DE3338745A1 - Ultraschalleinrichtung fuer augenmessungen - Google Patents

Description

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BESCHREIBUNG:

Die Erfindung betrifft im allgemeinen Anlagen für Augenmessungen und insbesondere eine diagnostische Ultraschallabtastvorrichtung zum Messen der axialen Länge eines Auges.

Ultraschallschwingungen oder Schallwellen werden häufig in der Medizin eingesetzt, beispielsweise um Daten über bestimmte innere Eigenschaften einer Person, eines Organs oder eines Gegenstands zu gewinnen. Die Ultraschallschwingungen werden meist über eine sondenartige Einrichtung übertragen, die in Berührung mit dem Körper eines Patienten oder einem anderen Gegenstand stehen, wobei die von den inneren Teilen oder Organen zurückreflektierten Schwingungen von der Sonde empfangen werden. Zu diesem Anwendungsgebiet gehören diagnostische Ultraschallabtasteinrichtungen zum Messen der axialen Länge eines Auges von der Hornhaut bis zur Netzhaut. Diese Ultraschallabtaster messen normalerweise die axiale Länge eines Auges durch Prüfung von Echoreflexionen, die einen bestimmten Schwellwert übersteigen und durch Aufzeichnen oder Speichern der Zeitspanne, in der eine bestimmte Anzahl dieser Echoreflexionen auftritt. Dieser Zeitwert kann dann auf den Streckenlängenwert mit bekannten Gleichungen bezogen werden, welche die verflossene Zeit und die Geschwindigkeit, mit welcher die Ultraschallschwingung übertragen wurde, in Beziehung setzen.,

Eine oder mehrere dieser Strecken- oder Abstandsgleichungen werden meist in den diagnostischen Ultraschallabtaster eingegeben, so daß die gemessene axiale Länge für den die Augenuntersuchung durchführenden Art bequemerweise als numerischer Wert angezeigt werden kann. Einige frühere diagnostische Ultraschallabtaster bieten auch Bildschirme von Kathodenstrahlröhren auf, so daß ein Echtzeitbild der Echoreflexionen angezeigt werden kann. Diese diagnostischen

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Ultraschallabtaster wurden meist als "Α-Abtaster" eingestuft, welche nur die Amplitude der Echoreflexionen bei ihrer Rückkehr aufnehmen, um als "B-Abtaster", welche eine Helligkeitsmodulation oder Grauskalaveränderungen bieten, die erforderlich sind, aus den Echoreflexionen ein zweidimensionales Bild des Auges darzustellen.

Ein Beispiel eines früheren diagnostischen Ultraschallabtasters ist der Biometer,COMPU-SCAN (Warenzeichen), Modell U2O2O der Storz Instrument Company, welche die Anmelderin ist. Diese Einrichtung weist einen unabhängigen Rechner auf, der die erforderlichen Linsenberechnungen durchführt sowie eine Kathodenstrahlröhre zur Anzeige einer A-Abtastung der Echoreflexionen. Eine sowohl für diese Einrichtung als auch für die Erfindung vorteilhafte Ultraschallsonde wird in der US-Patentschrift Nr.

vom 26. Oktober 1982 unter dem Namen "Ultrasonic Probe" (Ultraschallsonde) bekannt gemacht. Diese Patentschrift derselben Anmelderin wird hiermit ausdrücklich angezogen.

Ein weiteres für Augenmessungen nützliches Instrument ist der Ultraschallpachymeter (Ultraschalldickenmessung) CORNEO-SCAN (Warenzeichen), Modell CS1000, der ebenfalls von der Storz Instrument Company hergestellt wird. Diese Vorrichtung dient zur Messung der Dicke der Hornhaut eines Auges und weist einen selbständigen Rechner auf, der die Berechnungen der Hornhautdicke durchführt sowie eine

Flüssigkristallanzeige (LCD) zur Darstellung der numerischen Werte der Hornhautdicke.Diese Vorrichtung weist auch eine Schaltung zur Erzeugung von elektronisch zusammengesetzter Sprache wie das Wort "bereit" auf, wenn sie zur Durchführung einer Messung bereit ist. Die Sprachschaltung in diesem Gerät kann auch den Normabweichungswert für mehrere durchgeführte Messungen darstellen.

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Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, eine verbesserte Ultraschalleinrichtung für Augenmessungen zu schaffen. Dabei soll ein verbesserter diagnostischer Ultraschallabtaster zum Messen der axialen Länge eines Auges geschaffen werden. Erfindungsgemäß ist ein diagnostischer Ultraschallabtaster zum Ermitteln einer axialen Fehlfluchtung vorgesehen. Der erfindungsgemäße diagnostische Ultraschallabtaster soll auch eine Hornhautdepression (Hornhautgruben) erkennen können. In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist ein diagnostischer Ultraschallabtaster vorgesehen, der seine Empfindlichkeit automatisch regelt. Sodann soll erfindungsgemäß ein diagnostischer ültraschallabtaster geschaffen werden, der automatisch den Schwellwert regelt, bei welchem Echoreflexionen verarbeitet werden. Erfindungsgemäß ist auch ein diagnostischer Ultraschallabtaster vorgesehen, der ein Echo-Histogramm der Echoreflexionen über eine Flüssigkeitskristallanzeige darstellt.

Aufgabengemäß bietet die Erfindung einen diagnostischen Ultraschallabtaster, der im allgemeinen einen Geber aufweist, der einen Wandler zum übertragen eines Ultraschallsignals beaufschlagt, einen Empfänger zur Aufnahme der Echosignale und zum Erzeugen eines Spitzensignals mit im wesentlichen der Maximalamplitude des Echosignals, wenn dieses größer ist als ein vorgegebener Schwellwertpegel, eine programmierbare Einrichtung zur Erzeugung von Zählsignalen für die Zeitspannen zwischen der Übertragung des Ultraschallsignals und dem Auftreten einer gewählten Anzahl von Spitzensignalen und zwischen dem Auftreten von vorgegebenen Spitzensignalen, einen Mikrocomputer zum Steuern des Gebers der programmierbaren Einrichtung, sowie eine Ausgabevorrichtung zum Erzeugen eines wahrnehmbaren Ausgangssignals für die gemessenen Parameter des Auges. Der diagnostische Ultraschallabtaster weist

auch einen Empfindlichkeitsregler auf, um einen vorgegebenen Amplitudenpegel von mindestens einem der vom Mikrocomputer gesteuerten Echosignale aufrecht zu erhalten. Ein Schwellwertregler ist auch vorgesehen, um den vom¹ Mikrocomputer gesteuerten vorgegebenen Schwellwertpegel zu regeln. Eine Flüssigkeitskristall-Punktrasteranzeige ist ebenfalls vorgesehen, um ein sichtbares Echo-Histogramm der Echosignale zu bieten.

IQ Die Erfindung ist nachstehend näher erläutert. Alle in dor Beschreibung enthaltenen Merkmale und Maßnahmen können von erfindungswesentlicher Bedeutung sein. Die Zeichnungen zeigen:

Fig. 1 eine perspektivische Ansicht einer erfindungsgemäßen Ultraschallanlage für Augenmessungen;

Fig. 2a-c Echogramme zur Darstellung verschiedener Messungszustände;

Fig. 3 ein Blockschaltbild der Schaltung der erfindungsgemäßen Ultraschalleinrichtung;

Fig. 4 eine Vorderansicht des in Fig. 1 gezeigten Tastenfeldes;

Fig. 5a einen Stromlaufplan des Gebers der Fig. 4;

Fig. 5b einen Stromlaufplan des vorderen Abschnitts des in Fig. 4 gezeigten Empfängers;

Fig. 5c einen Stromlaufplan des restlichen Abschnitts des in Fig. 4 gezeigten Empfängers sowie des erfindungsgemäßen Schwellwertreglers; 35

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Fig. 5d einen Stromlaufplan des erfindungsgemäßen Empfindlichkeitsreglers sowie des Sprachsynthesizers und Tongenerators der Fig. 4;

Fig. 5e einen Stromlaufplan der erfindungsgemäßen programmierbaren Einrichtung;

Fign.6a-c Stromlaufplane des erfindungsgemäßen Mikrocomputers ;

Fig. 7 ein Flußdiagramm des zum Ermitteln einer Hornhautgrube und einer axialen Fehlfluchtung angewandten Verfahrens;

Fig. 8 ein Flußdiagramm des zur Anzeige eines

Echo-Histogramms angewandten Verfahrens .

Fig. 1 zeigt eine perspektivische Ansicht einer erfindungsgemäßen Ultraschalleinrichtung 10. Die Ultraschalleinrichtung 10 weist einen diagnostischen Ultraschallabtaster 12, eine mit dem Abtaster 12 über ein Kabel 16 verbundene Ultraschallsonde 14 sowie einen Fußschalter 18 auf, der mit den Abtaster über ein Kabel 20 verbunden ist, um die Hände bei der Bedienung frei zu haben. Der Abtaster 12 enthält die gesamten Schaltungen, die für die Ultraschallanlage 10 erforderlich sind, einschließlich eines Gebers zum Erzeugen eines Ultraschallsignals sowie eines Empfängers zur Aufnahme von Echosignalen <^es ausgesandten Ultraschallsignals wie nachstehend näher erläutert wird.

Um eine Augenmessung durchführen zu können, erzeugt der Geber im Abtaster 12 einen Hochspannungsimpuls, der über das Kabel 16 zur Sonde 14 gelangt. Dieser Impuls beaufschlagt einen piezoelektrischen Wandler in der Sonde 14,

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in kurzes Impulsbündel von Ultraschallwellen oder -Schwingungen über eine Strömungsmittelkammer 22 und eine biegsame Membrane 24 der Sonde 14 zu erzeugen, das bis ins Auge 26 des Patienten gelangt. Wenn die Ultraschallschwingung durch das Auge 26 läuft/ wird ein Teil der Schwingung zum Wandler der Sonde zurück reflektiert, wenn die Schwingung auf verschiedene Gewebetrennstellen trifft. Somit wird beispielsweise diese Ultraschallschwingung reflektiert, wenn der Impulsstoß der Wellen von der Sonde IQ 14 zur Hornhaut 18, vom Kammerwasser 30 zur Linse 32, von der Linse 32 zum Glaskörper 34 und vom Glaskörper zur Netzhaut 36 läuft.

