CH626245A5

CH626245A5 -

Info

Publication number: CH626245A5
Application number: CH1194577A
Authority: CH
Inventors: Robert Dick Lee
Original assignee: Nasa
Priority date: 1976-09-30
Filing date: 1977-09-29
Publication date: 1981-11-13
Also published as: ES462776A1; BR7706518A; SE7710555L; SE420975B; DE2743480A1; FR2366002B1; FR2366002A1; CA1099009A; JPS5392579A; US4156304A; MX143419A; GB1584271A

Description

Die Erfindung betrifft ein Ultraschallechoskop gemäss dem Oberbegriff des unabhängigen Patentanspruchs 1.

Bei einem Echokardioskop, Echokardiograph, Echoence-phalograph oder allgemein gesagt, einem Ultraschallechoskop werden im Körperinneren von Lebewesen befindliche Organe unter Verwendung von Ultraschallwandlern sichtbar gemacht, ohne dass ein Eingriff vorgenommen werden muss, wobei zusätzlich mechanische und/oder elektrische Vorrichtungen verwendet werden, um eine Mehrzahl unterschiedlicher Darstellungsarten zu erhalten. Zu diesen Ultraschalldiagnoseverfah-ren gehört das lineare mechanische, das bogenförmige, mit einem von Hand gehaltenen Sektor und das kombinierte Abtasten, wobei diesen verschiedenen Abtastarten entsprechende Darstellungsarten zugeordnet sind. Das am häufigsten verwendete Ultraschall-Diagnosegerät ist der Echokardiograph. Bei diesem wird ein einziges, von Hand gehaltenes Ultraschallwandlerelement zum Untersuchen des Herzens des Patienten ohne Eingriff verwendet, wobei man eine visuelle Darstellung vom «A»-Typ und «M»-Typ auf einem Oszilloskop, d.h. einer Kathodenstrahlröhre erhält.

Keines der bekannten in der Biomedizin verwendeten Ul-traschallechoskope kann gleichermassen das Ergebnis einer «C»-Abtastung und das Ergebnis der üblichen «A»- und «M»-Abtastung darstellen. Darüber hinaus sind die bekannten Ultraschallechoskope gross und sperrig; sie lassen sich daher nicht tragen und mit einer Batterie betreiben.

Durch die vorliegende Erfindung soll in einem in der Biomedizin verwendeten Ultraschallechoskop mit einer Abtasteinrichtung für «A»-Abtastung und «M»-Abtastung zusätzlich eine Abtasteinrichtung für «C»-Abtastung geschaffen werden.

Erfindungsgemäss wird dies durch die Merkmale im kennzeichnenden Teil des unabhängigen Patentanspruchs 1 erreicht.

Zu den Vorteilen der vorliegenden Erfindung gehört die Verwendung eines einzigen Empfängers für die Gesamtheit der in der Reihe angeordneten Ultraschallwandler anstelle von getrennten Empfängern sowie die Verwendung von integrierten COS/MOS-logischen Komponenten, wodurch die Leistungsaufnahme sehr klein gehalten werden kann.

Nachstehend wird die Erfindung anhand eines Ausführungsbeispiels unter Bezugnahme auf die beiliegende Zeichnung näher erläutert. In dieser zeigen:

Fig. 1 eine perspektivische Ansicht eines erfindungsgemäs-sen Ultraschallechoskops von aussen;

Fig. 2 ein Blockschaltbild einer bevorzugten Ausführungsform eines erfindungsgemässen Ultraschallechoskops;

Fig. 3 die Darstellung eines Echosignals auf dem Schirm der Kathodenstrahlröhre bei «A»-Abtastung;

Fig. 4 die Darstellung eines Echosignals bei «M»-Abta-stung;

Fig. 5 die Darstellung eines Echosignals bei «C»-Abta-stung;

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Fig. 6 einen ersten Teil des schematischen Schaltplans einer erfindungsgemässen «C»-Abtasteinrichtung;

