschiedlich ver- kipptem Ultraschallwandler aufgenommenen Ultra- schallbildern,

Fig. 9 eine schematische Darstellung von entlang den x-z- Achsen geschnittenen, mit unterschiedlich ver- kipptem Ultraschallwandler aufgenommenen Ultra- schallbildern zur Verdeutlichung von richtungsab- hängigen Effekten, Fig. 10 eine schematische Darstellung von zwei entlang den x-z-Achsen geschnittenen Ultraschallbildern, Fig. 11 eine perspektivische Ansicht eines Koppelmedium- aufnahmebehälters mit einem Linearscanner zur Un- tersuchung einer einzigen Mamma, Fig. 12 ein weiteres Ausführungsbeispiel des Koppelmedium- aufnahmebehälters mit einem Linearscanner, der quer zur Längsrichtung einer Liege versetzbar ist, Fig. 13 eine perspektivische Ansicht eines Koppelmedium- aufnahmebehälters mit einem in Längsrichtung einer Liege versetzbaren Sektorscanner, Fig. 14 einen Koppelmediumaufnahmebehälter gemäß Fig. 12 mit einem verkippten Sektorscanner, Fig. 15 eine perspektivische Ansicht eines Koppelmedium- aufnahmebehälters mit einem um sich selbst dreh- baren Sektorscanner, Fig. 16 einen Koppelmediumaufnahmebehälter gemäß Fig. 14 mit einem verkippten Sektorscanner, Fig. 17 eine perspektivische Darstellung eines Koppel- mediumaufnahmebehälters mit einem Linearscanner, der in einem scheibenförmigen, drehbaren Bodenwan- dungsbereich angeordnet ist, und

Fig. 18 einen Koppelmediumaufnahmebehälter gemäß Fig. 17 mit einem verkippten scheibenförmigen Bodenwan- dungsbereich.

Fig. 1 zeigt eine Seitenansicht einer erfindungsgemäßen Vorrich- tung 1 und der zu untersuchenden Mammae 2 einer Patientin 3 vor Beginn der Untersuchung. Die Patientin 3 hat auf einer Liege 4 eine entspannte Ruheposition in Bauchlage eingenommen. Die Liege 4 verfügt über eine Liegendurchtrittsöffnung 5, durch die beide Mammae 2 hindurchgeführt sind. Den frei hängenden Mam- mae 2 gegenüberliegend ist ein Koppelmediumaufnahmebehälter 6 angeordnet, der über eine quadratische Bodenwandung 7, Seiten- wandungen 8,9 und als Schaumgummipolster 10 ausgebildete Polster verfügt.

Ein um den Koppelmediumaufnahmebehälter 6 herum verlaufendes Antriebsgehäuse 11 ist zur Höhenverstellung des Koppelmedium- aufnahmebehälters 6 eingerichtet und verfügt in seinen seitlichen Randbereichen über jeweils ein das Antriebsgehäuse 11 umfäng- lich überragendes Zahnrad 12. Die Zahnräder 12 stehen mit Zahn- stangen 13 im Eingriff, die über nicht gezeigte Befestigungsmittel mit der Liege 4 fest verbunden sind. Auf der den Mammae 2 ab- gewandten Seite der Bodenwandung 7 ist ein Linearscanner 14 angeordnet, dessen Lagerung nachfolgend detailliert beschrieben ist.

Fig. 2 zeigt eine unmittelbar hinter dem Antriebsgehäuse 11 geschnittene Seitenansicht der Vorrichtung 1 gemäß Fig. 1 und der zu untersuchenden Mamma 2 zu Beginn der Abtastung, wobei die geschnittenen Wandungen des Antriebsgehäuses 11 und des Koppelmediumaufnahmebehälters 6 wie auch bei den nachfol- genden Figuren mit Ausnahme der Fig. 5 als durchgezogene Linien dargestellt sind.

