乳房超声扫描的制作方法

乳房超声扫描
[0001]
相关申请的交叉引用
[0002]
本申请要求2018年3月25日提交的美国临时申请62/647,813以及2017年5月9日提交的美国临时申请62/503,869的权益。本申请是2016年8月23日提交的序列号为15/244,950的美国申请(该美国申请被公开为us 2014/0323866)的部分继续申请，序列号为15/244,950的美国申请是2013年11月11日提交的序列号为14/077,050的美国申请(该美国申请被公开为us 2014/0323866)的继续申请。本申请涉及：2013年11月11日提交的国际申请no.pct/us13/69468(该国际申请被公开为wo 2014/133605)；美国专利8,579,819；美国专利9,420,991；以及美国专利9,498,184。序列号为14/077,050的美国申请是2011年11月14日提交的序列号为13/296,023的美国申请(现在被公布为美国专利8,579,819)的继续申请，序列号为13/296,023的美国申请是2006年8月30日提交的并且要求于2005年9月1日提交的美国临时申请no.60/713,282的权益的序列号为11/513,481的美国申请的继续申请。所有以上专利和专利申请的全部内容通过参引并入本文中。所有专利申请和专利以及下面引用的其他出版物的内容也通过参引并入本文中。关于明确陈述或通过引用并入本文中的共同主题，本申请要求所述较早提交的美国申请中的每个美国申请的权益以及所述较早提交的美国申请的相应的临时申请的权益，所述较早提交的美国申请不间断地形成继续申请或部分继续申请。
技术领域
[0003]
本专利说明书涉及医学成像。更具体地，本专利说明书涉及使用乳房的朝向胸腔压紧进行的乳房超声成像以及利用与径向扫描模板成一体的换能器进行的自动扫描。


背景技术：

[0004]
已经开发出用于大规模筛查的通常被称为“abus”的自动化乳房超声扫描系统，并且自动化乳房超声扫描系统意在由医学技术人员或经认证的护士对无症状的患者进行操作，其中，结果稍后将由医师读取。这个操作程序与操作x射线乳腺x光检查机类似，其中，图像获取由人力成本较低的人员执行，并且结果稍后将由医师解释。这些abus已经被商业引入了很多年，并且据信全世界有超过一千个这样的单元正在积极使用。
[0005]
一些这样的abus是对处于仰卧位置的患者(患者通过使她的背部在台上而面朝上)进行操作，还有一些这样的abus是对处于俯卧位置的患者(患者通过使她的胸腔位于台上而面朝下)进行操作。
[0006]
已知的仰卧式abus相当慢，并且可能由于低成本筛查的目的而缺乏足够的患者吞吐量。已知的仰卧位置abus需要在每个乳房上进行多次扫描以覆盖整个乳房；一些乳房需要2次扫描，而一些较大的乳房可能需要5次扫描。
[0007]
较快的俯卧式abus具有通用型设计。例如参见https://www.youtube.com/watch？v＝rgeywpzltrk。这种设计经常遇到患者定位问题以及乳房接触问题，因为操作者在乳房与扫描设备接触时无法看到乳房并且定位是“盲目”地完成。有时，这些定位问题和接触问
题会导致扫描遗漏乳房的重要部分或者甚至最重要的部分、比如外上象限，50％的乳腺癌通常存在于此。已知的俯卧式abus在扫描期间稳定乳房方面也较为不良，从而导致不良的3d重构和不良的cad结果(计算机分析检测和诊断，这通常是根据3d体积数据计算得出的)。
[0008]
已知的仰卧式或俯卧式abus的另一问题是乳头疼痛以及乳头区域中的图像获取不良。当换能器在乳头上扫描时，患者会经历不同程度的疼痛。在一些情况下，获取过程可能非常痛苦。此外，由乳头引起的扫描隆起可能经常会使乳头区域在已知的abus图像中不可读，从而有可能遗漏乳头下方的一些癌症。乳头隆起可能经常会导致3d重构中的变形，并且因此可能导致不良的cad结果。
[0009]
由于患者运动或乳房接触不良以及定位不良而导致的图像获取不良通常在患者已经出院之后、医师读取结果时被发现。因此，如果发现问题，则必须将患者召回以进行另一次检查。这除了给患者带来不便之外，还可能导致筛选过程的成本大量增加。
[0010]
已知的abus的又一重要问题是乳头下方的区域和腋下区域经常被遗漏或获取不足。遗漏这些区域可能会导致癌症中的多达20％或更多的癌症被遗漏。此外，可能不得不将患者召回以进行另一次检查。


技术实现要素：

[0011]
