DE1566128A1 - Vorrichtung fuer Diagnostikuntersuchungen mittels Ultraschallschwingungen - Google Patents

Vorrichtung fuer Diagnostikuntersuchungen mittels Ultraschallschwingungen

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DE1566128A1 DE1967N0030462 DEN0030462A DE1566128A1 DE 1566128 A1 DE1566128 A1 DE 1566128A1 DE 1967N0030462 DE1967N0030462 DE 1967N0030462 DE N0030462 A DEN0030462 A DE N0030462A DE 1566128 A1 DE1566128 A1 DE 1566128A1
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    • G01N29/22—Details, e.g. general constructional or apparatus details
    • G01N29/24—Probes

Description

.Anmelder:. Fi. V. fü.UP 3' CLGciUMPZf.FAßRIÖCEi
Akte: PHN- 1758
Anmeldung vom ι 2. Mai 1967
HIN. 1758 dJo/WG.
"Vorrichtung für Diagnoatikuntersuchungen mitteln Ultraschallachwirgungen"
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung für Diagnostikunter-'Buchungen mittels Ultraschallschwingungen, die zur Aufzeichnung von Oberflächen benutzt werden, insbesondere zur Echobeobachtung unregelmäßig gekrümmter Oberflächen zur Ortsbestimmung beim Studieren innerer Körperteile. '
Es ist bekannt, innere Körperteile mittelsUltraschallachwingungen zu untersuchen, die in einem gerichteten, engen Bündel die Reflexions— fläche treffen. Der verwendete Lohallgeber wird längs einer bestimmten Bahn verschoben urtd nötigenfalls um eine oder mehrere Achsen gedreht.
Eine gradlinige Bewegung in zwei Richtungen und die Abtastung einer
Oberfläche mittel· d·· Schallgeber^ länge kreisförmiger Bahr.en, während der Schwingung doe Gebers um einen zentralen Punkt werden als notwendig betrachtet, um Reflexionen von gekrümmten, reflektierenden Pllohen
009814/034
BAD ORKa1NAL
-/- PHN.175B
aufzufangen, während der Schallgeber sich möglichst nahe der AuBser.fläche des zu untersuchenden Körperteiles bewegt.
Um Scheinreflexionen und Ungenauigkeiten bei der Ortsbestimmung infolge Unterschiede des BrechungeIndexeβ zu vermeiden, wird zwischen dem Schallgeber und der Körperfläohe eine Flüssigkeitsschicht angemessener Zusammensetzung aufrechterhalten.
Die meohanische Konstruktion zur Ortsbestimmung innerer Körperteile ist somit besonders-verwickelt und kostspielig.
Die Erfindung bezweckt, diesen Nachteil zu vermeiden. Nach der Erfindung besteht der Schallgeber aus einer Anzahl gesonderter Quellen von Ultraschallsohwingungen, die in einer flachen Ebene längs einer geraden oder einer gekrümmten Linie angeordnet sind und υich dazu eignen, nacheinander kurzzeitige Ultraschallwellen in engen, auf der. zu untersuchenden Körperteil gerichteten Bündeln zu erzeugen, wobei in einer zur Ebene der Schallgeber senkreohten Ebene eine Anzahl von Empfängern längs einer Linie angebraoht ist, die die Linie der Schallgeber schneidei. Eine Ausführungsform einer Vorrichtung nach der Erfindung ist schematisoh in der Zeichnung dargestellt.
Die Vorrichtung enthält eine Führungsbahn 1, die in nicht dargestellter Weise abgestützt wird und längs der ein Wagdh 2 verschiebbar ist. An dem Vagen 2 ist mittels «ines Armes 3 ein kreuzförmiges Traggestell 6 zur Befestigung von zwei Trägern 4 und 5 verbunden, die in orthogonalen Ebenen liegen. Die Träger 4 und· 5 köhr.en gradlinig sein, aber einer oder die beiden kann (können) mehr oder weniger gekrümmt sein, wenn·die Art der Untersuchung dies erfordert. Bei der vorliegenden Vorrichtung »um Untersuchen des Schädels eines Patienten sind dia Trager gerade. Die Führungsbahn 1 1st gekrümmt und annähernd an die Form des
BAD ORlGiNAL 0098U/03A9
PIIN.1758
Kopfes angepasst.
Längs des in der Horizontalebene liegenden Trägers 4 sind eine
Anzahl von punktf3rmigen Schallgebern 7 angeordnet, die derart mit dem Träger 4 verbunden sind, dass ihre Strahlungsrichtung zu einem Punkt 8 im Innern des Schädels verläuftf es wird angenommen, dass die Lage dieses Punktes zu der beabsichtigten Ortebestimmung eines inneren Körpers bei- trägt. Die Linien 9 und 1ü deuten schematXBCh das betreffende Organ ar,. Die von den Schallgebern 7 erzeugte Ultraschallbtindel pflanzen
sich fort in einem engen Raumwinkel *f , der in der Zeichnung in ver- |
grössertein .Masstab angedeutet ist. Bei Verschiebung des Wagens 2 längB der Führungsbahn 1 tasten die Strahlen ein linienfSrnsiges Gebiet zwischen den Grenzen 11 und 12 ab.