Die Höhe des Koppelmediumaufnahmebehälters 6 ist in Fig. 2 der- art verstellt, daß beide Schaumgummipolster 10 durch die Liegen- durchtrittsöffnung 5 hindurchgeführt sind und an dem Körper der Patientin 3 anliegen. Dabei ragen die Mammae 2 in den mit Was- ser 15 als Koppelmedium befüllbaren Koppelmediumaufnahme- behälter 6 hinein. In dieser Stellung schmiegen sich die Schaum- gummipolster 10 aufgrund ihrer hohen Elastizität an den Körper der Patientin 3 um die Mammae 2 an und dichten diesen Bereich ab.

Die mit den Zahnstangen 13 in Eingriff stehenden Zahnräder 12 sind drehfest mit einer sich zwischen den Seitenwänden des Antriebsgehäuses 11 erstreckenden Zahnradantriebswelle 16 verbunden. Zur Höhenverstellung wird die von einem nicht ge- zeigten Antriebsmotor erzeugte Antriebskraft über ebenfalls nicht gezeigte Übertragungsmittel in die Zahnradantriebswelle 16 einge- leitet.

Ein von dem Linearscanner 14 erzeugter Ultraschallstrahl 17 ist rechtwinklig zur Bodenwandung 7 des Koppelmediumaufnahmebe- hälters 6 ausgerichtet und durchläuft zum Verringern von Ein- koppelverlusten vor dem Eintritt ins Gewebe eine Wasserschicht.

Auf Grund des großen Eintauchbereichs der Mammae 2 in das Wasser 15 sind die Gewebeschnittbilder auch in solchen Berei- chen erzeugbar, die von anderen Untersuchungsmethoden wie beispielsweise der Mammographie nicht erfaßbar sind.

Fig. 3 zeigt eine geschnittene Seitenansicht der Vorrichtung 1 gemäß Fig. 1 und verdeutlicht insbesondere einen auf den übrigen Figuren aus Gründen der Übersichtlichkeit nicht dargestellten Wasserzulauf 18 zum Auffüllen des Koppelmediumaufnahmebe- haltes 6 mit Wasser 15 und einen zum Abfluß des Wassers 15 eingerichteten Wasserablauf 19. Dabei ist der Wasserablauf 19 in der Bodenwandung 7 integriert, um das Wasser 15 möglichst vollständig abfließen zu lassen.

Fig. 4 zeigt eine geschnittene Seitenansicht der Vorrichtung 1 gemäß Fig. 1 und die zu untersuchenden Mammae 2, wobei mehrere während des Abtastvorganges zeitlich aufeinanderfol- gende Abtastpositionen des Linearscanner 14 stroboskopartig dargestellt sind.

Fig. 5 zeigt eine geschnittene Seitenansicht der Vorrichtung 1 gemäß Fig. 1 und verdeutlicht ein Ausführungsbeispiel der Trans- porteinheit zum Versatz des Linearscanners 14. Um eine Bewe- gung der Mammae 2 aufgrund von Strömungen des Wassers 15 während eines vorzugsweise 4 Sekunden dauernden Abtastvor- ganges und damit eine Verschlechterung der tomographisch zusammengesetzten dreidimensionalen Bilder zu vermeiden, ist der Linearscanner 14 in einer Schalikopfausnehmung 20 der Boden- wandung 7 angeordnet und dort durch eine nicht gezeigte Ver- kippwelle gehalten, die auf der den Mammae 2 abgewandten Seite der Bodenwandung 7 gelagert ist.

Die Schalikopfausnehmung 20 ist mit Wasser 15 gefüllt und der Linearscanner 14 an der von den Mammae 2 abgewandten Seite mittels einer flexiblen, nicht gezeigten Dichtmasse gegenüber einem Wasseraustritt gesichert. An der den Mammae 2 zuge- wandten Seite der Bodenwandung 7 grenzt eine den Ultraschall- strahl 17 nicht absorbierende Kunstharzmembran die Schalikopf- ausnehmung 20 von dem restlichen Wasser 15 des Koppelmedi- umaufnahmebehälters 6 ab. Durch die planare Ausgestaltung der Bodenwandung 7 wird eine Volumenverdrängung und damit eine Strömungsbewegung des Wassers 15 während des Abtastvor- ganges vermieden.