一些实施方式包括一种用于通过超声扫描患者乳房的自动化系统，该系统包括扫描吊舱、计算机处理系统和显示器，该扫描吊舱包括：壳体和膜，膜固定至壳体的一侧、传递超声并且对耦合剂凝胶是可渗透的；扫描模板，该扫描模板安装在壳体中或安装至壳体以相对于膜旋转，并且该扫描模板具有乳头孔，其中，所述模板是基本平面的，或者所述模板具有大于150度的打开角度或大于20cm的半径；至少一个换能器，所述至少一个换能器从乳头孔径向向外延伸并且与模板成一体以与模板一起旋转；以及马达，该马达构造成使模板和所述至少一个换能器相对于膜旋转；其中，所述扫描吊舱构造成通过所述膜朝向患者的胸腔壁而按压患者乳房，从而使乳房至少部分地变平，其中，乳房的乳头处于模板的乳头孔中；其中，所述至少一个换能器配置成在扫描吊舱按压乳房时通过膜和渗透该膜的耦合剂凝胶与乳房超声接触，并且所述至少一个换能器配置成通过使模板旋转而利用所述至少一个换能器来以可旋转的方式扫描乳房，从而产生乳房的多个径向定向的原始的二维(2d)图像；该计算机处理系统配置成接收所述原始的2d图像并且将所述原始的2d图像处理成乳房的至少一个三维(3d)图像和乳房的其他图像；该显示器与处理系统耦接，以显示所述图像。
[0012]
膜可以具有与模板中的所述乳头孔对准的乳头开口，其中，乳房的乳头在模板旋转并且所述至少一个换能器与乳房超声接触的同时突出穿过所述乳头开口和所述乳头孔。在一些实施方式中，膜面朝下，以使处于仰卧或侧卧的患者的乳房向下压靠于患者的胸腔壁，而在其他实施方式中，膜面朝上，以使面朝下躺着的患者的乳房向上压靠于患者的胸腔壁，在这种情况下，系统还可以包括患者台，其中，当患者面朝下处于台上时，所述扫描吊舱在台的构造成接纳患者乳房一部分处面朝上。
[0013]
该系统还可以包括摄像机，该摄像机具有包括乳头孔以及乳房的至少大部分的视场，并且其中，模板和膜中的每一者是透明或至少半透明的。膜、模板以及壳体的至少一部分中的每一者可以是足够透明的，以允许乳房以及乳房、膜与模板之间的接触的程度或湿度的视觉观察。
[0014]
模板具有大于160度、或大于165度、或大于170度的打开角度，模板的打开角度可以大于175度，并且因此可以认为模板是基本平坦的。
[0015]
一些实施方式包括一种用于通过超声使患者乳房成像的自动化系统，该系统包括：旋转模板和至少一个超声换能器，所述至少一个超声换能器与模板成一体并且从模板的中央区域径向延伸，所述旋转模板具有至少150度的打开角度或弯曲成具有至少20cm的曲率半径；马达，该马达构造成使模板旋转；膜，该膜能够用超声耦合剂凝胶润湿，并且该膜定形状且定尺寸成与模板至少共同延伸；安装机构，该安装机构支承模板和膜，其中，当所述膜以足够的力朝向胸腔压靠于患者乳房时，膜与乳房物理接触，并且模板和所述至少一个换能器与膜物理接触；其中，模板通过所述马达相对于膜和乳房的旋转使得所述至少一个换能器以旋转运动的方式扫描乳房并且生成沿着相应的径向定向的平面延伸的乳房切片的多个原始的二维(2d)图像。
[0016]
旋转模板具有位于旋转模板的中央区域中的乳头孔，乳房的乳头在通过所述至少一个换能器进行的所述扫描期间延伸到所述乳头孔中。膜还可以具有与模板中的乳头孔对准的乳头开口，其中，乳房的乳头在通过所述至少一个换能器进行的所述扫描期间延伸到乳头开口和乳头孔中。扫描模板和所述至少一个换能器在所述扫描期间可以与乳房的乳头保持横向间隔开。所述至少一个换能器可以配置成在所述扫描期间发射横向扩散到乳房的乳头下方的区域中的超声束，并且所述至少一个换能器可以配置成在5mhz至16mhz的频率范围内操作。模板和膜是透明或至少足够半透明的，以允许乳房、膜与模板之间的物理接触的视觉观察。该系统可以包括压力计，该压力计配置成示出所述膜和/或所述模板施加在患者乳房上的压力。摄像机可以与显示器一起包括在安装结构中，该显示器示出膜、模板和乳房的在所述扫描期间和/或准备进行扫描时的相对位置。该系统还可以包括下述台：患者在所述扫描期间躺在台上，其中，所述安装机构向下移动以使膜与乳房接触，或者该系统可以包括下述台：患者面朝下躺在台上以使乳房以向下的运动压靠于膜。
[0017]
可以提供一种用于通过超声使患者乳房成像的自动化方法，该方法包括：用膜的一侧压紧乳房，该膜允许超声穿过该膜传递并且该膜对超声耦合剂是可渗透的，并且用旋转模板按压膜的另一侧，该旋转模板具有与所述旋转模板成一体的至少一个径向延伸的超声换能器；将乳房的乳头定位在模板的乳头孔中以及膜中的与所述乳头孔对准的乳头开口中；用马达驱动模板，以使模板和所述一个或更多个换能器相对于膜和乳房旋转；从所述一个或更多个换能器的输出生成原始的二维(2d)超声图像，该图像符合相应的径向定向平面；以及将原始的2d图像处理成乳房的其他图像，并且显示所述原始图像和其他图像中的选定图像。