Der Wandler der Sonde 14 setzt dann die Echoreflexionen des ausgesandten Ultraschallimpulsbündels in elektrische Signale um, die vom Empfänger im Abtaster 12 aufgenommen und verarbeitet werden. Eines der Augsgangssignale des Abtasters 12, die vom Arzt ausgewählt werden können, ist eine Echo-Histogrammanzeige der Echoreflexionen auf einer Flüssigkristallanzeige mit Punktmatrix 37 des Abtasters 12. Ein Echo-Histogramm, soweit es hier verwendet wird, gilt für ein digitales "Bild" oder der Darstellung des angehaltenen Datenblocks der Echoreflexionen, der auf einer Echtzeitbasis nicht fortgeschrieben ist wie bei den früheren Kathodenstrahlanzeigen. Es werden die zum Erzeugen des

Histogramms erforderlichen Daten im Speicher des Abtasters 12 gespeichert, wodurch das Histogramm zu einem Zeitpunkt dargestellt werden kann, der von dem Zeitpunkt unabhängig ist, an dem die Echoreflexionen empfangen wurden. Ein solches Echo-Histogramm ist in Fig. 1 dargestellt und auf die verschiedenen Gewebegrenzen des Auges 26 bezogen.

Der erste Impulsstoß 38 der Fig. 1 stellt die axiale Stellung des äußeren Endes des Wandlers der Sonde dar, der die Ultraschallschwingungen aussendet und im folgenden mit "Hauptknall" bezeichnet wird. Es sei jedoch bemerkt, daß dieser Impuls nicht zum Histogramm auf der Flüssigkristallanzeige (LCD) 37 gehört, sondern lediglich dazu bezeichnet wird, um das Verständnis der Arbeitsweise der Abtastschaltung zu erleichtern. Eine zweite Impulsspitze 40 zeigt die axiale Stellung der Hornhaut 28 an und stellt

IQ das erste Echo des Ultraschallstoßes dar. Auch die zweite Impulsspitze 40 entspricht im wesentlichen der axialen Stellung der äußersten Oberfläche der biegsamen Membrane 24 der Sonde. Der dritte, vierte und fünfte Impuls 42, 44, 46 zeigt jeweils die axialen Stellungen der Vorderfläche der Linse 32 (bzw. der Iris), der Hinterfläche der Linse 32 und der Netzhaut 36 an.

Durch Bestimmen der kritischen Axialabmessungen kann ein Arzt wertvolle und notwendige Daten über die körperliche Ausbildung und den Zustand des Auges 2 6 gewinnen. Diese Daten können für die Behandlung des Auges, für die Auswahl der richtigen künstlichen Linse bei einer Linsentransplantation oder dergleichen verwendet werden. Es sei bemerkt, daß die Ultraschallsonde 14 normalerweise während des Betriebes in einer ständerartigen Vorrichtung befestigt ist, die Flächen aufweist, deren Lage gegenüber der Sonde feststeht und an der der Patient sein Kinn und seine Stirn auflegt. Diese Vorrichtungen werden allgemein Spaltlampenständer genannt. Eine nähere Be-Schreibung der Ultraschallsonde findet man in der oben erwähnten Patentanmeldung "Ultrasonic Probe" (Ultraschallsonde) .

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Wie die Fig. 1 zeigt, weist die Frontschalttafel 48 des Abtasters 12 meist einen Ein-Ausschalter 50, die Flüssigkristallanzeige (LCD) 37 sowie ein Tastenfeld 52 auf. Das Tastenfeld 52 besitzt zwei Tastenblöcke 54 und 56, womit Daten eingegeben und gespeichert werden können, verschiedene Programmpaletten und im Abtaster 12 vorprogrammierte Daten gewählt werden können und auch die Arbeitsfunktionen des Abtasters 12 gesteuert werden können. Fig. 4 gibt eine Detaildarstellung des Tastenfeldes 52, das nachstehend näher erläutert wird. Die Abtasteinrichtung kann auch mit einem eigenen Papierstreifendrucker (Block 58, Fig. 3) versehen sein, um ein dauerndes Protokoll der auf der Anzeige 37 dargestellten numerischen Daten und des Histogramms zu erstellen.

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In den Fign. 2a-c sind drei schematische Programme 100-104 gezeigt. Das erste Echogramm 100 (Fig. 2a) zeigt eine axiale Fehlfluchtung, wonach die Sonde 14 nicht richtig mit dem Auge 26 fluchtet. Seine solche axiale Fehlfluchtung kann beispielsweise auftreten, wenn die Sonde 14 nicht richtig am Auge 26 zentriert oder gegenüber dem Auge geneigt ist.

Im Echogramm 100 stellt die Impulsspitze 106 die Hornhaut, die Impulsspitze 108 die Vorderlinse, die Impulsspitze 110 die Hinterlinse, die Impulsspitze 112 die Netzhaut und die Irapulsspitzen 114-116 die Lederhaut oder Sklera des Auges dar (eine Außenschicht des Auges). Es sei bemerkt daß die Amplitude des Netzhautimpulses viel kleiner ist als die Amplitude der anderen Impulsspitzen und, daß die Amplituden der beiden Impulsspitzen 108-110 für die Linse voneinander verschieden sind. Dieses Echogramm muß mit dem Echogramm 104 der Fig. 2c verglichen werden, das eine Messung im Falle eines axialen Fluchtens darstellt» Da die einzelnen Impulsspitzen des

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Echogramms 104 genau die selben Gewebegrenzen des Auges wie das Echogramm 100 darstellen, werden die Impulsspitzen mit den gleichen Bezugszeichen und Strich gekennzeichnet. Es sei bemerkt, daß die Größe des Netzhautimpulses 112' jetzt mit den Größen der anderen Impulsspitzen vergleichbar ist und, daß die beiden Impulsspitzen für die Linse 108'-11O¹ annähernd die gleiche Größe aufweist.

IQ Die beiden Echogramme 100 und 104 weisen eine gestrichelte Linie 118 auf, welche den Schwellwertpegel darstellt, der bei herkömmlichen Meßverfahren für die axiale Länge eingesetzt wird. Diese Verfahren verließen sich meist auf Flächen- oder Strukturerkennungsalgorithmen,die darauf beruhen, daß die Zahl der Impulsspitzen oder Echosignale gezählt wird, deren Amplituden über einen vorgegebenen Schwellwert liegen. Da die Hornhaut, Linse und Netzhaut genau definierte Gewebegrenzen darstellen, sind auch die Echoreflexionen von diesen Gewebegrenzen genau definiert ^und können leicht von Rauschen oder unbedeutenden Reflexionen unterschieden werden, wenndie Sonde richtig mit dem Auge fluchtet. Wenn somit gewünscht wird, die Strecke von der Hornhaut zur Netzhaut zu messen, dann werden nur die ersten vier (4) gewichteten Echosignale gezählt, d.h. die ersten Echoreflexionen, die einen bestimmten Schwellwert übersteigen, wobei die Zeit zwischen dem ersten und vierten Echosignal gemessen wird. Dieser Zeitwert wird dann auf den Strecken- oder axialen Längenwert mit bekannten Gleichungen bezogen, welche den Zeit- wert zur Geschwindigkeit in Beziehung bringen, welcher der Ultraschallstoß durch das Auge übertragen wird.

Nach der vorstehend umrissenen herkömmlichen Lösung wird eine genaue axiale Länge "X" erzeugt, wenn die Sonde mit dem Auge nach Fig. 2c richtig fluchtet. Wie in Fig. 2a

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gezeigt, kann jedoch diese herkömmliche Lösung dazu führen, eine ungenaue axiale Länge "Y" zu messen, weil weder die Impulsspitze 108 für die Vorderlinse noch die Impulsspitze 112 für die Netzhaut über den Schwellwert 118 liegen. Nach der traditionellen Lösung wäre somit das gezählte vierte gewichtete Echosignal der zweite Lederhautimpuls 116 anstelle des Netzhautimpulses 112. Eine weitere ungenau axiale Längenmessung könnte nach der Meßbedingung der Fig. 2b durchgeführt werden. Das Echogramm der Fig. 2b zeigt eine Anormalität dos Auges, wie sie durch einen Tumor im untersuchten Auge bewirkt werden kann. Die Impulsspitze 120 des Echogramms 102 stellt die Hornhaut, die Spitze 122 die Vorderlinse, die Spitze die Hinterlinse, die Spitze 126 einen Tumor, die Spitze 128 die Netzhaut und die Spitzen 130-132 die Lederhaut dar. Es sei bemerkt, daß bei dieser Messung die Sonde mit dem untersuchten Auge richtig fluchtet. Ein Tumor im Auge bewirkt jedoch ein zusätzliches, den Schwellwertpegel 134 überschreitendes Echo (Impulsspitze 126). Nach den vorstehenden herkömmlichen Verfahren der axialen Längenmessung kann eine ungenaue "Z" gemessen werden, da das vierte gewichtete Echosignal an der Anfangsgrenze des Tumors auftritt.

Mit dem diagnostischen Ultraschallabtaster 12 lassen sich axiale Fehlfluchtungen feststellen, wobei sich verhindern läßt, daß der Abtaster 12 ein ungenaues Anzeigeausgangs signal für die axiale Länge erzeugt. Wie nachstehend näher erläutert wird, prüft der Abtaster nicht nur, welehe Echoreflexionen einen bestimmten Schwellwertpegel überschreiten, sondern auch die zeitweilige Beziehung zwischen vorgegebenen Paaren von diesen Echos, um zu bestimmen, ob die Zeitspannen zwischen diesen vorgegebenen Paaren innerhalb der vorgegebenen Bereiche liegen oder nicht.