Auf der den Mammae 2 abgewandten Seite der Bodenwandung 7 sind drehbare Andruckrollen 22 angeordnet, die die Bodenwan- dung 7 gegen nicht gezeigte, zum Abdichten des Koppelmedium- aufnahmebehälters 6 eingerichtete Dichtlippen der Seitenwandun- gen 8 pressen. Die Transporteinheit umfaßt in dem gezeigten

Ausführungsbeispiel einen nicht gezeigten Schrittmotor, Kraft- übertragungsmittel wie beispielsweise einen Riemen sowie die An- drucksrollen 22. Dabei versetzen die von dem Schrittmotor über die Kraftübertragungsmittel angetriebenen Andruckrollen 22 die Bodenwandung 7 schrittweise um vorzugsweise 0,5 Millimeter in Längsrichtung der Liege 4.

Zur Steuerung der Vorrichtung 1 ist ein Steuerungsprogamm eines nicht gezeigten Einzelplatzrechners vorgesehen. Zu Beginn eines Abtastvorganges weist das Steuerungsprogramm die Andruck- rollen 22 über den Schrittmotor an, den Linearscanner 14 in Start- position zu bringen. Anschließend weist das Steuerungsprogramm den Linearscanner 14 über nicht gezeigte Datenaustauschleitun- gen zum Abtasten einer ebenen Gewebeschicht an. Der Linear- scanner 14 überträgt die analogen Bilddaten zur Digitalisierung über die Datenaustauschleitung auf einen Analog/Digitalwandler.

Das Steuerungsprogramm weist den Koordinaten des digitalisier- ten zweidimensionalen Schnittbildes einen weiteren Koordinaten- wert zu, der der Position des Linearscanner 14 in Abtastrichtung entspricht und legt die so erzeugten Bilddaten in einem zuvor eingerichteten Speicherbereich einer Speichereinheit ab.

Anschließend weist das Steuerungsprogramm die Andruckrollen 22 zum Verschieben der Bodenwandung 7 an. Hat der Linear- scanner 14 seine neue Abtastposition eingenommen, wird er zum Abtasten einer weiteren Gewebeschicht angewiesen. Der Vorgang wiederholt sich so oft, bis der Linearscanner 14 eine vorbestimmte Endposition erreicht hat. In dem zugeordneten Speicherbereichen sind auf diese Weise digital abgespeicherte dreidimensionale Ultra- schallbilder ablegbar.

Der beschriebene Abtastvorgang hat typischerweise eine Dauer von 4 Sekunden, in denen die Patientin 3 angewiesen ist, ihre Atemtätigkeit nach Möglichkeit auszusetzen. Bei Durchführung mehrerer Abtastvorgänge zur Steigerung der Genauigkeit der

Untersuchung dient die Endposition eines vorhergehenden Ab- tastvorganges einem nachfolgenden Abtastvorgang als Start- position, wobei die nachfolgende Bewegung derjenigen eines vorhergehenden Abtastvorganges entgegengerichtet ist und die dreidimensionalen Bilder in zugeordneten Speicherbereichen der Speichereinheit abgelegt sind.

Fig. 6 zeigt eine die verschiedenen Abtastpositionen des Linear- scanners 14 verdeutlichende perspektivische Ansicht des Koppel- mediumaufnahmebehälters 6 sowie schematisch einen die Koor- dinaten des Ultraschallbildes verdeutlichenden dreidimensionalen Datenwürfel 23. Hierbei entspricht der auf der x-Achse abgetra- gene Datenwert der jeweiligen Abtastposition des Linearscanners 14, der auf der z-Achse abgetragene Datenwert der Laufzeit eines Ultraschallechos und damit im wesentlichen dem Abstand der reflektierenden Struktur zur Bodenwandung 7 und der auf y-Achse abgetragene Datenwert dem Abstand der die Schallstrahlen erzeugenden Elemente auf dem Linearscanner 14 bezüglich eines Referenzelementes, das zweckmäßigerweise eines der beiden äußersten Elemente des Linearscanners 14 ist. Den auf diese Weise gewonnenen Bilddatenpunkten 24 ist ein vorzugsweise aus acht Bit bestehender digitaler Datenwert zugeordnet, der einer Intensität des reflektierten Ultraschallstrahls 17 entspricht.