附图说明
[0018]
图1是示出了根据一些实施方式的乳房超声扫描设备和相关方法的一些方面的立体图；
[0019]
图2是图示了根据一些实施方式的乳房超声扫描设备和相关方法的其他方面的横截面图；
[0020]
图3是图示了根据一些其他实施方式的乳房超声扫描设备和相关方法的其他方面的横截面图；
[0021]
图4a和图4b是分别图示了根据一些其他实施方式的乳房超声扫描设备和相关方法的其他方面的俯视图和立体图；
[0022]
图5a至图5d是图示了根据一些其他实施方式的乳房超声扫描设备和相关方法的其他方面的横截面图；
[0023]
图5e和图5f是图示了根据一些其他实施方式的乳房超声扫描设备和相关方法的其他方面的俯视图；
[0024]
图6示出了根据一些其他实施方式的构造成扫描处于仰卧位置的患者的乳房超声扫描系统的各种部件；
[0025]
图7a和图7b示出了根据一些其他实施方式的构造成扫描处于俯卧位置的患者的乳房超声扫描系统的各种部件；
[0026]
图8是图示了根据一些实施方式的安装在大致平坦的扫描模板上的换能器的立体图；
[0027]
图9a至图9c图示了根据一些实施方式的安装在弯曲的扫描模板上的弯曲的换能器；
[0028]
图10a、图10b、图10c和图10d图示了根据一些其他实施方式的与包括cad的图像处理以及由乳房超声扫描系统进行的图像显示有关的其他方面；以及
[0029]
图11a和图11b图示了根据一些实施方式的用于与乳房超声扫描系统一起使用的配置有扩散束以覆盖乳头区域的换能器。
具体实施方式
[0030]
根据一些实施方式，描述了旋转式abus扫描系统和相关方法，该旋转式abus扫描系统和相关方法解决了与利用已知的常规abus系统对无症状的患者进行筛查相关联的患者吞吐量以及前述缺点中的一些或所有缺点。根据一些实施方式，提供了可以在有症状的患者的诊断程序中使用的旋转式扫描仪，有症状的患者即除了筛查无症状的患者或代替筛查无症状的患者之外的在先前的检查中发现有异常或者由患者自己发现有异常的患者。
[0031]
在一些实施方式中，提供了用于通过超声扫描乳房的装置和相关方法。该装置包括：患者台，患者可以以仰卧(面朝上)或部分侧卧的方式定位在患者台上；以及超声扫描吊舱，超声扫描吊舱安装在超声机器的臂部上。超声机器操作吊舱中的超声换能器并且处理经扫描的图像。显示器系统配置成向技术人员/操作者显示扫描切片的图像、快速重构的3d图像、冠状切片的图像以及其他系统信息或状态。在一些实施方式中，显示器系统还示出了由手持式超声换能器在腋下区域和乳头下方的区域上进行的附加扫描的图像。在一些实施方式中，显示器系统示出患者定位和患者压紧图像/信息。当患者仰卧或部分侧卧在台上时，技术人员/操作者通过将吊舱朝向胸腔压紧在患者乳房上来安置扫描吊舱。一旦实现了期望的压紧——在一些情况下，由压力传感器将所测量的压力显示给技术人员/操作者——操作者可以使扫描吊舱的位置锁定达扫描持续时间，每次扫描的扫描持续时间通常从30秒持续至90秒。扫描吊舱具有安装在吊舱内部的旋转模板上的高频(在5mhz至17mhz的范围内操作)超声换能器。扫描吊舱包括驱动机构，驱动机构构造成使模板旋转以扫描乳房。旋转模板优选地由大致透明或半透明的材料制成，使得技术人员/操作者可以观察“乳房润湿”的程度，以实现良好的定位以及与乳房的良好接触。可以优选地观察覆盖有普通的
超声凝胶耦合剂的乳房与旋转模板的接触，以确认乳房与模板湿接触。良好的接触表明润湿区域没有气泡。良好的定位表明润湿区域确实是乳房的待扫描的期望部分。模板可以具有位于中央区域处的孔以用于乳房的乳头。模板可以是大致平坦或基本平面的，或者模板可以是锥形形状的、具有大于150度、或大于160度、或大于170度的锥角。当该角度大于175度但不大于180度时，该模板可以被认为是大致平坦或基本平面的。在一些实施方式中，模板是略微弯曲的，具有优选地大于20cm、或优选地大于30cm或更大的曲率半径。对于用于较大乳房的扫描吊舱而言，曲率半径可以相对较大，使得经压紧的乳房厚度在整个扫描区域内更加均匀。这确保了高频超声的良好且更均匀的穿透。abus图像的质量受所使用的换能器的频率范围的影响，频率范围又取决于待扫描的乳房厚度。hooley等人(在通过参引并入本文的放射学第268卷(2013年)，第642页至第659页的“breast ultrasonography(乳房超声检查)：art of state(现有技术)”中)声明5mhz至17mhz频率范围应当仅用于小于3cm的乳房厚度，而5mhz至12mhz的较低的频率范围则适于5cm或更大的乳房厚度。