Fig. 7 einen zweiten Teil des schematischen Schaltplans einer erfindungsgemässen «C»-Abtasteinrichtung;

Fig. 8 in Teilfiguren 8A bis 8H den zeitlichen Verlauf eines ersten Satzes von Signalen, die an verschiedenen Punkten des schematischen Schaltplans nach den Fig. 6 und 7 beobachtet werden; und

Fig. 9 in Teilfiguren 9A bis 9E den zeitlichen Verlauf eines zweiten Satzes von Signalen, die an verschiedenen Punkten in dem schematischen Schaltplan nach den Fig. 6 und 7 erzeugt werden.

In Fig. 1 ist die Aussenansicht eines tragbaren, batteriebetriebenen Ultraschallechoskops 11 gezeigt, das zum Untersuchen des Körperinneren eines Patienten dient und Fig. 2 zeigt das Ultraschallechoskop im Blockschaltbildes. Ein zentraler Taktimpulsgenerator 13 erzeugt aufeinander folgende Taktimpulse, die als Triggerimpulse auf eine Sende/Empfangsweiche 15 gegeben werden. Die letztere gibt einen elektrischen Impuls an einen Ultraschallwandler 17 ab, der auf der Haut des Patienten angeordnet ist. Der Ultraschallwandler 17 setzt das elektrische Signal in einen Ultraschallimpuls um, der vom Ultraschallwandler in den Körper des Patienten abgestrahlt wird. Von der Oberfläche des Körpers und von im Körper liegenden Grenzflächen werden Echos zurückgestrahlt. Die Echos werden von dem Ultraschallwandler 17 aufgenommen und in elektrische Signale umgesetzt, die dann über einen Empfänger 19 auf eine Kathodenstrahlröhre 21 gegeben werden. Der vom zentralen Taktimpulsgenerator 13 erzeugte Taktimpuls wird als Triggerimpuls zugleich auf einen Zeitbasis-Ablenkspan-nungsgenerator 23 gegeben. Dieser erzeugt ein Sägezahnsignal, das auf den der X-Achse zugeordneten Eingangsan-schluss der Kathodenstrahlröhre 21 gegeben wird. Hierdurch wird ein auf dem Schirm der Kathodenstrahlröhre erzeugter Lichtpunkt synchron zu den Impulsen des Ultraschallwandlers 17 in horizontaler Richtung abgelenkt. Das Ultraschallechoskop bietet gleichermassen die Möglichkeit zur «A»-Abta-stung und zur «M»-Abtastung. Bei der ersteren wird das vom Empfänger 19 bereitgestellte Signal auf den Y-Eingangsan-schluss der Kathodenstrahlröhre 21 gegeben, während bei der «M»-Abtastung das vom Empfänger 19 bereitgestellte Signal auf den Z-Eingangsanschluss der Kathodenstrahlröhre gegeben wird.

In Fig. 3 ist das Schirmbild bei «A»-Abtastung gezeigt. Die Echos werden hierbei als vertikale Auslenkungen der Spur des Kathodenstrahls, d.h. als Zacken auf dem Schirm dargestellt. Da die Zeitspanne, die zwischen dem Aussenden eines Ultraschallimpulses und dem Empfang des Echos liegt, von dem Abstand zwischen dem Ultraschallwandler und der reflektierenden Grenzfläche abhängt, wird der Abstand zwischen der Grenzfläche und dem Ende des Ultraschallwandlers in X-Richtung zur Anzeige gebracht. Dieser Abstand entspricht der Tiefe der inneren Grenzfläche unter der Haut des Patienten.