Die Schallgeber 7 werden kurzzeitig in Reihenfolge durch ein elektrisches Impulsgerät 13 betätigt, das durch bekannte elektrische In.pulsschaltungen in Vereinigung mit einem Verteiler gebildet werden kanr,, der die erzeugten Impulse in Reihenfolge den verschiedenen Schallgebern zuführt. Die Irapulsreihen wiederholen sich während der Bewegung des Wagens 2 mit den Trägern 4 und 5 längs der Führungsbahn 1 unter der Steuerung eines Steuerorgans 14» welches die Bewegungsgeschwir.digkeit -des Wagens 2 regelt. Die Wiederholungsfrequenz wird entsprechend der erwünschten Genauigkeit der Messergebnisse jeder Impulsreihe in Abhängigkeit von der Verschiebung des Wager.s im Verlauf jeder ImpulBreihe gawShlt.
Der Arm 5» der in der Vertikalobene liegt, trägt eine Anzahl von Empfängern 15, welche die reflektierte Strahlung von einer Reflexionsfläohe in dem von dem Raumwinkel ψ begrenzten Gebiet auffangen kontier... Dieser auch in vergr3sBertem Masstab angedeutote Winkel wird von den
0098U/03i 9
-ξ- - PHN. 17 56
Linien 16 und 17 begrenzt. Die Winkel ψ und γ sind vorzugsweise so klein, dass die Fläche a, b, c, d zwischen den Grenzen 11-12 und 16-17 nahezu spitzig ist, was duroh den Reflexionspunkt 8 angegeben wird.
Die zentralen Strahlen 18 und 19 einer ausgesandten Schallwelle und eines Schallechos am Punkt 8 verbinden diesen Punkt mit einem der Schallgeber 7 bzw. einem der Empfänger 15· Die Lage dor reflektiererden Fläche bestimmt, welcher der Empfänger 15 die Schallwelle eines dar Schallgeber 7 während einer Reihe ausgesandter Schallwellen auffängt.
Zur-Ortsbestimmung des Reflexionspunktes 8 wird die bekannte Fortpflanzungsgeschwindigkeit von Ultraschall in lebendigem Gewebe und die Zeitdauer bis zum Empfang einer Schallwelle als Echo benutzt. Die Laufzeit der Ultraschallwelle ist direkt proportional zur Summe der Ab st linde längs der Bahnen 18 und V) des zentralen Strahls und lässt sich durch die Verschiebung eines Lichtflecks auf dem Schirm einer Elektronenstrahlröhre 2C messen, deren Elektronenstrahl passend gesteuert wird. Zu diesem Zweck ist vorgeschlagen, den Schirm einer Elektronenstrahlröhre zu benutzen, deren Bündel zyklisch abgelenkt wird, so dass der Lichtfleck sich längs der Radialen bewegt. In Anwesenheit eines Echosignale wird der Steuer- ~ elektrode des Kathodensystems eine Steuerspanroing zugeführt, wodurch ein Lichtfleck 21 grbsserer Helligkeit auftritt. Der Abstand des Lichtflecks 21 von der Begrenzung 22 der von dem Elektronenstrahl abgetasten Oberfläche ist proportional zu der Zeitspanne zwischen dem Aussenden und dem Empfang einer Schallwelle.
Nacheinander aufgefangene Eohoüignale werden längs verschiedener Radien auf dem Schirm 20 wiedergegeben, da das Steuerorgan Jl 4 nicht nur die Bewegung des Wagens 2 längs der Führungsbahn 1 sondern auch die Ablenkung des Elektronenstrahls steuert, wodurch sich die Strahlablenk-
0098U/03A9 ßAD 0RlG'NAL
-#- 'PHN.1758
richtung synchron mit der Verschiebung des Wagens ändert.
Die Echosignale der Empfänger I5 werden längs getrennter Leitungen 23 einer Rechenmaschine 24 ähnlich wie die Steuerimpulse für die Schallgeber 7 zugeführt, zu welchem Zweck die Leitungen 25 vorgesehen eir.1. Eine Anzahl unveränderlicher Baten, wie die Abstände jedes der-Schallgeber 7 von dem Zentrum 0 des kreuzförmigen Traggestelles 6 und jedes der Empfänger 15 von diesem Zentrum können in der Rechenmaschine 24 gespeichert werden.
Die Funktion der Rechenmaschine besteht somit darin, dass beim Empfang eines Echosignals die Länge der Schalls trecke von dem betreffenden Schallgeber, dessen Echo empfangen wird, bis au dem das Echosignal empfangenden Empfängers durch Berechnung bestimmt wird, wobei die be— kannte Fortplanzungegeeehwindigkeit und die gemessene Zeitspanne benutzt werden.
Aus der gefundenen Länge der Strecke kann entsprechend der Gleiohungi ' x
0 - 8 - 1/2 L \/l4 -2L·2 (a2 + b2) + (a2 - b2)2
die Stelle des Punktes 8 eines inneren Organs in bezug auf das Zentrum 0 bestimmt werden, wobei , *
L » die Summe der Abstände 18 und 1.9» -~ a m der Abstand des das aufgefangene Signal aussendenden Schallgebers von dem Zentrum O und
b · der Abstand des Empfängers des Echosignals von dem Zentrum C, welche Gleichung durch räumliche trigonometrische Messung abgeleitet werden kann. .
0 0 98U/03L9