[0032]
根据一些实施方式，扫描模板是大致平坦或基本平面的，尤其是对于较大的乳房而言。在图8中示出了大致平坦或基本平面的扫描模板的示例。每次旋转扫描的最佳切片数可以是大约1000。这些切片是薄乳房切片的沿着乳房中的径向定向平面的二维原始超声图像。根据一些实施方式，可以使用更少的切片作为预扫描，以有助于冠状切片的快速重构，以便向技术人员/操作者示出不存在定位、接触或组织牵拉错误。冠状切片的这种快速重构可能非常有益，因为这些类型的扫描错误通常很难在2d扫描图像上检测到。另外或替代地，可以由与所有切片相比更少的切片来重构乳房的快速3d图像，并且显示给操作者。
[0033]
根据一些其他实施方式，换能器/模板在可以是织物或网状物的膜上旋转，该膜在扫描期间保持静止并且覆盖并保持乳房，使得旋转模板不会引起乳房组织的牵拉。该膜可以用普通的超声凝胶耦合剂覆盖或渗透，以确保换能器与乳房之间的良好的超声接触。在扫描吊舱朝向胸腔压紧到乳房上时，乳房接触由乳房与耦合剂在视觉观察下的润湿程度来指示。膜和超声凝胶两者不仅应当是大致超声透明的，而且在视觉上也应当是大致透明或半透明的，使得技术人员/操作者可以观察到乳房的润湿，以实现良好的定位和与乳房的接触。出于卫生原因，所述膜、织物或网状物可以在使用一次或几次之后被丢弃。
[0034]
在一些实施方式中，乳头突出穿过膜和扫描模板中的中央孔，使得换能器将不会横过乳头扫描。这将允许患者定位更容易，并且还消除了扫描期间的乳头疼痛和乳头隆起，乳头疼痛和乳头隆起是当前已知的仰卧式或俯卧式abus的主要问题。根据一些实施方式，除了吊舱中的一个或多个换能器之外，还提供了手动操作的换能器，使得操作者可以手动扫描常规abus技术经常遗漏或获取不良的乳头区域和腋下区域，并且可以扫描任何其他区域。然后，可以将这些手动扫描的图像添加到用于医师的最终显示器。
[0035]
根据一些实施方式，在扫描吊舱上或扫描吊舱内设置有广角摄像机，以进一步确保良好的定位和与乳房的接触。该特征对于俯卧式abus装置而言特别有益，在俯卧式abus装置中，常规的定位通常是未受辅助地完成或“盲目”地完成。
[0036]
在一些实施方式中，快速重构的3d图像和厚切片冠状图像在扫描单元处的显示屏上示出给操作者，以确保操作者图像获取令人满意，即没有患者运动、扫描吊舱滑移以及定位或接触或组织牵拉问题。在一些已知的常规abus技术中，仅2d图像被显示给操作者。这些2d图像可能对乳房变形、定位和接触错误以及患者运动不敏感。乳房变形和患者运动可能
会导致不良的冠状图像和不良的cad(计算机辅助诊断和检测)结果。快速重构可以以较低的空间分辨率进行，较低的空间分辨率涉及与典型的1,000个左右的切片相比更少的扫描切片。
[0037]
在一些实施方式中，在单个的旋转式扫描系统中设置有多个(两个或多于两个)旋转式扫描吊舱。设置多个扫描吊舱可以针对较宽范围的不同乳房尺寸改善定位和接触，所述多个扫描吊舱各自具有不同的尺寸，使得换能器在不同的高频范围内操作。
[0038]
本文中所描述的实施方式中的所有实施方式都可以应用于仰卧型abus系统以及俯卧型abus系统，在俯卧型abus系统中，患者面朝下躺在台上，并且扫描吊舱位于患者乳房的下方。
[0039]
类似于上面讨论的仰卧式abus，在俯卧式系统中可以也包括多个(多于一个)不同尺寸或形状的扫描吊舱，使得换能器在不同的高频范围内操作。这样的多个扫描吊舱可以设置在同一患者台上，以覆盖不同尺寸的乳房。对于利用手持式换能器的附加扫描而言，该患者可以翻转成处于仰卧或侧卧。
[0040]
这种旋转式扫描仪可以对有症状的患者执行诊断检查，尽管这种旋转式扫描仪是特别为无症状的患者的乳腺癌筛查而设计的。诸如“弹性成像”、“微气泡造影剂成像”、“彩色多普勒”和“造影剂度减影成像”之类的一些特殊的诊断技术也可以利用这种旋转式扫描仪来执行。这样的技术对于常规的超声乳房成像而言是已知的，常规的超声乳房成像具有不同于该专利说明书中描述的旋转式扫描装置的设备。对于弹性成像而言，最简单的程序是两次获取乳房图像，每次以不同的压紧程度进行。病变的不可压紧性或病变的最长轴线与最短轴线的简单比例没有变化给出了病变的恶性程度的良好指示。这种简单的测量很难通过2d图像实现，尤其是由于可压紧性不强的恶性病变经常在压紧过程中滑移，从而产生错误的2d压紧结果。更复杂的弹性成像涉及振动诱导的或以其他方式诱导的乳房运动以及响应于可疑病变与其他乳房组织之间的乳房运动来观察差异。