Fig. 7 zeigt eine geschnittene Seitenansicht der Vorrichtung 1 gemäß Fig. 1, wobei der Linearscanner 14 Ultraschallstrahlen 17 erzeugt, die schräg geneigt zur Bodenwandung 7 ausgerichtet sind. Der Neigungswinkel ist durch Verkippen des Linearscanners 14 mittels der nicht gezeigten Verkippungswelle einstellbar. Die Aufnahme eines dreidimensionalen Ultraschallbildes mit ver- kipptem Linearscanner 14 stellt zusätzliche Informationen für die Auswertung bereit.

Fig. 8 zeigt eine schematische Darstellung von entlang den x-z- Achsen geschnittenen, mit unterschiedlich verkipptem Ultraschall-

wandler 14 aufgenommenen Ultraschallbildern. Dabei entspricht ein erstes schiefwinkliges Schnittbild 25 einer Ultraschallbildauf- nahme mit einem in Richtung steigender x-Werte verkippten Linearscanner 14, ein rechtwinkliges Schnittbild 26 einer Auf- nahme mit einem rechtwinklig zur Bodenwandung 7 ausgerichte- ten, unverkippten Linearscanner 14 und ein zweites schiefwink- liges Schnittbild 27 einer Aufnahme mit einem in Richtung fallen- der x-Werte verkippten Linearscanner 14. Das erste schiefwinklige Schnittbild 25 weist beispielsweise Strukturen A, B und C, das rechtwinklige Schnittbild 26 lediglich die Struktur A und die zweite schiefwinklige Schnittansicht 27 die Strukturen A und B auf. Die Darstellung tatsächlich vorhandener Strukturen ist jedoch von der Verkippung des Linearscanners 14 unabhängig. Demnach ent- spricht die Struktur A in dem beispielhaft dargestellten Fall einer tatsächlich vorhandenen Struktur. Die Struktur C ist hingegen ein nur bei einer Messung auftretendes Artefakt. Bei der Struktur B handelt es sich wahrscheinlich um eine tatsächlich vorhandene Struktur.

Um mit Hilfe automatisierter Verfahren zu entscheiden, ob es sich bei den aufgenommenen Strukturen A, B, C um reale Strukturen oder Teile realer Strukturen, also beispielsweise Zysten oder Kalk- partikelchen, oder um Artefakte handelt, werden die Koordinaten von schiefwinkligen Datenwürfeln von einem trigonometrischen Umrechnungsprogramm in Koordinaten eines rechtwinkligen Datenwürfels umgerechnet.

Die kartesische Darstellung sämtlicher Bilddatenpunkte ermöglicht einen rechnergestützen Vergleich der Ultraschallbilder, wobei ein Vergleichsprogramm die digitalisierte Intensität des reflektierten Ultraschallstrahls 17 punktweise vergleicht und nur in einem einzelnen Speicherbereich auftretende Artefakte kennzeichnet oder verwirft. Bei der Projektion der schiefwinkligen Schnittbilder 25, 27 auf ein kartesisches Koordinatensystem und dem anschließen- den Vergleich der so gewonnenen Datenwerte sind lediglich die

Datenwerte zu berücksichtigen, die in der gemeinsamen Schnitt- menge dieser Schnittbilder 25,26,27 liegen. Die nicht verwert- baren Datenpunkte 28 des ersten schiefwinkligen Schnittbildes 25, die hohe x-und hohe z-Werte aufweisen, beziehungsweise die nicht verwertbaren Datenwerte 29 des zweiten schiefwinkligen Schnittbildes 27 mit hohen z-Werten, aber kleinen x-Werten entsprechen Bereichen außerhalb des rechtwinkligen Datenwürfels und sind daher für das automatisierte Auswerteverfahren nicht verwendbar.