In Fig. 4 ist das Schirmbild der Kathodenstrahlröhre bei «M»-Abtastung gezeigt. Dabei werden die Echos als Helligkeitsmodulation, d.h. Intensitätsänderung der von der Zeitbasis erzeugten Spur dargestellt. Die Zeitbasis wird in rechtem Winkel zu ihrer Ablenkrichtung verschoben, was der Aufzeichnung der Stellung einer bewegten Grenzfläche entspricht. Die Zeit wird längs der Y-Achse zur Anzeige gebracht, während die Tiefe der reflektierenden Grenzfläche gerechnet vom Ende des Ultraschallwandlers längs der X-Achse zur Anzeige gebracht wird.

Das Ausgangssignal des zentralen Taktimpulsgenerators 13 wird ferner auch einem Tiefenmarken-Generator 25 zugeführt, der aufeinanderfolgende Impulse erzeugt. Diese werden auf den Y-Eingang der Kathodenstrahlröhre 21 gegeben, und man erhält so längs der Basislinie des Bildes auf dem Schirm Tiefenmarken. Diese sind in Fig. 3 und 4 mit dem Bezugszeichen 53 gekennzeichnet.

Erfindungsgemäss weist das Ultraschallechoskop ferner eine insgesamt mit 27 bezeichnete Abtasteinrichtung für «C»-Abtastung auf, die in Fig. 2 durch eine gestrichelte Linie eingefasst ist.

Bei «C»-Abtastung werden die vom Taktimpulsgenerator 13 erzeugten aufeinanderfolgenden Taktimpulse über eine Leitung 31 als Triggerimpulse auf einen Treppenspannungsgenerator 29 gegeben. Der Treppenspannungsgenerator 29 erzeugt eine Spannung mit Stufen, die mit den Taktimpulsen synchronisiert sind. Die Treppenspannung wird über eine Leitung 33 auf den Y-Eingang der Kathodenstrahlröhre 21 gegeben. Das Ausgangssignal des zentralen Taktimpulsgenerators wird ferner auch über eine Leitung 37 auf einen Umschaltkreis 35 gegeben. Der Umschaltkreis 35 hat mehrere Ausgangsklemmen, deren Anzahl (N + 4, wobei N eine positive ganze Zahl ist) durch die gewünschte Auflösung der Anzeige gegeben ist. Diese Anzahl kann z.B. 24 betragen. Der Umschaltkreis wird durch den Taktimpuls so aktiviert, dass in zeitlicher Aufeinanderfolge an jedem Ausgang ein Triggerimpuls steht. Der zweit-erste Ausgang und der zweitletzte Ausgang sind über eine Leitung 39 mit dem Tiefenmarken-Generator 25 verbunden. Der zweiterste und der zweitletzte Triggerimpuls des Zyklus von aufeinanderfolgenden Triggerimpulsen bewirken die Darstellung von Tiefenmarken beim unteren und oberen Rand des Schirms der Kathodenstrahlröhre. Mehrere Sende/Empfangsweichen 41, deren Anzahl N beträgt, sind jeweils mit dem dritten, vierten usw. bis zum drittletzten Ausgang des Umschalt-kreises 35 verbunden. Nach Abgabe der ersten beiden Triggerimpulse des einen Zyklus darstellenden Satzes führt ein jeder der nächsten N Triggerimpulse zum Aktivieren der Sende/Empfangsweichen 41 in zyklischer Reihenfolge. Eine jede der Sende/Empfangsweichen übermittelt über eine Leitung 43 einem zugeordneten Ultraschallwandler 45 eines Satzes von N Ultraschallwandlern ein elektrisches Signal. Die Ultraschall-wandler sind in einer Reihe angeordnet und befinden sich auf der Haut des Körpers des Patienten. Die von den Ultraschallwandlern abgestrahlten und dort reflektièrten Schallwellen werden von dem Ultraschallwandler wieder aufgefangen und in elektrische Signale umgesetzt, die dann über eine Leitung 47 auf den Empfänger 19 gegeben werden. Die letzte Ausgangsklemme des Umschaltkreises 35 ist mit einem Vorspannungsgenerator 49 verbunden. Damit wird durch den letzten Triggerimpuls eines Satzes der Vorspannungsgenerator 49 aktiviert; dieser erzeugt eine Vorspannung zum Verschieben der vertikalen Lage der Treppenspannung um die Hälfte einer Rasterlinie aus der Stellung heraus, die die Treppenspannung beim Schreiben des vorhergehenden Bildes auf dem Schirm der Kathodenstrahlröhre 21 hatte. Das Vorspannungssignal wird über eine Leitung 51 auf den Y-Eingang der Kathodenstrahlröhre gegeben.