[0041]
图1是示出了根据一些实施方式的乳房超声扫描设备和相关方法的一些方面的立体图。图1的装置包括具有外壳体102的超声扫描吊舱101。在外壳体102的内部设置有旋转的超声换能器110并且超声换能器110由驱动机构驱动，超声换能器110安装在旋转模板115上或与旋转模板115成一体。可以同时使用两个换能器，以在乳房的整个直径上延伸，从而以旋转半圈(加上较小的过扫描角度)的方式扫描整个乳房(可能会遗漏乳头)，或者可以同时使用多于两个的换能器。扫描吊舱101由支承臂103通过球窝接头104保持。操作者可以使用经附接的手柄105和手柄106将吊舱101定位在患者的乳房上方。根据一些实施方式，锁定机构和压力计120在支承臂103上安装成使得一旦实现令人满意的定位和接触，就可以使用锁定按钮150将扫描吊舱101锁定就位。来自压力计120的读数可以显示在压力指示器显示器122上，以告知操作者在对乳房的朝向胸腔的压紧中已经实现了期望的压力。壳体102的顶部覆盖件107可以由透明材料制成，以允许操作者在视觉上对吊舱101到患者乳房上的定位进行导引。根据一些实施方式，广角摄像机108位于顶部覆盖件107上或吊舱101内的其他地方，优选地位于中心，以进一步帮助操作者将扫描吊舱101定位在患者的乳房上。该摄像机108对于在下面更加详细描述的俯卧类型的abus系统而言特别有益，因为操作者在患者面朝下定位时不能很好地观察乳房。旋转式换能器110在超声透明且耦合剂凝胶可渗透的织物膜130上旋转，膜覆盖并保持乳房，同时在扫描期间相对于壳体102和乳房保持旋转固
定。已经发现该构型确保旋转模板不会引起乳房组织的牵拉。在操作期间，织物膜130通常用超声凝胶耦合剂覆盖和渗透，以确保换能器与乳房之间的良好的超声接触。根据一些实施方式，织物膜130是可更换的。在扫描吊舱101朝向胸腔压紧到乳房上时，乳房接触可以通过乳房的在视觉观察下的润湿程度来指示。织物膜130和超声凝胶涂层两者不仅应当是基本上超声透明的，而且应当是视觉透明的，以便可以由技术人员/操作者观察并实现良好的定位和与乳房的接触。换能器110安装在透明或至少半透明的模板115上。根据一些其他实施方式，模板115不与乳房直接接触，以便换能器110在覆盖并保持乳房的织物膜130上旋转。在市场上已知的仰卧式abus以及通过参引并入本文的美国专利7,731,662中讨论的直线扫描仪中使用了不具有模板的织物膜。根据本文中公开的实施方式中的许多实施方式，模板115优选地在所有点处与织物膜130直接接触，并且在扫描期间帮助膜130更好地保持乳房。本文中公开的实施方式与美国专利7,731,662中的实施方式在若干重要方面不同。在本文中公开的实施方式中，承载换能器的旋转式换能器模板减少了扫描期间的乳房运动。在本文中公开的一些实施方式中，将小的乳头孔添加到织物膜上以允许乳头突出穿过扫描模板和织物膜两者中的孔，以防止乳头疼痛并且避免了由于换能器在乳头上通过而引起的图像伪像。在本文中公开的实施方式中，织物膜在颜色方面优选为浅色的或者在涂覆有超声凝胶时是基本上光学半透明的，以允许乳房接触的良好的可视性。这在本文中公开的俯卧式abus系统中特别有益。在扫描模板115的中央部中设置有乳头孔140，以允许乳头突出穿过中央孔。在织物膜130中设置有匹配的孔或开口，使得换能器不会横过乳头扫描。这减少了扫描期间的乳头疼痛，乳头疼痛是已知的常规abus系统的主要缺点。根据一些实施方式，设置有手动操作的换能器(图1中未示出)，使得操作者可以手动扫描大多数常规abus系统经常遗漏或获取不良的乳头区域和腋下区域，以及/或者可以扫描其他区域。然后，可以将这些手动扫描的图像添加到用于医师或其他人员的最终显示器。
[0042]