Der diagnostische Ultraschallabtaster 12 prüft auch die zeitweilige Beziehung zwischen dem "Hauptknall" und dem Auftreten des die Hornhaut darstellenden Echos. Nach Fig. 1 prüft der Abtaster 12 somit die Zeit zwischen dem "Hauptknall" 38 und dem Netzhautimpuls 40. Diese Prüfung wird durchgeführt, um eine Grube in der Hornhaut abzutasten, die auftreten kann, wenn die Sonde zu stark an das Auge 26 angedrückt wird. Dabei verformt sich die biegsame Membrane 44 der Sonde 14, wodurch die Zeit verändert oder verringert wird, die der Hornhautimpuls braucht, bis er in Bezug auf die Aussendung des Ultraschallstoßes (d.h. des Hauptknalls) anliegt. Wenn der Abtaster 12 (nachstehend näher beschrieben) eine Hornhautgrube abtastet, erzeugt er ein wahrnehmbares Ausgangssignal, das dem Arzt das Eintreten dieses Zustandes meldet.

Fig. 3 zeigt ein Blockschaltbild der Schaltung der Ultraschalleinrichtung 150 im diagnostischen Ultraschallabtaster 12 der Fig. 1. Kernstück der Einrichtung ist ein Mikroprozessor 152,' welcher die Arbeitsweise der Anlagenschaltung 150 über entsprechende Befehle steuert, die er an eine Datensammelschiene 154 der Einrichtung abgibt. Die Anlagenschaltung weist einen Geber 156 auf, der bewirkt, daß ein Wandler 158 ein Ultraschallsignal mit einer vorgegebenen Geschwindigkeit aussendet. Der Geber 158 arbeitet in Abhängigkeit von einem Geberbefehl, der durch den Mikroprozessor 152 der Datensammelschiene 154 aufgeprägt wird. Dieser Geberbefehl wird durch eine logische Steuerschaltung 160 abgegriffen, welche den Befehl über eine Leitung 163 an den Geber 156 leitet.

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Der Wandler 158 dient auch zur Aufnahme der Echoreflexionen des ausgesandten Ultraschallsignals, die sich ergeben, wenn das Ultraschallsignal, wie erwähnt, auf verschiedene Gewebegrenzen des untersuchten Auges trifft. Der Wandler 158 setzt dann diese reflektierten Schwingungen in elektrische Echosignale um, die auf einer Leitung 164 an einen Empfänger 166 geleitet werden. Es sei bemerkt, daß der Empfänger auch den "Hauptknall" bei Übertragung eines Ultraschallsignals abgreifen kann, da der Geber 156, der Wandler 158 und der Empfänger 166 an die Leitung 164 angeschlossen sind.

Der Empfänger 166 weist einen Verstärkerkreis 168, einen Mischkreis 170, einen Tiefpaß 172, einen Spitzenwertgleichrichter 174 sowie einen Schmitt-Trigger 176 auf. Der Verstärkungsgrad des Verstärkers 168 wird durch einen Empfindlichkeitsregelkreis gesteuert, der einen Digital-Analog-Umsetzer 178 enthält. Der Empfindlichkeitsregelkreis arbeitet zusammen mit dem Empfängerverstärker 168, damit der Abtaster 12 automatisch seine Empfindlichkeit einstellen kann. Da die Empfindlichkeit von Ultraschallsonden meist von Sonde zu Sonde schwankt, mußte in manchen Fällen die Sonde einem bestimmten Abtaster "angepaßt" werden. Die erfindungsgemäße Empfindlichkeitsregelung beseitigt jedoch die Notwendigkeit für dieses Verfahren und gewährleistet, daß der Empfänger nicht gesättigt wird, wenn eine äußerst empfindliche Sonde verwendet wird.

Um die Verstärkung des Empfängerverstärkers 168 einzustellen und damit die Empfindlichkeit des Abtasters 12, adressiert der Mikroprozessor 152 den Digital-Analog-Umsetzer 178 und gibt einen Empfindlichkeitsbefehl an die Datensammelschiene 154 ab. Der digitale Empfindlichkeitsbefehl wird dann in einen entsprechenden Analogwert umgesetzt und über eine Leitung 180 an den Empfängerver-

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stärker 168 übertragen. Es sei bemerkt, daß dieses Empfindlichkeitsregelverfahren auch auf die Geberseite des Abtasters 12 angewandt werden kann, um die gewünschte Regelung durch Steuerung der übertragenen Energie des Gebers 156 zu bewirken.

Der Mischgleichrichter 170 des Empfängers 166 ist an die beiden Ausgänge des Verstärkers 168 angeschlossen und führt eine Zweiweggleichrichtung der verstärkten Echosignale durch. Die gleichgerichteten Echosignale werden

dann in einem Tiefpaß 172 verarbeitet, der die höheren H Harmonischen dieser Echosignale herausfiltert. Wenn die Echosignale anliegen, erinnern sie an einen hochverdichteten abklingenden sinusförmigen Energiestoß. Der Mischgleichrichter 170 richtet die positiven Spitzen dieses Energiestoßes gleich, wobei der Tiefpaß 172 eine im allgemeinen glatte Hüllkurve des Energiestoßes erzeugt. Eine graphische Darstellung dieser Hüllkurve ist in Verbindung mit dem Flußdiagramm der Fig. 8 gezeigt. Der Ausgang des Tiefpasses 172 ist sowohl an den Spitzenwertgleichrichter 174 als auch an den Schmitt-Trigger 176 angeschlossen. Dieser weist eine Vergleichsschaltung auf, die eine Signalflanke an eine Leitung 182 abgibt, wenn das gefilterte Echosignal über einen vorgegebenen Schwellwertpegel liegt. Dieser Schwellwertpegel wird durch einen Schwellwertregelkreis gesteuert, der einen Digital-Analog-Umsetzer 184 enthält. Der Umsetzer 184 wird seinerseits durch den Mikroprozessor 152 gesteuert, der eine Abänderung des Schwellwertpegels durch Adressieren des Umsetzers 184 und Abgabe eines Schwellwertbefehls an die Datensammelschiene 154 bewirkt. Der digitale Schwellwertbefehl wird durch den Umsetzer 184 in den entsprechenden Analogwert verwandelt und gelangt über eine Leitung 186 als Eingangssignal an die Vergleichsschaltung des Schmitt-Triggers.

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Der Spitzenwertgleichrichter 174 erzeugt einen kurzen Spitzenimpuls "PK" auf der !»eitung 188, dessen Amplitude der Maximalamplitude eines jeden Echosignals angenähert ist, welches den durch den Digital-Analog-Umsetzer 184

j- vorgegebenen Schwellwertpegel übersteigt. Es sei bemerkt, daß der Spitzenwertgleichrichter 174 kein Spitzensignal erzeugt, wenn' das Echosignal den vorgegebenen Schwellwert nicht übersteigt. Damit dient der Spitzenwertgleichrichter 174 zur Kennzeichnung des Maximums oder des Mit-,Q telpunkts der Hüllkurve des gefilterten Echosignals, wodurch der Zeitpunkt, an dem die Echoreflexion auftrat, im Vergleich zu der durch den Schmitt-Trigger 176 erzeugten Signalflanke genauer bestimmt werden kann.

,c Dann werden die vorerwähnten Signalspitzen und -flanken an eine programmierbare logische und Taktgeberschaltung 190 angelegt. Die programmierbare logische und Taktgeberschaltung 190 weist eine logische Steuerschaltung 160, einen 10 MHz Taktgeber-Zähler 192, einen Impulszähler 194

2Q sowie eine binäre Vergleichsschaltung 196 auf. An der logischen Steuerschaltung liegen Signalspitzen und -flanken sowie bestimmte Befehle des Mikroprozessors 152 über die Datensammelschiene 154 an. In Abhängigkeit von einem Befehl des Mikroprozessors 152 bestimmt die logische Steuerschaltung 160, ob Signalspitzen oder -flanken zur Steuerung eines Zählers verwendet werden, der im Taktgeber-Zähler 192 enthalten ist.

Beim Auftreten des Hauptknalls überträgt die logische Steuerschaltung 160 ein Abtastsignal über eine Leitung 198 zum richtigen Zeitpunkt an den Taktgeberzähler 192. Wie nachstehend näher erläutert wird, hängt die Zeitgabe des Abtastsignals von der zu messenden Strecke ab. Beispielsweise kann das Abtastsignal beim Anliegen der ersten Signalspitze (d.h. der die Hornhautreflexion dar-

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stellenden Signalspitze) oder auch beim Abgreifen des Haupt knalls erzeugt werden. Das Abtastsignal bewirkt, daß der dem Taktgeber-Zähler 192 enthaltene Zähler mit einer Frequenz von 10 MHz seine Zählung beginnt. Dieses Zählen wird

c fortgesetzt, bis der binäre Vergleichskreis 196 ein Haltsignal erzeugt. Dieser binäre Vergleichskreis 196 wird von einem Impulszahlbefehl gesteuert, dem der Mikroprozessor vor der Übertragung des Ultraschallsignals (d.h. des Hauptknalls) an die Datensammelschiene 154 abgibt.

Soll die axiale Länge des Auges gemessen werden, dann befiehlt der Mikroprozessor 152 der logischen Steuerschaltung 160, die Signalspitzen zum Anhalten des Zählers im Taktgeber-Zähler 192 zu verwenden. Damit steuert die lo-

■jc gische Steuerschaltung 160 die auf der Leitung 188 anliegenden Signalspitzen an den Impulszähler 194 über die Leitung 199 durch. Wenn beispielsweise der Abstand zwischen der Hornhaut und der Netzhaut zu messen ist, bewirkt der Mikroprozessor, daß ein der Zahl (4) entsprechender Binärwert durch die binäre Vergleichsschaltung 196 gespeichert wird. Wenn dann die Signalsoitzen am Impulszähler 194 anliegen, werden sie gezählt und mit dem in der binären Vergleichsschaltung 196 gespeicherten Binärwert verglichen. Nachdem der Impulszäher 194 vier Signalspitzen gezählt hat, erzeugt die binäre Vergleichsschaltung 196 ein Haltsignal auf einer Leitung 200, die den Zähler im Taktgeberzähler 192 anhalten läßt.

Da der Zähler im Taktgeber/Zähler 192 mit einer vorgegebenen Frequenz (d.h. 10 MHz) zählt, zeigt der im Zähler gespeicherte numerische Wert oder das Zählsignal die Zeit zwischen dem Aussenden des Ultraschallsignals und dem Auf-. treten einer gewählten Zahl von Signalspitzen (d.h. 4) an.