Bei «C»-Abtastung wird das vom Empfänger bereitge- ^ stellte Signal auf den der Z-Achse zugeordneten Eingang der Kathodenstrahlröhre gegeben.

In Fig. 5 ist das Schirmbild bei «C»-Abtastung gezeigt, bei der die Echos als Helligkeitsmodulation, d.h. Intensitätsänderung, des Kathodenstrahls dargestellt werden. Die vertikale Lage des Kathodenstrahls entsprich zu jedem Zeitpunkt der Stellung des jeweils aktivierten Ultraschallwandlers des Ultraschallwandlersatzes. Die Tiefe der reflektierenden Grenzfläche gerechnet von der Ebene des Ultraschallwandlers aus wird in X-Richtung zur Anzeige gebracht. Die Anzahl horizontaler Linien eines Bildes ist doppelt so gross gewählt wie die Anzahl von Ultraschallwandlern, wozu noch zwei zusätzliche Linien am oberen und unteren Rand des Schirms für die Tiefenmarken 53 kommen. Dadurch, dass auf den Y-Eingang der Ka5

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thodenstrahlröhre die Vorspannung gegeben wird, erhält man visuell den Eindruck als sei in dem Ultraschallwandlersatz die doppelte Anzahl von Ultraschallwandlern enthalten. Hierdurch wird die Anzeige verbessert. Die so erhaltene Darstellung gibt somit das Bild eines zweidimensionalen Schnitts durch anatomische Organe, andere Strukturen des Körpers usw., wieder, indem alle Bewegungen, wie z.B. die Bewegungen der Herzwand beobachtet werden können.

Nachstehend wird unter Bezugnahme auf Fig. 6 und 7 der Aufbau einiger Blöcke der Abtasteinrichtung 27 genauer beschrieben.

Wie aus Fig. 6 ersichtlich ist, weist der Treppenspannungsgenerator 29 einen Verstärker 55 auf, der mit der Eingangsleitung 31 verbunden ist. Der Ausgang des Verstärkers 55 ist mit einem ersten Eingang eines NOR-Gliedes 57 verbunden, dessen Ausgang mit dem Eingang eines weiteren NOR-Gliedes 59 verbunden ist. Der Ausgang des Verstärkers 55 ist ferner mit dem Takteingang CL eines Flipflops 61 vom D-Typ verbunden. Der Stellausgang Q des letzteren ist mit dem zweiten Eingang des NOR-Gliedes 57 verbunden. Der Ausgang des NOR-Gliedes 59 ist mit dem Takteingang CL eines siebenstelligen Binärzählers 63 verbunden, während der Stellausgang Q der Flipflops 61 mit dem Rückstelleingang R des Binärzählers 63 verbunden ist. Die Ausgänge des Binärzählers sind mit einem leiterförmigen, zur Analog/Digital-Umsetzung geeigneten Widerstandsnetzwerk 65 verbunden, dessen Ausgang über eine Emitterfolgestufe 67 mit der Leitung 33 verbunden ist. Jedesmal, wenn auf der Leitung 31 ein Taktimpuls ansteht, nimmt das Ausgangssignal des NOR-Gliedes 57 bei hohem Signalpegel an seinem Eingang einen niederen Pegel an. Hierdurch wird das Ausgangssignal des NOR-Gliedes 59 hochgezogen und der Binärzähler 63 wird aktiviert. Dies führt dazu, dass an dem Widerstandsnetzwerk 65 eine bestimmte Span-nungsvertielung anliegt, die über die Emitterfolgestufe 67 auf den Y-Eingang der Kathodenstrahlröhre 21 gegeben wird.