Claims (6)

  1. S- 75G
    PATENTAiISPRUECHE:
    1, Vorrichtung zum Untersuchen innerer Körperteile durch Ultraschallwellen mit einem längs ier Oberfläche des Körperteiles verschiebbaren ■Schallgeber und mit einem Empfänger der Schallwellen, die uich im Körper nach Reflexion an der Oberfläche deu zu i.nterbi-cher der. Organs ■fortpflanzen, dadurch gekennzeichnet, dass der Schallgeber aus einer Anzahl gesonderter Quellen von Ultraschallschwingunger. besteht, die ir. einer flaohen Ebene längs einer geraden oder einer gekrümmten Linie fc angeordnet sind und sich dazu eignen, nacheinander kurzzeitige Ultraschallwellen in engen, auf das zu untersuchende Körperorgan gerichteten Bündeln zu erzeugen, wobei in einer zur Ebene der Schallgeber senkrechter. Welle eine Anzahl von Empfängern längs einer Linie angeordnet ist, welche die Linie der Schallgeber schneidet.
  2. 2. Vorrichtung nach Anspruch 1» dadurch gekennzeichnet, dass die Schallgeber und die Empfänger an Tragarme befestigt sind, die mit einem kreuzförmigen Traggestell verbunden aind, das von einem länge einer Führungsbahn verschiebbaren Wagen abgestützt wird,
  3. 3. Vorrichtung nach Anspruah 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Führungsbahn eine gekrümmte, an die Krümmung der den zu untersuchenden -Teil enthaltenden Körperfläche angepasste Gestalt hat.
  4. 4· Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daes ein Steuerorgan' vorgesehen ist, durch welches die Schallgeber in Reihenfolge betätigt werden können.
  5. 5. Vorrichtung nach Anspruch 2, 3 und 4 dadurch gekennzeichnet, dass das Steuerorgan mit Mitteln versehen ist, duroh welohe der Wagen mit Ί ;n von ihm abgestützten Sohallgebern und Empfängern bewegt wird, während ein Regelsystem vorgesehen ist, durch welches die reihenmässige Betätigung der Schallgeber während der Verschiebung des Wagens wiederholt
    009814/0349 ^D ORie,NAL
    -..-... Sf- : PHN. 1758
    werden kann.
  6. 6. . Vorrichtung nach Anspruch 4» daduroh gekennzeichnet, dass die Wiederholungsfrequei.ζ einstellbar iüt.
    BAD 009814/0349
    L e e r s e i t e
DE1566128A 1966-05-06 1967-05-05 Vorrichtung für Diagnostikuntersuchungen mittels Ultraschallschwingungen Expired DE1566128C3 (de)

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