Das Zählsignal gelangt dann an den Speicher mit wahlfreiem Zugriff (RAM) des Rechnerspeichers 202, wo der Mikropro-

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zessor die erforderlichen Rechnungen durchführt, <·um die axiale Länge des Auges aus den Gleichungen zu ermitteln, die im Festwertspeicher (ROM) des Rechnerspeichers gespeichert sind; näheres nachstehend.

Fig. 7 stellt ein Ablaufdiagramm des erfindungsgemäßen Verfahrens dar, um die axiale Länge des Auges zu messen. Fig. 7 zeigt auch die bevorzugten Verfahren zum Ermitteln einer Hornhautgrube und einer axialen Fehlfluchtung. Der erste Block 204 stellt den Meßpunkt im Verfahren dar, an dem der Hauptknall auftrat, wobei der Zähler im Taktgeber-Zähler 192 zählt und der Impulszähler 194 auf das Anliegen der ersten Signalspitze wartet.

Block 206 zeigt, daß der Abtaster 12 zuerst die Zeit zwischen dem Hauptknall und der Hornhaut mißt. Wie erwähnt, wird diese Zeit durch den Mikroprozessor 152 dadurch gemessen, daß eine binäre "Eins" in die binäre Vergleichsschaltung 196 einprogrammiert wird, um den Zähler des Taktgeber-Zählers 192 beim Anliegen der ersten Signalspitze anzuhalten (d.h. die Signalspitze infolge einer Echoreflexion an der Hornhaut).

Die Raute 208 stellt das bevorzugte Verfahren zum Erkennen einer Hornhautgrube dar. Die gemessene Zeit zwischen dem Hauptknall und der Hornhaut wird untersucht, um zu ermitteln, ob sie weniger ist als eine minimale zulässige Zeitspanne. Diese minimale zulässige Zeitspanne kann in den Festwertspeicher des Abtasters vorprogrammiert werden, doch wird diesesmal vorgezogen, sie kurz vor der Meßzeit zu bestimmen. Wenn beispielsweise die Sonde 14 nicht in Berührung mit dem Auge steht, dann tritt eine Echoreflexion an der biegsamen Membrane 24 auf und wird vom Taster 12 abgegriffen. Die Zeit bis zum Auftreten der Echoreflexion kann dann im Speicher mit wahlfreiem Zugriff des Speichers 202 für einen späteren Vergleich mit der

gemessenen Zeit zwischen dem Hauptknall und der Hornhaut gespeichert werden, wenn die Sonde das untersuchte Auge berührt. Wenn die Zeit des Hornhautechos um einen bestimmten Prozentsatz kleiner ist als die vorher gespeicherte Zeit der Membranenreflexion (oder eines anderen entsprechenden Algorithmus), dann ergibt sich ein "Yes" ("Ja") an der Raute 208.

Wenn die Berechnung an der Raute 208 ein "Yes" ("Ja") er-IQ zeugt und damit anzeigt, daß eine Hornhautgrube vorhanden ist, gibt der Mikroprozessor 152 ein Warnsignal an die Datensammelschiene 154 ab, wodurch die Flüssigkristallanzeige 37 aufblinkt oder eine sichtbare Nachricht (Block 210) anzeigt. Diese Nachricht zeigt an, daß I^ eine Hornhautgrube vorhanden ist, so daß die Stellung der oder der Druck auf die Sonde 14 entsprechend verstellt werden können.

Die Blöcke 214-218 zeigen an, daß die Zeitspannen zwisehen dem Auftreten des Hornhautechos und der nächsten drei Signalspitzen einzeln gemessen werden. Nach jeder dieser Messungen zeigen die Rauten 220-224 an, daß die zeitliche Beziehung zwischen dem Hornhautecho oder der Signalspitze und den drei nachfolgenden Signalspitzen untersucht werden. Diese zeitlichen Bestimmungen stellen das bevorzugte Verfahren zum Erkennen einer axialen Fehlfluchtung dar.

Obwohl sich die Augenparameter im allgemeinen von Patienten zu Patienten verändern, können trotzdem bestimmte Bereiche für gewählte Parameter umrissen werden. So muß bei spielsweise die Zeitspanne zwischen einer Hornhautsignalspitze und der vorderen Linsensignalspitze innerhalb eines ersten vorgegebenen Bereiches liegen, die Zeitspanne zwischen der Hornhautsignalspitze und der hinteren Linsensignalspitze innerhalb eines zweiten vorgegebenen

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Bereiches usw.. Liegt die Zeitspanne zwischen diesen Signalspitzen außerhalb der entsprechenden Bereiche, dann stellt der Abtaster 12 eine axiale Fehlfluchtung fest.

c Wird eine axiale Fehlfluchtung erkannt/ so zeigt die Linie 212 der Fig. 4 an, daß Messungen solange wiederholt werden, bis der Zustand korrigiert ist. Es sei bemerkt, daß die vom Zähler im Taktgeber-Zähler 192 erzeugten Zählsignale vom Mikroprozessor 152 nicht in nachfolgenden axialen Lan-

-^q genrechnungen verwendet werden, um ein ungenaues Ausgangssignal für die axiale Länge des Abtasters 12 zu verhindern. Es sei auch bemerkt, daß der Mikroprozessor 152 beim Erkennen dieses Zustandes bewirken kann, daß ein Tongenerator 252 einen Ton aussendet. Umgekehrt könnte der Mikro-

, c prozessor 152 auch so programmiert sein, daß er den Tongenerator 22 5 einen speziellen Ton nur dann aussenden läßt, wenn nach dem Beginn des Meßverfahrens Sonde und Auge axial miteinander fluchten. Daher wird nach dem Niederdrücken des Fußschalters 18 oder einer anderweiti-

2Q gen Einleitung des Meßverfahrens ein Ton erzeugt, um dem Arzt zu melden, ,daß die Sonde 14 mit dem Auge richtig fluchtet, und die, Messung der axialen Länge fortschreitet.

Die Linie 226 der FdDg_s. 7 zeigt an, daß die vorerwähnten Einzelzeitmessungen bei"ajcialer""Fluch.tung eine bestimmte Anzahl von Malen wiederholt werden, vorzugsweise sechzig mal (60). Für jede Messung werden die entsprechenden Zählsignale im Speicher mit wahlfreiem Zugriff des Speichers 202 gespeichert, und nach Vollendung einer Gruppe von sechzig Messungen berechnet der Mikroprozessor 52 einen Durchschnittswert aus diesen Zählsignalen. Dann wird nach Block 22 8 die Gruppe aus den sechsten Messungen durch weitere sieben Male wiederholt, bis eine Gesamtzahl von acht Meßgruppen durchgeführt wurde. Diese acht ausgemittelten Zählsignale werden dann wiederum ausgemittelt, und das sich ergebende Zählsignal wird auf einen numerischen Wert für

-19-

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* I -—η-

t " * * T "ι ι ι Ii ■ * " ί

die axiale Länge bezogen. Dieser numeris. -i V/ert. wird dann an der Flüssigkeitsanzeige 37 dargestellt. i.;s sei bemerkt, daß die Zahl der durchgeführten Messungen und der Ausmittelverfahren dazu dient, die Genauigkeit des vom Abtaster 12 erzeugten axialen Längenwertes zu erhöhen .

Bei einem Ausführungsbeispiel gestattet eines der im Festwertspeicher des Speichers 202 gespeicherten Programme auch die Anzeige einer Normabweichung der acht Meßgruppen. Diese Normabweichung zeigt dem Arzt die Stabilität der Lage der Sonde gegenüber dem untersuchten Auge an.

Es versteht sich, daß bei dem vorstehend beschriebenen Verfahren zum Messen und Erkennen von Hornhautgruben und axialer Fehlfluchtung Änderungen vorgenommen werden können. Beispielsweise kann die axiale Fehlfluchtung durch einen Vergleich von anderen Zeitspannen als der oben erwähnten ermittelt werden. Es kann vorteilhaft sein, die Zeitspanne zwischen dem Anliegen der Signalspitze für die vordere Linse und der für die hintere Linse zu vergleichen usw. Ebenso kann es vorteilhaft sein, zu ermitteln, ob ein kleines Echosignal kurz vor den Sklera Reflexionen nach Fig. 2a austritt. Sodann sei bemerkt, daß der Abtaster 12 auch diese Verfahren ändern oder korrigieren kann, um Situationen wie Sonderreflexionen infolge von einem Star, Tumor oder dergleichen zu berücksichtigen. Beispielsweise kunn der ^Arzt über das Tastenfeld die Zahl der Echob rogrammieren,die zu berücksichtigen sind oder einen ·> sonderen Schwellwertpegel auswählen.

Die Anlagenschaltun9 150 der Figur 3 weist auch ein Stimmengenerator 230 auf. Dieser SV^aienqenera^- 230

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kann auf verschiedene Art vom Abtaster 12 eingesetzt werden. Beispielsweise kann der Mikroprozessor 152 so programmiert werden, daß er den Stimmengenerator 2 30 hörbar die Werte für die axiale Länge und die Normabweichung

c wiedergeben läßt, die an der Flüssigkristallanzeige 37 zu sehen sind* Der Stimmengenerator 230 kann auch zur hörbaren Wiedergabe verschiedener Wörter wie "bereit" verwendet werden, wenn der Abtaster 12 für eine Messung bereit ist usw..

Soll ein Echohistogramm an der Flüssigkristallanzeige des Abtasters 12 dargestellt werden, dann befiehlt der Mikroprozessor 152 der logischen Steuerschaltung 160, die Signalflanken zum Anhalten des Zählers im Taktgeber-Zähler

je 192 zu verwenden. Damit ermöglicht es die logische Steuerschaltung 160 den Signalflanken auf der Leitung 182 an den Impulszähler 194 übertragen zu werden. Der Mikroprozessor bewirkt auch, daß ein Binärwert in der binären Vergleichsschaltung 196 gespeichert werde, der der Zahl der

2Q zu untersuchenden Signalflanken entspricht.