图2是图示了根据一些实施方式的乳房超声扫描设备和相关方法的其他方面的横截面图。在这种情况下，外壳体102由下壳体202和上壳体107组成。旋转模板115在下壳体202内，在旋转模板115上安装有旋转换能器110。外周的马达220具有与齿222接合的齿轮，所述齿轮安装在围绕模板115的外边缘固定的周向带上。因此，马达220构造成使模板115和换能器110旋转。在图2中还示出使用诸如卡环之类的环230安装至下壳体220的膜织物130。当压紧乳房时，膜130和乳房表面都被推压成抵靠旋转式模板115。根据一些实施方式，旋转模板115的直径d在15cm至25cm之间，并且优选地为大约20cm，然而也可以选择其他尺寸。根据一些实施方式，模板115的下表面是具有至少150度、或至少160度、或至少170度、或至少175度的锥角θ的锥形形状。或者，锥角大于175度但不大于180度，在这种情况下，模板被认为是大致平坦或基本平面的。在一些情况下，模板可以是完全平坦(锥角为180度)或几乎平坦的。根据一些实施方式，模板115的下表面在形状上可以是弯曲的或球形的，并且可以具有至少20cm、或至少30cm或更大的曲率半径。
[0043]
图3是图示了根据一些实施方式的乳房超声扫描设备和相关方法的其他方面的横截面图。在这种情况下，上壳体107包括视窗307，该视窗307允许提高在视觉上导引吊舱101的能力，从而将吊舱101正确地定位在乳房上。在这种情况下，下壳体302的至少上部分是透明的，以允许足够的观察。所示的这种布置为仰卧的旋转式abus系统提供了改进的简易性。根据一些实施方式，支承臂103和球窝接头104可以以所示的偏置方式安装成使得操作者可
以更好地在视觉上导引乳房定位并实现最佳的乳房接触。根据一些实施方式，代替设置窗口307，上壳体107的一部分或全部可以由透明材料制成。
[0044]
图4a和图4b分别是图示了根据一些实施方式的乳房超声扫描设备和相关方法的其他方面的俯视图和立体图。示出了旋转模板115和换能器110。如图4a中观察到的，在模板115中形成有窗口或开口410，该窗口或开口410允许换能器110牢固地保持至模板。换能器110的下表面与模板115的下表面齐平或几乎齐平。在图4b中，还图示了周向齿222。
[0045]
图5a至图5d是图示了根据一些实施方式的乳房超声扫描设备和相关方法的其他方面的横截面图。图5a示出的是，根据一些实施方式，膜织物130和保持环230构造成与吊舱101分离，从而有助于膜织物130在每次使用之后或几次使用之后容易地更换。根据一些实施方式，每次将吊舱101用于新患者时，都要更换膜织物130。
[0046]
图5b和图5c示出了扫描吊舱101、扫描模板115、换能器110以及可更换的膜织物130与乳房组织510、胸腔壁512以及乳头514的关系。在图5c的情况下，吊舱110不良地定位在乳房上，所以换能器110将遗漏乳房的大部分并且可能会遗漏检测癌症。由图5c中示出的不良定位产生的图像将具有被称为“新月”的不期望的伪像。图5d示出的是，通过对扫描吊舱进行移动和重新定位，实现了更好的定位。在这种情况下，由箭头520所示的横向运动改善了换能器110对乳房组织的覆盖。
[0047]
图5e和图5f是图示了根据一些实施方式的乳房超声扫描设备和相关方法的其他方面的俯视图。这些图图示了操作者可以在将(如图1至图3中的所示的)吊舱101安置在患者乳房上的期间观察到的视图的各方面。技术人员/操作者可以观察“乳房润湿”的程度，以实现良好的定位和与乳房的接触。可以观察覆盖有普通超声凝胶耦合剂的乳房与旋转模板的接触，以查看乳房是否与模板润湿接触。良好的接触表明润湿区域没有气泡。良好的定位表明润湿区域确实是乳房的待扫描的期望部分。该视图可以通过例如如图3中所示的窗口或扫描吊舱的透明/半透明部分来观察，或者该视图可以在例如由如图1和图2中所示的摄像机捕获的显示器上实时地观察。图5e图示了定位不良的吊舱，因为图5e包括“新月”区域530以及气泡532。操作者可以通过实况视图或显示器上的视图容易地检测到这种不良定位。图5f示出了可以在不再存在任何吊舱定位问题或者可能劣化并成像的气泡以及可以获得高质量超声图像时观察到的视图。
[0048]
图6示出了根据一些实施方式的被构造成扫描处于仰卧位置的患者的乳房超声扫描系统的各种部件。患者仰卧在台616上。如所示出的，扫描吊舱101可以经由支承臂103附接至推车620。推车620还包括显示器630和计算机处理系统622。显示器630可以用于示出来自内部摄像机(例如，图1和图2中所示的摄像机108)的操作者实况视图、(例如，来自图1至图3中所示的传感器120的)压紧信息和/或由手持式换能器640在腋下和乳头下方的区域或其他区域上进行附加扫描的图像。根据一些实施方式，显示器630还被配置成向技术人员/操作者显示扫描切片的图像、快速重构的3d图像的结果、冠状切片和/或其他系统信息或状态。图6还示出了设置在推车620上的两个附加的扫描吊舱601和吊舱611。吊舱101、601和611可以具有不同的尺寸，并且因此可以使用或优化扫描系统以适应更宽范围的乳房尺寸。
