Ultraschall Med 2010; 31(6): 604-609
DOI: 10.1055/s-0029-1245506
Technical Development

© Georg Thieme Verlag KG Stuttgart · New York

Ultrasound Computed Tomography in Breast Imaging: First Clinical Results of a Custom-Made Scanner

Ultraschall-Computertomografie für die Abbildung der weiblichen Brust: erste klinische Erfahrungen mit einem neu entwickelten ScannerM. Hollenhorst1 , C. Hansen2 , N. Hüttebräuker2 , A. Schasse2 , L. Heuser1 , H. Ermert2 , G. Schulte-Altedorneburg1
  • 1Institut für diagnostische und interventionelle Radiologie und Neuroradiologie und Nuklearmedizin, Ruhruniversität Bochum, Knappschaftskrankenhaus Bochum-Langendreer
  • 2Ruhr Center of Excellence for Medical Engineering (KMR), Ruhr-University Bochum
Further Information

Publication History

received: 27.2.2010

accepted: 5.5.2010

Publication Date:
07 July 2010 (online)

Zusammenfassung

Ziel: Evaluation eines Ultraschall-Computertomografie(USCT)-Systems, mit dem die weibliche Brust aus mehreren Richtungen in koronalen Schnittebenen abgebildet wird, sodass durch ein Full Angle Spatial Compounding (FASC) und eine Berechnung der Schallgeschwindigkeit (speed of sound, SoS) aussagekräftige Bildrekonstruktionen möglich sind. Material und Methoden: Wir entwickelten ein PC-gesteuertes System, bei dem der Schallwandler eines konventionellen Ultraschallsystems in einem Wasserbehälter kreisförmig in mehreren Schnittebenen um die weibliche Brust gefahren wird. In einer Machbarkeitsstudie wurden 3 Probandinnen (26 – 74 Jahre) und eine Patientin mit Mammakarzinom untersucht. Die Frauen lagen in Bauchlage auf einer Patientenliege, wobei die zu untersuchende Brust durch eine Öffnung in den o. g. Wasserbehälter geführt wurde. Zur Berechnung der SoS im Brustgewebe wurden Echosignale eines Reflektors verwendet, welcher der Bewegung des Schallkopfs synchron auf der Brustrückseite folgt. Die Ultraschall-Daten wurden offline in einer selbstentwickelten Software verarbeitet, um die FASC- und SoS-Bilder zu berechnen. Ergebnisse: Die FASC-Bildern wiesen eine Reduktion von Artefakten (z. B. Schallschatten von Cooper-Ligamenten und unregelmäßigen Rändern inhomogener Läsionen) und Speckel auf. Eine klarere Darstellung der Brustgewebearchitektur wurde erreicht. Die Rekonstruktionen der SoS-Bilder lieferten weitere diagnostisch verwertbare Informationen und verminderten bei der FASC-Rekonstruktion geometrische Verzerrungen. Schwierigkeiten ergaben sich bei der Darstellung von thoraxwandnahen und axillären Läsionen. Schlussfolgerung: Erste klinische Ergebnisse zeigen das Potenzial der USCT, eine qualitativ hochwertige, automatisierte und standardisierte Ultraschallbildgebung der Brust zu realisieren.

Abstract

Purpose: To test a system using ultrasound computed tomography (USCT) that superimposes ultrasound data acquired in one cross-sectional plane from multiple angles around the breast (Full Angle Spatial Compounding, FASC) and to reconstruct the distribution of the speed of sound in the breast (SoS reconstruction). Materials and Methods: We developed a system combining a conventional ultrasound scanner with a PC-controlled mechanical setup integrated in a custom-made examination couch. In a feasibility study, 3 volunteers (age 26 – 74 years) and one patient with breast cancer were studied. Subjects were placed in the prone position on this couch, with the breast hanging in a water tank. The ultrasound probe was moved in several planes around the breast. A curved reflector that followed the movement of the probe behind the breast was used to calculate the SoS within the breast tissue. Echo-data was processed offline by custom-made software to calculate both FASC and SoS images. Results: In FASC images a reduction of artifacts (i. e. shadowing of Cooper’s ligaments and irregular edges of inhomogeneous lesions) and speckles as well as clear visualization of the inner architecture of the breast was achieved. SoS images delivered further diagnostic information and helped to compensate for geometric distortions in the computed images. Difficulties in the visualization of lesions near the thoracic wall and/or the axillary are limitations of this technique. Conclusion: The first clinical results of USCT imaging have proven its feasibility as an automated and standardized technique for breast imaging.

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Markus Hollenhorst

Institut für diagnostische und interventionelle Radiologie und Neuroradiologie und Nuklearmedizin, Ruhruniversität Bochum, Knappschaftskrankenhaus Bochum-Langendreer

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