Wie aus Fig. 7 ersichtlich ist, ist der Ausgang des Verstärkers 55 über eine Leitung 68 ferner mit dem Takteingang CL eines im Umschaltkreis 35 angeordneten dekadischen Zählers 69 verbunden, der Einer zählt. Der Stellausgang Q des Flipflops 61 ist über eine Leitung 70 mit dem Rückstelleingang R des Zählers 69 verbunden. Ein die Zehner zählender dekadischer Zähler 71 ist in Reihe zum Zähler 69 geschaltet und wird durch diesen angesteuert. Die Ausgänge des Zählers 69 sind mit Dateneingängen IN bilateraler Impulsschalter PSm_2 bis PSN+2 verbunden. Dabei sind die Ausgänge der ersten Stufe ausgehend von PSn_2 mit einem jeden zehnten Impulsschalter verbunden, während die Ausgänge der zweiten Stufe ausgehend von dem Impulsschalter PSn_i mit jedem zehnten Impulsschalter verbunden sind usw. Die Ausgänge des Zählers 71 sind mit Steuereingängen VC der bilateralen Impulsschalter verbunden, wobei der Ausgang der ersten Stufe mit den ersten zehn Impulsschaltern verbunden ist, der Ausgang der zweiten Stufe mit den zweiten zehn Impulsschaltern verbunden ist usw. Die Ausänge OUT der Impulsschalter sind über Widerstände R mit Erde verbunden. Der Ausgang des zweiten bilateralen Impulsschalters PSN_i und des vorletzten bilateralen Impulsschalters PSN+1 sind über eine Diode 73 bzw. 75 mit einem die Impulse verstärkenden Treiberkreis 77 verbunden, dessen Ausgang über die Leitung 39 mit dem Tiefenmarken-Genera-tor 25 verbunden ist. Der Ausgang des drittersten bis zum drittletzten Impulsschalter PS! bis PSN sind mit Impulsverstärkern A; bis An verbunden.

Nachstehend wird der Betrieb des Umschaltkreises 35 unter Bezugnahme auf die in Fig. 8 gezeigten Signalformen beschrieben. Die Taktimpulse haben die in Fig. 8A gezeigte Form. Es sei nun angenommen, dass der die Einer zählende dekadische Zähler 69 und der die Zehner zählende dekadische Zähler 71 durch einen auf ihren Rückstelleingang R gegebenen positiven Impuls zurückgestellt worden sind. Steht auf der Leitung 31 der erste Taktimpuls an, so wird der Takteingang CL des Zählers 69 durch den Ausgang des Verstärkers 55 hochgezogen. Wie in Fig. 8C gezeigt, erscheint dann am Ausgang der ersten Stufe des Zählers 69 ein Spannungsimpuls PN_2. Beginnend mit dem ersten Schalter PSN_2 steht somit auch an den Dateneingängen IN eines jeden zehnten bilateralen Impulsschalters ein Signal an. Damit die Impuls Ppj_2 durch die Impulsschalter hindurch zu deren Ausgangsklemmen OUT gelangen können, wird an den Steuereingängen VC der Impulsschalter eine positive Spannung benötigt. Diese Spannung ist vom Ausgangssignal der ersten Stufe des Zählers 71 abgeleitet und liegt nur an den ersten zehn Impulsschaltern PSn_2 bis PS8 an. Damit wird nur der Impulsschalter PSN_2 angeschaltet, so dass der Impuls PN_2 durch diesen Impulsschalter hindurch an dessen Ausgang OUT zum zugeordneten Widerstand R gelangt. In der Zwischenzeit ist die Stufe Sm_2 der Treppenspannung erzeugt worden, wie aus Fig. 8B ersichtlich ist. Man lässt der Treppenspannung während des Rücklaufs des Strahls Zeit, sich einzustellen. Steht auf der Leitung 31 der zweite Taktimpuls an, so wird dér Takteingang CL des Zählers 69 hochgezogen und am Ausgang der zweiten Stufe desselben erscheint ein Spannungsimpuls PN_i, wie in Fig. 8D gezeigt ist. Durch diesen Taktimpuls wird zugleich die Bildung der Stufe SN_i der Treppenspannung eingeleitet. Da am Steuereingang VC des Impulsschalters PSN_i vom Ausgang der ersten Stufe des Zählers 71 her eine positive Spannung ansteht, wird der Impulsschalter PSm_i als nächster geschaltet. Der Impuls Pn_i läuft durch diesen Impulsschalter hindurch und gelangt zum Widerstand R. Der Impuls Pm_i wird ferner über die Diode 73 auf den Treiberkreis 77 gegeben. Steht auf der Leitung 31 der dritte Taktimpuls an, so wird die Treppenspannung um einen Schritt auf Sj weitergeschaltet, wie aus Fig. 8B ersichtlich ist. Am Ausgang der dritten Stufe des Zählers 69 und am Eingang des Impulsschalters PSt und jedes zehnten auf diesen folgenden Impulsschalters liegt ein Spannungsimpuls Pi, wie aus Fig. 8E ersichtlich ist. Es wird jedoch nur der Impulsschalter PSt angeschaltet, da nur dessen Steuereingang VC auf hohem Potential liegt. Der Impuls Pt läuft so durch den Impulsschalter PSj zum Verstärker AI.