[0049]
为了在俯卧(患者面朝下)位置中进行扫描，可以将扫描吊舱以与台的表面适当的关系嵌入或以其他方式固定在患者台中或固定至患者台。在这些实施方式中，可以有益地使用广角摄像机，以导引操作者将患者正确地放置成使得患者的乳头突出穿过乳头孔(和
膜中的对准的开口)，并且进一步通过观察乳房的润湿程度来使乳房正确地定位。根据一些实施方式，进一步的定位调节可以通过具有可略微移动(在台顶部的平面中沿x方向和y方向移动几厘米)且可锁定的台顶部和/或通过手动移动台顶部来提供。根据一些实施方式，扫描吊舱相对于台基部而不是台顶部固定。进一步的定位可以通过可相对于台顶部略微移动(在台顶部的平面中沿x方向和y方向移动几厘米)的扫描吊舱、手动操作或电子操作来执行。在一些实施方式中，可移动的扫描吊舱也可以沿z(上下)方向移动以改善压紧。可以添加压力传感器和压力指示器，以告知操作者压紧的程度。
[0050]
图7a和图7b示出了根据一些实施方式的被构造成扫描处于俯卧位置的患者的乳房超声扫描系统的各种部件。扫描吊舱710安装在台716上或安装至台716，以扫描以俯卧位置躺着的患者。在这种情况下，旋转模板115、换能器110、膜织物130和摄像机108被安装在形成在台716中或固定至台716的容纳腔702内。根据一些实施方式，该安装允许扫描吊舱相对于台716的表面在x、y和/或z(竖向)方向上的运动。这样的相对运动允许操作者实现更好的定位。根据一些实施方式，设置有未示出的运动机构，该运动机构使扫描吊舱相对于台或台的一部分移动。根据一些实施方式，台716由上部分712和下部分714形成。扫描吊舱701被安装成相对于下部分714在x方向和y方向以及可选地在z方向上保持固定。上部分712构造成相对于下部分714沿x方向和y方向以及可选地沿z方向移动。图7b示出了上部分712相对于下部分714和扫描吊舱701沿x方向移动。根据一些实施方式，可以设置附加的扫描吊舱——例如吊舱750，该吊舱750具有与吊舱701相比不同的尺寸和/或形状，以适应不同尺寸的乳房——并且附加的扫描吊舱可以根据需要移动到用以更换吊舱701的位置中。在图7a中还示出了推车620，推车620包括显示器630、处理系统622和手持式换能器640。根据一些实施方式，手持式换能器640用于在患者以仰卧位置或其他位置躺着时扫描腋下区域和/或乳头区域或其他区域。
[0051]
图8是图示了根据一些实施方式的安装在大致平坦或基本平面的扫描模板815上的换能器的立体图。换能器110被示出为通过扫描模板815中的槽安装。当安装时，换能器110的表面814优选地与下模板表面820齐平或几乎齐平。这种构型允许模板更好地压紧乳房并且有助于织物膜将乳房进一步保持就位。
[0052]
图9a至图9c图示了根据一些实施方式的安装在弯曲的扫描模板上的弯曲的换能器。图9a中示出的是安装至弯曲的扫描模板915的弯曲的换能器910。模板915的下表面的形状可以是近似球形的。这种构型有助于织物膜以更舒适的方式更好地保持乳房。根据一些实施方式，平均角度优选地保持为15度或更小，以使被扫描的乳房厚度减小或最小化，并且因此允许更高的换能器频率操作。这在乳房较大的情况下特别有益。根据一些实施方式，模板915和模板910的曲率优选地具有大于20cm的曲率半径r。根据一些优选实施方式，曲率半径r大于30cm，或者甚至更大。图9b和图9c示出的是，换能器910的沿着其较短尺寸的下表面可以是平坦的(图9b中的表面914)或弯曲的(图9c中的表面916)。
[0053]
图10a和图10b图示了根据一些实施方式的与包括cad的图像处理以及由乳房超声扫描系统的进行的图像显示有关的其他方面。图10a图示了由乳房的大约1,000个2d扫描切片重构的3d容积1001。中央孔1004表示乳头孔。堆叠的冠状切片构造成平行于胸腔壁平面1009。这些冠状切片可以表示选定厚度的乳房组织，例如，具有0.2cm或0.5cm或1cm的厚度或一些其他厚度的切片，图10b示出了下述显示器：该显示器可以是如图6和图7a中所示的