Weitere Auskünfte darüber, ob es sich bei den abgespeicherten Bilddaten um reale Strukturen oder um Artefakte handelt, geben richtungsabhängige Effekte.

Fig. 9 zeigt ein erstes schiefwinkliges Schnittbild 25, ein recht- winkliges Schnittbild 26 sowie ein zweites schiefwinkliges Schnitt- bild 27. Sämtliche Schnittbilder weisen eine Struktur D auf, bei der es sich demzufolge um eine reale Struktur handeln könnte.

Hinter der Struktur D ist jeweils in Aufnahmerichtung ein schweif- artiger Schatten 30 feststellbar. Solch ein Schatten 30 tritt bei- spielsweise auf, wenn der Ultraschallstrahl 17 von einem Kalkteil- chen vollständig reflektiert wird, so daß von dem in Aufnahmerich- tung hinter dem Kalkteilchen liegenden Gewebe kein Ultraschall für eine Reflexion verfügbar ist. Ist der Schattenwurf von der Rich- tung der Aufnahme abhängig, ist dies ein weiteres Indiz dafür, daß es sich bei der aufgenommenen Struktur D um eine reale Struktur handelt. Richtungsabhängige Effekte dienen demzufolge als weite- re Differenzierungsmethode der Untersuchung.

Beim Auffinden richtungsabhängiger Strukturen mittels eines Auswerteprogramms werden die Bildpunkte eines dreidimensiona- len Ultraschallbildes punktweise abgetastet. Wird von einem Bild- punkt ein vorbestimmter Schwellwert erreicht, der beispielsweise einem bekannten Reflexionswert eines Kalkpartikels entspricht, untersucht das Programm die Umgebung nach ähnlichen Daten-

werten beziehungsweise nach Bildpunkten mit sich stark ver- ändernden Datenwerten. Findet das Auswerteprogamm einen solchen Bereich handelt es sich wahrscheinlich um einen rich- tungsabhängigen Effekt. Anschließend berechnet das Auswerte- programm den Gradienten der Intensitätsänderung und die Projek- tion des richtungsabhängigen Bereichs auf die durch den Ver- kippungswinkel des Linearscanners festgelegte Ausrichtung des Ultraschallstrahls 17. Die Projektionen der unterschiedlichen Ultraschallbilder werden voneinander Subtrahiert, wobei solche Bereiche, die einen festgelegten Differenzwert überschreiten als Artefakte verworfen werden. Als weiterer Hinweis auf Artefakte dient der berechnete Gradient der bei tatsächlich vorhandenen Strukturen parallel zur Ausrichtung des Ultraschallstrahls 17 sein sollte.

Weiterhin stellen richtungsabhängige Effekte neben ihrer Eigen- schaft, reale Strukturen von Artefakten zu unterscheiden, eine Ursache für die verkippbare Ausgestaltung des Linearscanners 14 dar. Die Verkippung ermöglicht, Informationen auch in solchen Bereichen bereitzustellen, die bei einem einfachen Abtastvorgang im Schattenbereich eines beispielsweise stark reflektierenden Teilchens liegen.

Bei einem abweichenden Ausführungsbeispiel der erfindungs- gemäßen Vorrichtung weist eine der Seitenwandungen 9 des Koppelmediumaufnahmebehälters 6 einen zweiten Linearscanner auf, der entsprechend dem in der Bodenwandung 7 angeordneten Linearscanner 14 durch eine Transporteinheit versetzbar ist. Durch die erfindungsgemäße Verwendung eines zweiten Linearscanners ist ebenfalls Bildinformation von Bereichen erzeugbar, die hinter Schatten werfenden Strukturen D liegen.