Das Ablaufdiagramm der Fig. 8 zeigt das bevorzugte Verfahren zum Anzeigen eines erfindungsgemäßen Echohistogramms. Auch wird eine graphische Darstellung 2 32 der gefilterten Echosignale (die am Spitzenwertgleichrichter 174 und am Schmitt-Trigger 176 anliegen) gezeigt,um das Verständnis zu erleichtern.

Die graphische Darstellung 2 32 weist eine gestrichelte Linie 234 für den Schwellwertpegel sowie eine Echosignalhüllkurve 236 auf. Die erste Spitze 238 der Hüllkurve stellt die Hornhautreflexion, die dritte Spitze 243 die Reflexion der Hinterlinse und die vierte Spitze 244 die Netzhautrefelxion dar. Die Punkte 246-260 stellen acht

33387A5

Punkte dar, an denen die Hüllkurve 236 den Schwellwertpegel 234 kreuzt.

Wennimmer die Hüllkurve 2 36 den Schwellwertpegel 2 34 kreuzt, verändert die Signalflanke auf der Leitung 182 der Fig. 3 einen logischen Schaltzustand. Somit schaltet am Punkt 246 die Signalflanke von einem niederpegeligen in einen hochpegeligen Zustand und am Punkt 248 wieder in den niederpegeligen Zustand zurück. Diese Ver-

IQ änderungen der Signalflanke dienen der logischen Steuerschaltung zur Steuerung des Zählers im Taktgeber-Zähler 192. Damit können die genauen Punkte, an denen die Hüllkurve 236 den Schwellwertpegel kreuzt, bestimmt und im Speicher mit wahlfreiem Zugriff des Speichers 202 ge-

IQ speichert werden. Durch Messen, wann diese Kreuzungspunkte an verschiedenen Schwellwertpegeln auftreten, kann eine Karte der Hüllkurve 2 36 gezeichnet werden.

Somit wird der Schwellwertpegel auf be-

stimmte vorgegebene Pegel eingestellt, wobei auf jedem Pegel die Zeitpunkte bestimmt werden, zu welchen die Hüllkurve den Schwellwertpegel kreuzt. Im Abtaster 12 werden diese vorgegebenen Schwellwertpegel im allgemeinen durch die Auflösung der Flüssigkristallanzeige 37 bestimmt. Obwohl die Flüssigkristallanzeige 37 eine Punktmatrix mit zweiunddreißig Zeilen und achtzig Spalten darstellt, ist der Mikroprozessor 152 für eine Auflösung von sechzehn verschiedenen Schwellwertpegeln programmiert. Die Flüssigkristallanzeige bei diesem Ausführungsbeispiel ist eine Anzeige Epsom Modell EGY84 32OAT.

In Fig. 8 wird der Schwellwertpegel 234 zunächst auf Null zurückgestellt, nachdem das Programm für das Echohistogramm begonnen wurde, s.Block 262. Block 264 zeigt an, daß der Schwellwertpegel 2 34 dann auf den nächst höheren

Pegel angehoben wird, der an diesen Punkt der niedrigste Schwellwertpegel ist, der auf der Flüssigkeitsanzeige dargestellt werden kann. Der Block 266 zeigt an, daß die in der binären Vergleichsschaltung 196 gespeicherte Img pulszahl gelöscht wird. Diese Impulszahl wird dann erhöht (Block 268) so daß der Zähler im Taktgeber-Zähler 192 beim Anliegen der ersten Signalflanke anhält. Außerdem zeigt Block 2 78 an, daß die logische Steuerschaltung 160 auch die abzugreifende Signalflanke wechselt, so daß der Zäh- -^q ler im Taktgeber-Zähler 192 angehalten werden kann, wenn die Signalflanke auf einen niederpegeligen oder hochpegeligen logischen Schaltzustand übergeht.

Dann wird der Zähler im Taktgeber-Zähler 192 gelöscht 5 (Block 270), und der Mikroprozessor 152 befiehlt dem Geber 156, einen Impuls zu erzeugen, der den Wandler beaufschlagt, ein Ultraschallsignal abzugeben (Block 272). Der Block 272 zeigt auch an, daß der Mikroprozessor 152 der logischen Steuerschaltung 160 befiehlt, den Zähler im Taktgeber-Zähler 192 zu beaufschlagen, um eine Zählung am richtigen Zeitpunkt zu beginnen. Dieser Zeitpunkt kann beispielsweise das Anliegen der ersten Signalspitze sein.

Wenn die durch den Impulszähler 194 gezählte Zahl der Signalflanken gleich ist der in der binären Vergleichsschaltung 196 gespeicherten Impulszahl, zeigt der Block 2 74 an, daß der Wert des laufenden Schwellwertpegels in einem Speicher mit wahlfreiem Zugriff gespeichert wird, wobei die Speicherstelle dem Zählsignal entspricht, das durch den Taktgeber-Zähler 192 festgelegt wurde. Die Zeile 2 76 zeigt an, daß die Impulszahl auf die nächst höhere Zahl angehoben wird und, daß die Messung wiederholt wird.

Dieser Vorgang wird solange fortgesetzt, bis jeder Punkt, an dem die Hüllkurve 236 den laufenden Schwellwertpegel kreuzt, untersucht wurde. Diese Bestimmung wird mit Be-

naohqereicht]

'"""—=—■

zugnahme auf Raute 278 durchgeführt. Nach Abgreifen des letzten Kreuzungspunktes sucht die binäre Vergleichsschaltung 196 nach einer nicht anliegenden Signalflanke. Daher zählt der Zähler im Taktgeber-Zähler 192 solange fort, bis die Zählung den Maximalwert des Zählers erreicht hat. Jetzt bestimmt der Mikroprozessor 152 ob der Schwellwertpegel auf seinen Maximalwert angehoben wurde oder nicht (Raute 280). Ist dies nicht der Fall, dann zeigt die Linie 282 an, daß der Schwellwertpegel ^q 2 34 auf den nächst höheren Wert angehoben wird, wobei der vorstehend beschriebene Vorgang solange wiederholt wird, bis alle Kreuzungspunkte am neuen Schwellwertpegel abgegriffen worden sind.

Wenn das gesamte Verfahren auf jeden der lösbaren Schwellwertpegel wiederholt worden ist, enthält der Speicher mit wahlfreiem Zugriff des Speichers 202 eine Karte der Hüllkurve 234, die dann in Abhängigkeit von einem vom Mikroprozessor abgegebenen Befehl angezeigt werden kann. Es versteht sich, daß das vorstehend beschriebene Verfahren für die Darstellung eines Echohistogramms verändert werden kann. Beispielsweise könnte der Schwellwertpegel auch von einem maximalen Pegel abwärts geregelt anstatt aufwärts geregelt werden. Es kann auch vorteilhaft sein, gleichzeitig mit der Messung der axialen Länge des Auges ein Echohistogramm zu erzeugen. Außerdem kann es vorteilhaft sein, das Histogramm periodisch oder laufend unter bestimmten Umständen fortzuschreiben.

Damit der Abtaster 12 ein genaues Histogramm der Echoreflexionen anzeigen kann, muß die Geschwindigkeit oder Frequenz mit welcher das Histogramm erzeugt wird, erheblich schneller sein als die A'nderungsgeschwindigkeit der

Echoreflexionen,so daß das daraus entstehende Histogramm 35

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gleich einem während einer einzigen Kippschwingungsperiode erzeugten Histogramm ist. Obwohl es in einigen Fällen wünschenswert sein kann, eine Kathodenstrahlanzeige der Echoreflexionen zu bieten, sei bemerkt, daß ein erfindungsgemäßes digital erzeugtes Histogramm einen billigen Ausweg gegenüber den früheren Anzeigen bedeutet, wobei im wesentlichen alle Vorteile des früheren Verfahrens erhalten bleiben.

Fig. 4 zeigt einen Frontaufriß des Tastenfeldes 52. Das Tastenfeld 52 enthält einen numerischen Tastenblock 54 und einen Steuertastenblock 56. Der Steuertastenblock 56 weist eine Taste "Audio" auf, die zur Lautenstärkenregelung von hörbaren Tönen und Sprache dient, die vom Abtaster im Zusammenwirken mit den beiden senkrechten Pfeiltasten neben der Audiotaste erzeugt werden. Die Löschtaste ("delete") dient zum Löschen des letzten vom numerischen Tastenblock 54 eingegebenen Zeichens. Mit der Rückstelltaste ("reset") wird der Abtaster 12 veranlaßt, auf seine vorherige Betriebsart zurückzufallen, in der er lief, ehe die Rückstelltaste gedrückt wurde. Mit der Taste "Drucken" ("print") wird der Abtaster 12 beaufschlagt, den Drucker 58 anzusteuern, damit er die auf der Flüssigkristallanzeige 37 dargestellten Daten drucke.

Die Taste "IOL" des Steuertastenblocks 56 dient dazu, auf der Flüssigkristallanzeige 37 ein Ablaufprogramm anzuzeigen, das die IOL-Formeln auflistet, welche im Speicher des Abtasters 12 gespeichert sind. Mit der Taste "calc" ("Rechnen") wird dem Abtaster 12 befohlen, die Antwort auf eine IOL- oder eine andere entsprechende gewählte Formel zu berechnen. Die Taste "menu" ("Abrufprogramm") leitet eine Abrufprogrammbetriebsart ein, wobei ein oder mehrere Abrufprogramme an der Flüssigkristallanzeige 37 dargestellt werden können. Die beiden waagerechten Pfeiltasten dienen zur Steuerung der Stellung von zwei Läufern,

die an der Flüssigkristallanzeige 37 sichtbar sind. Diese Läufer können beispielsweise in Verbindung mit einem an der Flüssigkristallanzeige 37 angezeigten Histogramm eingesetzt werden, um zwei spezielle Echoreflexionen zu kennen zeichnen, deren Axialabstand voneinander berechnet werden soll. Schließlich dient die Taste "enter" ("Eingeben") zur Eingabe beliebiger ausgewählter numerischer Werte in den RAM-Speicher des Abtasters 12.