Die soeben für den Impuls Pj beschriebene Folge von Schritten wird dann für jeden Impuls P2 bis P8 wiederholt. Der Spannungsimpuls P8 stellt für den die Einer zählenden dekadischen Zähler 69 den zehnten Impuls dar. Der nächste Taktimpuls hat zwei Folgen. Die erste ist die, dass der Zähler 69 überläuft, wodurch am Ausgang seiner ersten Stufe ein Impuls P9 erzeugt wird. Die zweite Folge ist die, dass ein positiver Impuls an einem Ausgang CO des Zählers 69 auf den Eingang CL des Zählers 71 gegeben wird. Durch diesen letzteren Impuls wird die positive Spannung am Ausgang der ersten Stufe des Zählers 71 abgeschaltet und stattdessen erhält man eine positive Spannung am Ausgang der zweiten Stufe dieses Zählers. Infolgedessen werden nunmehr die Steuereingänge VC der Impulsschalter PS9 bis PSJ8 hochgezogen. Der Impulsschalter PS9 wird angeschaltet, und der Impuls P9 läuft durch diesen Impulsschalter hindurch und zu dem neunten Impulsverstärker A9. Die nachfolgenden Taktimpulse führen dazu, dass Impulse Pw bis PN durch die Impulsschalter PS10 bis PSN hindurchgelassen werden. Der Impuls PN ist in Fig. 8F gezeigt, während die entsprechende Stufe SN der Treppenspannung in Fig. 8B dargestellt ist. Wird auf der Leitung 31 der N+1. Taktimpuls erhalten, so wird die Treppenspannung auf die Stufe SN+1 erhöht. An der Ausgangsklemme der entsprechenden Stufe des Zählers 69 und am Dateneingang IN des Impulsschalters PSN+1 steht ein Spannungsimpuls PN+i, wie aus Fig. 8G ersichtlich. Der Impuls PN+1 durchläuft den Impulsschalter PSN+i und gelangt zum zugeordneten Widerstand R. Dieser Impuls wird über die Diode 75 auf den Treiberkreis 77 gegeben. Wird schliess-

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lieh der (N+2)te Taktimpuls auf der Leitung 31 erhalten, so steht am Dateneingang IN des Impulsschalters PSN+2 ein Impuls PN+2 (vgl. Fig. 8H) und läuft durch diesen Impulsschalter hindurch und gelangt über eine Leitung 84 zum direkten Stelleingang S des Flipflops 61. Hierdurch wird der Stellausgang Q 5 hochgezogen und der Binärzähler 63, der die Einer zählende dekadische Zähler 69 und der die Zehner zählende dekadische Zähler 71 für einen neuen Betriebszyklus zurückgestellt.