Fig. 10 zeigt eine schematische Darstellung von zwei entlang den x-z-Achsen geschnittenen Ultraschallbildern 26. Die mit unver- kipptem Linearscanner 14 aufgenommenen rechtwinkligen Schnitt-

bilder 26 weisen gemeinsam eine Struktur A auf, wohingegen die Struktur B lediglich in dem rechten der beiden Schnittbilder 26 auftritt, so daß es sich bei der Struktur B um ein Artefakt handelt.

Um Artefakte der Bilddarstellung zu beseitigen, ist in der Speicher- einheit ein Differenzspeicherbereich zum Abspeichern eines aus der Differenz zweier Bilddatensätze berechneten Differenzbildes vorgesehen. Subtrahiert man beispielsweise das linke Schnittbild 26 von dem rechten Schnittbild 26 gemäß Fig. 10 enthält das Differenzbild des gezeigten Beispiels lediglich die Struktur B mit positivem Vorzeichen. Reale Strukturen wie beispielsweise A sind in dem Differenzbild nicht enthalten. Zieht man die positiven Bilddatenwerte des Differenzbildes von dem in Fig. 10 rechts dargestellten Schnittbild 26 ab, ergibt sich somit ein artefaktfreies Ultraschallbild.

Fig. 11 zeigt eine perspektivische Ansicht eines Koppelmedium- aufnahmebehälters 6 mit einem Linearscanner 14 zur Unter- suchung lediglich einer Mamma 2. In dieser Ausgestaltung ist der Koppelmediumaufnahmebehälter 6 mit einem Linearscanner 14 ausgestattet, der bei seinem Versetzen in Längsrichtung der Liege 4 lediglich eine Mamma 2 überstreicht. An der den Mammae 2 abgewandten Seite der Bodenwandung 7 ist eine Führungsschiene 31 vorgesehen, die in eine Führungsnut 32 des Linearscanners 14 eingreift. Durch Verschieben des Linearscanners 14 auf der Füh- rungsschiene 31 mit Hilfe nicht gezeigter Verschiebungsmittel ist das Abtasten der rechten oder der linken Mamma 2 der Patientin 3 auswählbar.

Fig. 12 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel des Koppelmedium- aufnahmebehälters 6 mit einem Linearscanner 14, der quer zur Längsrichtung der Liege 4 versetzbar ist. Bei diesem Ausführungs- beispiel werden die Mammae 2 nicht parallel, sondern aufeinand- erfolgend abgetastet.

Fig. 13 zeigt in einer perspektivischen Ansicht ein weiteres Aus- führungsbeispiel eines Koppelmediumaufnahmebehälters 6 einer erfindungsgemäßen Vorrichtung 1 mit einem in Längsrichtung der Liege 4 versetzbaren Sektorscanner 33, der ein sektorförmiges Abtastprofil 34 aufweist. Das Versetzen des Sektorscanners 33 in die gezeigte Bewegungsrichtung bewirkt ein keilförmiges Abtasten der Mammae 2.

Fig. 14 zeigt den Koppelmediumaufnahmebehälter 6 gemäß Fig. 13 mit einem verkippten Sektorscanner 33. Das verkippte Ab- tasten der Mammae 2 ermöglicht die Gewinnung von Bildinforma- tion auch von solchen Bereichen, die bei einem unverkippten Abtasten im Schatten von beispielsweise stark reflektierenden Strukturen liegen.

Fig. 15 zeigt eine perspektivische Ansicht eines Koppelmedium- aufnahmebehälters 6 mit einem um sich selbst drehbaren Sektor- scanner 33, der in zentraler Position in der Bodenwandung 7 inte- griert ist. Durch aufeinanderfolgendes Drehen des Sektorscanners 33 um einen zuvor festgelegten, typischerweise 2 Grad betragen- den Winkel und anschließendes Aufnehmen eines sektorförmigen Abtastbereiches 34, Einlesen der zweidimensionalen digitalisierten Bilddaten in einen Speicherbereich unter Zuordnung eines der Drehposition entsprechenden Datenwertes ist ein kegelförmiges Abtastvolumen bereitgestellt.