^q Fig. 5a zeigt einen Stromlaufplan des Gebers 156. Der Geber 156 erhält einen Geberbefehl von der logischen Steuerschaltung 160 über eine Leitung 162. Der Geberbefehl liegt sowohl an einem Umschaltspannungsregler U25 als auch an einen Pegelhubkreis U26 an. Der Umschaltspannungsregler

■je U25 dient zum Erzeugen einer hohen Gleichspannung (d.h. 25OV) aus einer niedrigen Eingangsgleichspannung (d.h. 15V). Der Umschaltspannungsregler erzeugt einen Ausgangsimpuls auf einer Leitung mit einer Frequenz, die durch R45 und C32 bestimmt wird. Der Ausgangsimpuls steuert das Umschalten der Transistoren Q1-Q3. Der Transistor Q3 steuert den Stromlauf durch Transformator T1, so daß dieser eine hohe Ausgangsspannung an eine Leitung 286 abgibt, wenn der Stromfluß in ihm unterbrochen wird. Diese hohe Spannung lädt einen Kondensator C36 auf, der dann mit einer Diode D6 zusammenwirkt, um die Spannung auf der Leitung 288 auf einen hohen Gleichspannungspegel anzuklemmen. Gleichzeitig wird ein Kondensator C38 über R51 und D4 langsam auf diesen hohen Gleichspannungspegel aufgeladen.

Der Pegelhubkreis U26 hebt die Eingangsspannung auf der Leitung 162 von 0,0 bis 5,0 V auf eine Ausgangsspannung von 0,0 bis 15,0 V auf einer Leitung 2 90 an. Wenn der Geberbefehl auf der Leitung 162 anliegt, steuert das Ausgangssignal des Pegelhubkreises U26 einen Feldeffekttransistor Q4 durch. Dadurch entlädt sich der Kondensator C38 schnell über einen Widerstand R52, der parallel zum Wandler 158 der Sonde geschaltet ist. Dadurch -26-

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ergibt sich ein Hochspannungsipuls am Wandler 158, wodurch dieser ein kurzes Ultraschallsignal von einer Frequenz von annähernd 10 MHz erzeugt.

§ Der Sende- oder Ubertragungsbefehl gelangt auch an den "Abschalteingang" des Unschaltspannungsreglers U26. Damit wird dieser durch den Übertragungsbefehl während einer Messung abgeschaltet, um zu gewährleisten, daß kein Hochspannungsimpuls die Meßgenauigkeit stört.

Fig. 5a zeigt auch die Schnittstelle des Mikroprozessors

(Eingang 292) mit dem Drucker 54 (Eingang 294). Diese Schnittstelle enthält mehrere Opto-Koppler 2 96, die zur Trennung des Druckers von der Schaltung des Mikropro- !5 zessors dienen.

Fig.5b zeigt einen Stromlaufplan des vorderen Abschnitts der Empfängerschaltung 166. Der Empfänger 166 ist über die Leitung 164 mit dem Wandler 158 verbunden. Die Leitung 164 ist an einen Linearverstärker U28 und einen logarithmischen Verstärker U27 (über eine Leitung 298) geführt. Es sei jedoch bemerkt, daß die Dioden D7-D1O den Hoch- und den Niederspannungseingang an diese Schaltungen bis zu einem Maximum von 1,5V und einem Minimum von -1,5 V anklemmen, um die Schaltungen von der beim Hauptknall induzierten hohen Spannung zu schützen.

Der Linearverstärker U28 verstärkt die abklingenden sinusförmigen Echosignale auf der Leitung 164 und erzeugt ein

Differentialausgangssignal. Dieses liegt an einem Impe-30

danzanpassungstransformator T2 an, der ein verstärktes

Echosignal an die Leitungen 300 und 302 abgibt. Die Leitung 300 ist mit dem logarithmischen Verstärker U27 verbunden. Damit gibt es zwei Eingänge für den logarithmi- »_ sehen Verstärker U27, nämlich das nicht verstärkte Echosignal auf einer Leitung 298 und das verstärkte Signal auf der Leitung 300. Der logarithmische Verstärker U27

vereinigt diese beiden Eingangssignale und liefert einen zweiten Verstärkungszustand.

Das Differentialausgangssignal des logarithmischen Verstärkers U27 liegt an einem linearen Verstärker U30 an, der für eine dritte Verstärkunqsstufe sorgt. Diese dritte Verstärkungsstufe ist wichtig, da der Verstärkungsgrad dieser Stufe durch den vorerwähnten Empfind-

lichkeitsregler über eine Leitung 304 gesteuert wird. Das jQ Ausgangssignal des Linearverstärkers U30 liegt an einem Impedanzanpassungstransformator T3 an, der seinerseits an den Mischkreis 170 der Fig. 5c geführt ist.

Auch das Ausgangssignal des Transformators T3 liegt an IQ einem Linearverstärker U29 über eine Leitung 302 an. Dieser Verstärker wird anstelle des Linearverstärkers U30 benützt, wenn der Abtaster die Hornhautdicke des Auges mißt. Da die Empfindlichkeit der die Dicke der Hornhaut messenden Sonde sich von der die axiale Länge messenden Sonde unterscheidet, muß ein unterschiedliches Verstärkungsverfahren verwendet werden. Es sei jedoch bemerkt, daß der Verstärkungsgrad des Linearverstärkers U29 auch durch den Empfindlichkeitsregler über eine Leitung 306 gesteuert wird.

Fig. 5c zeigt einen Stromlaufplan der restlichen Abschnitte des Empfängers 166. Der Mischkreis 170 weist ein abgeglichenes Mischglied U31 auf, welches die verstärkten Echosignale gleichrichtet. Ein Transistor Q5 ist als Emitterfolger geschaltet, wodurch sich eine hohe Eingangsimpedanz ergibt; er arbeitet als Puffer zwischen dem abgeglichenen Mischglied U31 und dem Tiefpaß 172.

Das Ausgangssignal des Tiefpaßfilters 172 liegt über eine Leitung 308 am Spitzenwertgleichrichter 174 und über eine Leitung 310 am Schmitt-Trigger an. Der Schmitt-Trigger 176

weist eine Vergleichsschaltung U33 auf, die eine logische hochpegelige Signalflanke auf der Leitung 182 erzeugt,wenn die gefilterten Signalflanken den vorgegebenen Schwellwertpegel übersteigen. Der Schwellwertpegel gelangt an die Vergleichsschaltung U33 vom Schwellwertpegelregler über eine Leitung 312.

Der Spitzenwertgleichrichter 174 weist einen Differenzierkreis 314 und eine Vergleichsschaltung U34 auf. Der Differenzierkreis 314 erzeugt ein Ausgangssignal proportional der Steilheit der gefilterten Echosignale und erzeugt damit einen Nulleingangsspannungspegel für die Vergleichsschaltung U34, wenn das gefilterte Echosignal von einer positiven Anstiegsflanke auf eine negative Abstiegsflanke wechselt (ca. bei der maximalen Amplitude). Der Eingang mit Nullspannungspegel bewirkt, daß die Vergleichsschaltung U34 einen hochpegeligen logischen Impuls an eine Leitung 316 abgibt. Diese ist mit einem internen NAND-Glied in der Vergleichsschaltung U33 verbunden, wodurch auf der Leitung 188 ein niederpegeliger logischer. Spitzenimpuls anliegt/ wenn die Maximalamplitude des gefilterten Echosignals über dem Schwellwert liegt.

Fig.5c zeigt auch den Stromlaufplan eines Schwellwertpegelregelkreises 318. Der Schwellwertregelkreis 318 besitzt einen Digital-Analogumsetzer 184 sowie einen Rechenverstärker 320. Der Digital-Analogumsetzer 184 wandelt den digitalen Schwellwertpegelbefehl auf der Datensammelschiene 154 in ein analoges Stromausgangssignal um. Dieses analoge Stromausgangssignal liegt am Rechenverstärker 320 an, der den analogen Stromwert auf einer Leitung 312 in einen analogen Spannungswert umsetzt.

Fig. 5d zeigt einen Stromlaufplan des Empfindlichkeitsreglers 322. Dieser weist einen Digital-Analogumsetzer 178

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einen stromwandelnden Rechenverstärker U8 sowie einen Analogschalter U14 auf. Der Analogschalter U14 wählt einen der beiden Linearverstärker U29 und U30 im Empfänger zum Verstärken der Echosignale. Der Analogschalter klemmt einen dieser Verstärker an und überträgt die richtigen Analogspannungswerte vom Rechenverstärker U8 zum anderen Verstärker in Abhängigkeit von einem Schaltsignal auf einer Leitung 324. Das Schaltsignal wird in Abhängigkeit von einem Befehl des Mikroprozessors 152 durch die logisehe Steuerschaltung 160 übertragen.

Fig. 5d zeigt auch einen Stromlaufplan des Stimmengenerators 2 30 und des Tongenerators 22 5. Der Stimmengenerator 230 umfaßt einen Digital-Analog-Sprechregler U11 sowie zwei Speicher U12-U13. Der Regler U11 arbeitet in Abhängigkeit von mehreren Befehlen des Mikroprozessors 152 und adressiert die Speicher U12-U13, wodurch eine analoges Sprechsignal an einer Leitung 326 anliegt. Die Speicher U12-U13 sind mit bestimmten Tönen und Wörtern vorprogrammiert, die hörbar unter bestimmten Umständen vom Abtaster 12 wiedergegeben werden sollen.

Das Ausgangssignal des Stimmengenerators 2 30 auf einer Leitung 326 liegt am Lautstärkeregler 328 an. Dieser weist einen Tiefpaß 330, einenDigital-Analog-Umsetzer U6 sowie eine strom-spannungswandelnden Rechenverstärker U2 auf. Der Lautstärkeregler 328 besitzt auch eine Lautsprechertreiberschaltung U5 sowie einen Lautsprecher 32 3, die in Fig. 5e näher gezeigt sind. Der Digital-Analog-Umsetzer U6 arbeitet in Abhängigkeit von Lautstärke-Regelbefehlen des Mikroprozessors auf der Datensammelschiene 154, um die Lautstärke der vom Lautsprecher 332 erzeugten Sprache zu regeln.

Der Tongenerator 225 enthält einen Tonkreis U10,der auch an den Tiefpaß 330 des Lautstärkereglers 328 geführt ist.