推车620上的显示器630或者可以是由放射科医师或其他检查者使用的另一显示器。导航器图像1020描绘了根据图10a中所示的体积图像计算出的cad的结果。在导航器图像1020中示出了可疑病变1022。该系统被构造成：通过将鼠标光标放置在导航器图像1020中的可疑病变上或以其他方式指向病变来自动地示出可疑病变1022在下述三个2d图像中的一者或更多者中出现的位置：(a)冠状图像1010，(b)构造的2d平面1008，以及(c)正交于切片1008的重构的2d正交图像1006。冠状图像比如1010以及切片图像比如1008和1006可以通过使用已知技术对乳房的3d图像进行计算机处理来导出。这三个2d图像及其相对特殊的关系也在图10a中示出。这种使用cad导航器图像作为三个2d图像中的可疑病变的导引的方法对于阅读者医师而言在可疑程度的确定以及加快患者研究的评估方面可能非常重要。cad导航器图像示出了通过体积数据的cad计算发现的所有异常。导航器图像1020可以进一步示出所发现的异常的可疑程度。借助于cad，阅读者医师可以自信且快速地浏览1000张左右的2d图像提供的信息。
[0054]
在图10b中示出的显示屏上还示出了两个小图像，所述两个小图像分别表示腋下区域(图像1040)和乳头区域(图像1042)的手持扫描结果。
[0055]
图10c和图10d在其他方面类似于图9和图10，但是图10c和图10d示出了切片图像1060和图像1009，切片图像1060是乳房的径向取向的薄切片的原始图像，图像1009表示与图像1060中的切片正交的乳房切片。在该示例中，导航器图像1020示出了可疑区域1022，并且响应于用户例如使用光标指向导航器图像中的该区域，系统自动示出包含该可疑区域的原始切片图像1060以及与图像1060的切片正交并包含同一可疑区域的切片的图像1065。在一些情况下，比如图10d中的显示器相比于比如图10b中的显示器可能是优选的，因为在图10d中观察到的原始切片图像是对于读取患者研究的医师而言可能更熟悉的类型的图像。图10d还示出了来自手动扫描的可选图像1040和图像1042。该系统可以构造成示出各种集合和顺序的图像，例如示出所生成的2d原始图像、与穿过乳房的3d图像的任何期望取向一致的径向定向的图像、具有一定顺序或集合的冠状图像、选定厚度的冠状图像、或其他顺序集合的图像。
[0056]
图11a和图11b图示了根据一些实施方式的用于与乳房超声扫描系统一起使用的配置有扩散超声束以覆盖乳头区域的换能器。在这种情况下，扫描换能器1110配置成使扫描束在乳头514下方扩散以覆盖乳房510的乳头区域。换能器1110可以与如本文中所描述的扫描系统一起使用(例如，代替换能器110和/或910)。图11b示出的是，所得的重构的3d体积1101将不具有乳头孔1104。例如，所构造的2d平面图像1108在乳头区域中不具有间隙。
[0057]
尽管在本文中将旋转式扫描系统的实施方式中的许多实施方式描述为设计成用于无症状的患者的乳腺癌筛查，但是根据一些实施方式，所描述的系统执行有症状的患者的诊断检查。利用本文中公开的旋转式扫描仪可以更好地执行一些特殊的诊断技术，比如“弹性成像”、“微气泡造影剂成像”和“造影剂减影成像”。简单的弹性成像可以通过对来自不同压力的两次压紧的压紧图像进行比较来进行。高概率病变将通过增加的压力压紧而显示出较小的体积变形。体积成像非常适于微气泡造影剂成像，因为微气泡会非常快地消失。造影剂减影成像可以通过在造影剂注射之前和之后对体积图像进行减影来完成。此外，随着时间流逝，可以容易地对可疑病变进行追踪以观察可疑病变的变化。
[0058]
尽管在阅读了前面的描述之后上述示例的许多变型和改型无疑对于本领域普通
技术人员而言将变得明显，但是应当理解的是，通过图示示出和描述的特定实施方式决不意在被认为是限制性的。通过示例，应当认识到的是，可以在不背离本教示的范围的情况下使用定位、压紧、旋转和以其他方式操纵扫描模板的各种不同的框架组件中的任何框架组件，无论扫描模板和/或与扫描模板一起使用的任何膜针对不同的患者是被永久使用和重复使用，还是扫描模板和/或与扫描模板一起使用的任何膜中的一者或两者在每个患者之后被丢弃。此外，在一个或更多个替代性的优选实施方式中，径向扫描模板的基本轮廓可以是椭圆形形状等，而不是如附图中的一些附图中所指示的严格圆形形状的。超声换能器的扫描表面可以是拱形的或根据需要以类似方式形成以符合另一弯曲表面。上面的说明书涉及扫描仰卧患者的乳房，但是可以允许与仰卧位置有一些偏差，比如允许患者部分或甚至大部分处于侧卧，同时用吊舱中的换能器对她的乳房进行扫描。因此，对实施方式的细节的参考并非意在限制实施方式的范围。