Die nicht gezeigte Transporteinheit dieses Ausführungsbeispiels umfaßt neben einem rechnergesteuerten Schrittmotor eine mit dem Schrittmotor gekoppelte Antriebswelle und einen sich um den Sektorscanner 33 herum erstreckenden Drehkranz, der drehfest mit dem Sektorscanner 33 verbunden ist, wobei der Zahnkranz mit einem drehfest auf der Antriebswelle angeordneten Zahnrad in Eingriff steht.

Fig. 16 zeigt das erfindungsgemäße Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 15 mit einem gegenüber der Bodenwandung 7 verkippten Sektorscanner 33. Durch die Verkippung werden, wie in den vorherigen Beispielen beschrieben, zusätzliche Anhaltspunkte zur Absicherung eines Befundes erzeugt.

Fig. 17 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel der erfindungs- gemäßen Vorrichtung 1, wobei die Bodenwandung 7 in mittiger Position einen scheibenförmigen, drehbar gelagerten Mittenbereich 35 aufweist, in dem ein nicht gezeigter Linearscanner integriert ist, der einen rechteckförmigen Abtastbereich 36 aufweist. Durch Drehung des scheibenförmigen Mittenbereichs 35 und damit des Linearscanners um einen zuvor festgelegten, typischerweise 2 Grad betragenden Winkel, nachfolgendes Abtasten, Einlesen des zweidimensionalen digitalisierten Abtastbildes in einen nicht gezeigten Speicherbereich eines Einzelplatzrechners unter Zuwei- sung eines der Drehposition entsprechenden Datenwertes ist ein zylinderförmiges Abtastvolumen bereitgestellt. Die Transport- einheit dieses Ausführungsbeispiels umfaßt ein parallel zum scheibenförmigen Mittenbereich 35 ausgerichtetes und drehfest mit diesem verbundenes Zahnrad.

Fig. 18 zeigt ein Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Vorrichtung 1 gemäß Fig. 17 mit einem um einen Winkel ver- kippten scheibenförmigen Mittenbereich 35 der Bodenwandung 7.

Wie bereits erläutert stellt die Aufnahme mit verkipptem scheiben- förmigen Mittenbereich 31 zusätzliche für die Bewertung eines Befundes notwendige Informationen bereit.

Die erfindungsgemäßen Vorrichtungen 1 erlauben die Unter- suchung weiblicher Mammae 2 auf schnelle und berührungsfreie Weise. Die Untersuchung ist reproduzierbar und kann von Hilfs- personal selbständig durchgeführt werden, so daß eine Kontrolle des Arztes während der Untersuchung nicht erforderlich ist und die Kosten der Untersuchung somit gesenkt sind. Das teilweise

rechnergesteuerte Auswerteverfahren ermöglicht es, weitere zeitsparende Hinweise auf krankhafte Symptome zu erhalten.

Aufgrund dieser Hinweise sind nachfolgende, weiterreichende Untersuchungen wie beispielsweise das Mammographieverfahren denkbar, mit deren Hilfe letzte noch verbleibende Unklarheiten beseitigt werden können.

Weiterhin ist es möglich, die Untersuchung im unmittelbaren An- schluß an ein vorsorglich aufgenommenes Mammogramm durch- zuführen, mit dessen Hilfe ein nicht pathologischer Zustand der Mammae 2 festgestellt wurde. Die hierbei aufgenommenen dreidi- mensionalen Ultraschallbilder können auf Grund der Repoduzier- barkeit der Untersuchung bei späteren, in festgelegten Zeitab- ständen durchgeführten Untersuchungen als Referenz dienen, so daß bei einer Abweichung von den in einer Datenbank gespei- cherten Referenzwerten ein weiterer Hinweis auf pathologische Strukturen ableitbar ist.