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Der Tonkreis U10 arbeitet in Abhängigkeit von Tonbefehlsignalen des Mikroprozessors 152 auf der Datensammelschiene, um ein analoges Spannungssignal zu erzeugen,
welches bewirkt, daß der Lautsprecher 332 dei gewünschte ten speziellen Töne erzeugt.

Fig. 5e zeigt einen Stromlaufplan der programmierbaren logischen Schaltung mit Taktgeber 190. Die logische Steuershaltung 160 der programmierbaren logischen Schaltung mit

^q Taktgeber weist eine programmierbare logische Anordnung (PLA) U23 sowie einen Flip-Flop U24 auf. Dieser arbeitet in Abhängigkeit von verschiedenen Befehlen auf der Datensammelschiene 154 um bestimmte Signale zu erzeugen wie
den Übertragungsbefehl auf der Leitung 162. Die PLA U23

•j^g erhält die Signalflanken und Signalspitzen über Leitungen 182 und 188 und benutzt diese Signale wahlweise zum Steuern des Taktgeber-Zählers 192.

Die PLA U2 3 ist so programmiert, daß sie mehrere Signale gemäß den folgenden Gleichungen erzeugt:

Abtastsignal = Teil 1 + SG · Knall

Teil 1 = Spitze . Mess . Sp + Spitze.En.Mess.Sp.SG+

Spitze .En.Thr
25

Echo = Spitze . Sp + Spitze . Thr = (Spitze + Sp)

(Spitze + ThS) = Spitze . Tp + Spitze . Thr + Sp . Thr

Thr = Flanke . Anstiegsflanke . En + Flanke . Anstiegsflanke . En,

worin das Zeichen "+" ein logisches "ODER" und das Zeichen "." ein logisches "und" bedeutet. So wird z.B. das "Abtastsignal" erzeugt, wenn ein Signal "Teil 1" oder wenn eine Kombination aus den Signalen "SG" und "Knall" anliegen.

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Das Signal "SG" zeigt an, daß der Zähler im Taktgeber-Zähler 192 beim Anliegen des Hauptknalles zu zählen beginnen muß, während ein Signal "SG" anzeigt, daß der Zähler mit seiner Zählung beim Anliegen der ersten Signalspitze zu zählen beginnen muß.' Das Signal "Knall" zeigt an, daß der Hauptknall aufgetreten ist.

Außerdem zeigt das Signal "positive Anstiegsflanke" an, das Impulszähler U19 die Signalflanken zählen muß, die von einem niedorpegeligen logischen Schaltzustand in einen hochpegeligen umschalten, während das Signal "Anstiegsflanke" anzeigt, daß die Signalflanken, die vom hochpegeligen Zustand zum niederpegeligen umschalten, gezählt werden müssen. Das Signal "Spitze" zeigt an, daß der Imc pulszähler U19 die Signalspitzen und nicht die Signalflanken zu zählen hat.

Der Taktgeber-Zähler 192 weist einen 10MHz-Taktgeber U15, eine Verriegelungsschaltung U18 sowie einen 16-Bit-Zähler

2Q auf. Dieser besteht aus einem Zähler U17 für die vier Bits der letzten Stellen, einen JK-Flip-Flop U16 für das fünfte Bit sowie einen Teil eines Zählerkreises U59 (Fig. 6b) für die restlichen elf Bits. Obwohl dieses Ausführungsbeispiel nur einen Zähler in der Taktgeber-Zählerschalweist

ok tung 192 auf/, könnten auch mehrere Zähler eingesetzt werden, um gleichzeitig mehrere Zählsignale zu erzeugen.

Der Impulszähler 194 weist einen Impulszähler U19 sowie einen D-Flip-Flop U22 auf, der zur Rückstellung des Impulszählers U19 dient. Schließlich weist die binäre Vergleichsschaltung 196 eine binäre Vergleichsschaltung U20, eine Verriegelungsschaltung U21, einen JK-Flip-Flop U16 sowie einen D-Flip-Flop U22 auf.

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Für eine Kurzdarstellung der programmierbaren logischen und Steuerschaltung 190 befiehlt der Mikroprozessor 152 der PLA U23, entweder eine Signalflanke oder eine Signalspitze an die Leitung 199 abzugeben. Wird beispielsweise eine axiale Längenmessung durchgeführt, dann überträgt die PLA U23 die Signalspitzen an die Leitung 199, wenn sie vonder Leitung 188 her anliegen. Der Mikroprozessor 152 beaufschlagt die Datensammelschiene 154 mit einem gewählten Impuls, der durch den internen Speicher U21 gespeichert wird. Wenn der Flip-Flop U24 den Übertragungsbefehl dekodiert, dann werden der Impulszähler U19 und der Taktgeber-Zähler gelöscht. Wenn dann die PLA U23 den Hauptknall (SG=O) oder die erste Signalspitze (SG=1) abgrenzt, liegt an der Leitung 198 ein Abtastsignal an.

IQ Dies bewirkt, daß das Ausgangssignal des Flip-Flops U22 den Schaltzustand ändert und der Zähler U17 mit der Zählung beginnt.

Wenn beispielsweise die durch den internen Speicher U21 gespeicherte Impulszahl eine binäre "Eins" ist, dann bewirkt die binäre Vergleichsschaltung U20, daß auf der Leitung 334 ein niederpegeliges logisches Signal nach dem ersten Übergang der Echomarke vom hochpegeligen zum niederpegeligen Zustand anliegt. Dieses Signal bewirkt, daß das Ausgangssignal des Flip-Flops U22 wiederum den Schaltzustand ändert und an die Leitung 200 an Haltsignal nach dem nächsten Abtastimpuls für den hochpegeligen übergang abgibt. Das Haltsignal läßt den Zähler im Taktgeber-Zähler 192 (d.h. die Kreise U16, U17 und U59) die Zählung unterbrechen. Wenn der Befehl "niederpegelig schalten" an der Leitung 336 anliegt, gibt der interne Speicher U18 die fünf Bits mit der geringsten Stellenzahl des vom Zähler erzeugten Zählsignals an die Datensammelschiene 154 ab.

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Die Fig. 5e zeigt auch einen Stromlaufplan der Lösch- oder Rückstellschaltung 338 für die Anlagenschaltung 150.

Die Fign. 6a-c zeigen einen Stromlaufplan des erfindungsgemäßen Mikrocomputers 340. Der Mikrocomputer 340 weist einen Mikroprozessor 152 (oder eine Zentraleinheit U40) auf. Obwohl beim beschriebenen Ausführungsbeispiel ein Acht-Bit-Mikroprozessorplättchen Motorola MC68O9 verwendet wird, sei bemerkt, daß jeder geeignete Mikropro-

-^q zessor oder Miniaturbaustein erfindungsgemäß verwendet werden kann. Die Dateneingänge des Mikroprozessors 152 sind mit D0-D7 und die Adressenanschlüsse mit A0-A15 gekennzeichnet. Mehrere Puffer U41-U4 3 dienen zur Aufnahme der einzelnen Datensätze und Adressensignale, wenn sie vom Mikroprozessor 152 erzeugt werden. Das Ausgangssignal des Puffers U43 gelangt an die Datensammelschiene 154, während die kombinierten Ausgangssignale der Puffer U41-U42 an die Adressensainmelschiene 342 weiter gegeben werden.

D^er Mikrocomputer 340 weist auch vier Festwerspeicher (ROM) U44-U45 und U47-U48 auf, von denen die ersten drei einen Speicher von 8K Bytes besitzen, wenn sie zur Speicherung des Programm-Materials der Anlage dienen. Der ROM U48 enthält ein kaufmännisches Rechenprogramm.

Der Mikrocomputer 340 verfügt auch über zwei nicht flüchtige Speicher U54 und U57, welche der Speicherung von Parametern die die Schallgeschwindigkeit usw. dienen. Zwei Speicher mit wahlfreiem Zugriff RAM U51-U52 sind der RAM der Anlage und weisen eine Speicherkapazität von 2K Bytes auf. Beide Speicher sind an eine Speicherdatensammelschiene 343 geführt, die mit der Anlagendatensammelschiene 154 über einen Puffer U55 verbunden ist.

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Fig. 6a zeigt auch die logischen Schaltungen von Routineverzeichnis -Dekodierern U46, U49 und U53. Diese Schaltun-

den

gen dienen zum Adressieren bestimmter Stellen in/verschiedenen vorstehend beschriebenen Speichern. Weiter ist auch ein Dekodierer-Demultiplexer U50 gezeigt, der die zum Adressieren bestimmter vom Mikroprozessor 152 gesteuerter Schaltungen erforderlichen Signale erzeugt. Beispielsweise erzeugt der Dekodierer-Demultiplexor U50 ein Signal "AGC STB" auf einer Leitung 344, das zum Adressieren des

Q Digital-Analogumsetzers 178 im Empfindlichkeitsregler 322 dient.

Nach Fig. 6b weist der Mikrocomputer drei interne Speicher U56, U58 und U61 auf. Diese internen Speicher sind an die Datensammeischiene 154 geführt und dienen als Schnittstelle zwischen dieser und der Flüssigkristallanzeige 37. Fig. 6b zeigt auch einen universalen asynchronen Empfängersender (UART) U60, der zusammen mit einem in Fig. 6c gezeigten Baud-Zähler U62 Teil einer Prüfschnittstelle 346 für Wartungszwecke bildet.

Fig. 6c zeigt einen Geräteanschluß für eine periphere Schnittstelle (PIA) U6 3. Dieser PIA U63 dient zur Steuerung des Druckers 54. Der PIA U63 dient auch im Zusammenwirken mit einem Dekodierer-Treiberkreis U64 zur Aufnahme von Daten des Tastenfeldes 52 und zur Weiterleitung dieser Daten an die Datensainmelschiene 343.

Um ein weiteres Verständnis der Stromkreise der Anlagenschaltung 150 zu erleichtern, kennzeichnet die nachstehende Tabelle die einzelnen Teilenummern der integrierten Schaltungen und viele Bausteinwerte der Anlagenschaltung.

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	LM385	U2	/ '	« # · Φ *	m " % " * "" **
Tabelle	ΙΛ317	U5	LM324		/^ ^*\ '^ (~\ Γ~
U1	AD7524JN	U8	LM386	U3
Ü4	CDP1863C	Uli	CA3240E	U6	AD7524JN
U7	MC14052B	Ü15	MM54104	U9	AD75254JN
UlO	74L5373	U19	lOMHz	U12	MM52164
U14	74L5374	U22	75L5393	U16	74L576
U18	74L5374	U25	74L574	U20	DM8131
U21	TL441	U28	ΙΛ3524	U23	PAL12H6CN
U24	MC1350	U31	MC1350	·. U26	DS0056
U27	LM361	U34	TL442	U29	MC1350
U30	HCPL2730	U37	ΙΛ361	U32	LM318
U33	HCPL2730	U40	HCPL2730	U35	HCPL2730
U36	74L5244	U43	MC6809	U38	HCPL2730
U39	MCM68764	U46	74L5245	U41	74L5244
U42	MC68A39	U49	PAL10L8	U44	MCM68764
U45	HM6116	U52	PALI0L8	U47	MCM68764
U48	XD2210	U55	HM6116	U50	74LS138
U51	XD2210	U58	74L5245	U53	PAL10L8
U54	MC6850	U61	74L5374	U56	74L5374
U57	MC6821	U64	74L5374	U59	MC6840
U60	MC1488	U67	MM74C922	U62	MM5307
U63	IK	R2	Ma4012	U65	1489
U66	1OK 1%	R5	1OK
Rl	6.98K 1%	R8	1OK 1%	R3	27K
R4	lOK	RIl	4.7K 1%	R6	4.7K
R7	1OK	R14	lOOK	R9	IM 1%
RIO	lOOK	R17	IM	R12	1OK
R13	2.7K	R20	IM	R15	lOOK
RI6		BAD	5OK	R18	47Or
R19		ORIGINAL	R21	330K
		-36-

25 30 35

R33	IM
R36	2OK
R39	1OK
R42	3OK
R45	9.1K
R48	IK
R51	33Κ
R54	5Ir
R57	27Or
R60	4.7Κ
R63	27Or
R66	22Or
R69	3.3Κ
R72	68Or
R75	68Or
R78	22Κ
R81	22Κ
R84	1OK
α	27pf
C4	.luf
Cl	.luf
αο	luf
C15	.luf
eis	.Oluf
C21	lOuf
C24	.Oluf
C27	27pf
C31	lOuf

	1OK	R35	3338745
R34	10Or	R38	6.2K
R37	10Or	R41	4.7K
R40	4.7K	R44	2OK
R43	9.1K	R47	4.7K
R46	IM	R50	IK
.R49	51r	R53	IK
R52	7Or	R56	75r
R55	22Or	R59	15K
R58	6.8K	R62	27K
R61	22Or	R65	20Or
R64	5.1K	R68	5.1K
R67	47r	R71	33r
R70	68Or	R74	IK
R73	10Or	R77	1.2K
R76	1OK	R80	10Or
R79	1OK	R83	1OK
R82	33Or	R89	33Or
R85	27pf	C3	2K
C2	.luf	C6	.luf
C5	lOOuf	C9	.luf
C8	luf	C14	.luf
αϊ	.Oluf	C17	.luf
C16	luf	C20	.luf
C19	.luf	C23	.Oluf
' C22	.luf	C26	lOuf
C25	.luf	C30	27pf
C29	.002uf	C33	3OK
C32			.0022uf
	BAD ORIGINAL		-37-

Ψ/Ι·

C34	.luf	C35	luf	C36	.luf
C38	20000pf	C39	.Oluf	C40	.Oluf
C41	.Oluf	C42	.luf	C43	.luf
C44	.luf	C45	.luf	C46	.luf
C47	.Oluf	C48	.Oluf	C49	.Oluf
C50	.Oluf	C51	.Oluf	• C52	.Oluf
C53	.Oluf	C54	.luf	C55	.luf
C56	.luf	C58	.luf	C61	47uf
C62	.OOluf	C63	.Oluf	C65	luf
C66	.Oluf	C67	.Oluf	C68	.Oluf
C69	.Oluf	C7O	.Oluf	C71	lOuf
C73	.luf	C74	.luf	C75	27pf
C76	.Oluf	C77	180ff	C78	15pf
C79	.luf	C80	.luf	C81	.luf
C82	lOuf	C83	.Oluf	C84	.luf
C85	.luf	C86	.luf	C87	.luf
C88	lOOpf	C89	.luf	C92	luf
C93	luf	C94	470pf	C95	.Oluf
C96		C97	.luf	C98	*OOluf
C99	.Oluf	aoo	.Oluf	cioi	.luf
αο5	.OOluf	C106	.OOluf	C107	.OOluf
αιο	.luf
D1-D3,	D5, D7-D15	1N914
D4		1N4004

BAD ORIGINAL

χ Außer dem vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispiel sind noch weiter möglich, ohne den Rahmen der Erfindung zu verlassen.

BAD ORIGINAL

Claims (12)

PATENTANSP RÜCHE

1./Diagnostischer Ultraschallabtaster zum Messen von mindestens einem Parameter eines Auges, gekennzeichnet c durch:

Einen Geber (156), der einen Wandler (158) beaufschlagt, ein Ultraschallsignal zu übertragen,

einen Empfänger (166,168,170,172,174,176), der Echosignale für Reflexionen des ausgesandten Ultraschallsignals empfängt und eine Signalspitze erzeugt, die im wesentlichen bei der Maximalamplitude der Echosignale liegt, wenn diese einen vorgegebenen Schwellwertpegel

•jig übersteigen,

eine programmierbare Einrichtung (190,160), die in Abhängigkeit von den Signalspitzen Zählsignale für die Zeitspanne zwischen der Übertragung des Ultraschall-Signals und dem Auftreten einer bestimmten Zahl von Signalspitzen sowie für die Zeitspanne zwischen dem Auftreten vorgegebener Signalspitzen erzeugt,

einen Mikrocomputer (340,152;U40), der den Geber (156) und die programmierbare Einrichtung (190,160) steuert und aus dem letzten der Zählsignale den Augenparameter ermittelt sowie

eine Ausgabevorrichtung (37), die in Abhängigkeit von Mikrocomputer (340,152) ein wahrnehmbares Ausgangssignal für den Augenparameter erzeugt.

2. Diagnostischer Ultraschallabtaster nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Augenparameter die axiale Länge des Auges (26) ist und, daß mindestens zwei Signalspitzen die zum Bestimmen der axialen Länge des Äugst (26) verwendeten vorgegebenen Gewebegrenzen darstellen. _~_

BAD ORIGINAL

3. Abtaster nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die programmierbare Einrichtung (190,160) einen ersten Zähler (192) zum Erzeugen eines Zählsignals in Abhängigkeit von einer vorgegebenen Taktfrequenz, einen zweiten Zähler (194) zum Zählen der vom Empfänger (166...176) erzeugten Signalspitzen, eine logische Steuerschaltung (160) zum Erzeugen eines Abtastsignals,welches den ersten Zähler (192) in Abhängigkeit von der ersten vom Empfänger (166...176) erzeugten Signalspitze beaufschlagt sowie eine digitale Vergleichsschaltung (196) aufweist, welche die Zahl der vom zweiten Zähler (194) gezählten Signalspitzen mit einer Anzahl vom Mikrocomputer (340,152) erzeugten gewählten Signalspitzen vergleicht und ein Haltsignal erzeugt,welches den ersten Zähler (192) abschaltet.

4. Abtaster nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Empfänger (166...176) auch eine Signalflanke erzeugt, wenn die Echosignale einen bestimmten Schwellwertpegel überschreiten und, daß auch die programmierbare Einrichtung (190,160) Zählsignale für die Zeit zwischen der Übertragung eines Ultraschallsignal und dem Auftreten einer gewählten Anzahl von Signalenflanken erzeugt.

5. Abtaster nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß

die logische Steuerschaltung (160) der programmierbaren Einrichtung (190) den zweiten Zähler (194) beaufschlagt, die durch den Empfänger (166...176) erzeugten Signalflanken anstelle der Signalspitzen in Abhängigkeit von einem Signalflankenbefehl des Mikrocomputers (340) zu zählen wobei die digitale Vergleichsschaltung (196) die Zahl der durch den zweiten Zähler (194) gezählten Signalflanken mit einer Zahl von ausgewählten Signalflanken vergleicht, die vom Mikrocomputer (340,152) erzeugt werden.

6. Abtaster nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß ein Schwellwertpegelregler (318,184,320) den vorgegebenen Schwellwertpegel in Abhängigkeit von einem Schwellwertbefehl des Mikrocomputers (340,152) regelt.

7. Abtaster nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein Empfindlichkeitsregler (322,178) einen vorgegebenen Amplitudenpegel von mindestens einem der Echosignale in Abhängigkeit von einem AVR-Befehl des Mikrocomputers (340,152) aufrecht erhält.

8. Abtaster nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Empfänger (166) mindestens eine Verstärkerstufe (168) aufweist und, daß der Empfindlichkeitsregler (322,178) den Verstärkungsgrad des Empfängerverstärkers (168) steuert.

9. Abtaster nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausgabevorrichtung eine Flüssigkristallanzeige

(37) aufweist, um ein Echohistogramm der Echosignale sichtbar darzustellen.

10. Abtaster nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Mikrocomputer (340,152) Vorrichtungen (202,154) aufweist, um eine Hornhautgrube in Abhängigkeit von einer vorgegebenen Zeitänderung zwischen der Übertragung des Ultraschallsignals und dem Auftreten einer vorgegebenen Signalspitze festzustellen und, daß die Ausgabevorrichtung (37) Einrichtungen (24;202,154) enthält, die ein wahrnehmbares Ausgangssignal für das Auftreten einer Hornhautgrube erzeugen.

11. Abtaster nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Mikrocomputer (340,152) eine Vorrichtung (225) aufweist, welche eine axiale Fehlfluchtung feststellt.

BAD ORIGINAL

: : .- : :„ ~: | nachgereicht|

12. Abtaster nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung (225) zum Feststellen von axialen Fehlfluchtungen in Abhängigkeit von einer vorgegebenen Zeitdifferenz zwischen dem Auftreten zweier gewählter Signalspitzen arbeitet.