In Fig. 7 sind einzelne Ultaschall-Sende/Empfängerwei-chen TX1—TXN durch eine gestrichelte Linie eingefasst. Es 10 sind nur die Einzelheiten der ersten Sende/Empfängerweiche TX1 gezeigt, da die anderen N Sende/Empfängerweichen einen gleichen Aufbau aufweisen. Nunmehr wird unter Bezugnahme auf Fig. 7 und 9 die Betriebsweise der ersten Sende/ Empfängerweiche beschrieben, da diese beispielhaft für 15 jede Sende/Empfängerweiche ist. Das Aktivieren des zugeordneten Ultraschallwandlers durch die Sende/Empfängerweiche erfolgt durch Entladung eines Kondensators. Erscheint am Ausgang des Impulsverstärkers AI ein Impuls PI, wie in Fig. 9A gezeigt, so erfolgt eine Teilung der Impulsamplitude 20 durch die zwei Widerstände R1 und R2. Ein Kondensator Cl filtert Störsignale hoher Frequenzen aus, während ein Kondensator C2 dem Impuls differenziert. Der negative Anteil des differenzierten Impulses wird durch eine Diode CRI abgeleitet, und der positive Anteil des Impulses, der in Fig. 9B gezeigt ist, 25 läuft zu einem Transformator T1 weiter. Hierdurch wird eine Spannung in der Sekundärwicklung desselben induziert, die die Thyristoren SCR1 und SCR2 triggert. Widerstände R3 und R4 sind vorgesehen, um die Empfindlichkeit der Steuerelektroden der Thyristoren gegen unbeabsichtigtes Zünden zu verklei- 30 nern. Durch Spannungsteilerwiderstände R5 und R6 vorgespannte Dioden CR2 und CR3 wird das unbeabsichtigte Ano-denzünden der Thyristoren so klein wie möglich gehalten. In der Zeichnung sind zwar nur zwei Thyristoren gezeigt, es können jedoch, je nach der Grösse der verwendeten Hochspan- 35 nung zusätzliche Thyristoren in Reihe geschaltet sein. Ein Kondensator C3 wird von der Hochspannungsquelle HV her aufgeladen. Dies erfolgt über einen Widerstand R9, eine

Diode CR9, eine Spule LI und eine Diode CR4. Werden durch die vordere Flanke des Impulses Pj die Thyristoren gezündet, so entlädt sich der Kondensator C3 über diese und über eine Diode CR5 und einen parallel zum ersten Ultraschallwandler geschalteten Widerstand R7. Der Entladeimpuls, der in Fig. 9C gezeigt ist, führt dazu, dass der erste Ultraschallimpuls in den Körper des Patienten abstrahlt. Die vom Ultraschallwandler aufgenommenen reflektierten Echos werden in elektrische Signale umgesetzt, die am Widerstand R7 anfallen, wie in Fig. 9D gezeigt. Diese Signale werden über einen Kondensator C4 auf den Dateneingang IN eines Analogschalters ASi gegeben. Grosse Signale werden durch Dioden CR7 und CR8 begrenzt. Ein Widerstand R8 ist als Eingangswiderstand für den Analogschalter vorgesehen. Der Analogschalter ASi wird durch den Impuls P! eingeschaltet, der an seinem Steuereingang VC anliegt. Die Echosignale werden durch den Analogschalter ASj auf eine gemeinsame Signalschiene 81 gegeben und gelangen dann auf die Basis eines Transistors 83, dessen Ausgang über die Leitung 47 mit dem Empfänger 19 verbunden ist. Dieses zur Helligkeitsmodulation verwendete Signal hat eine Form, wie sie in Fig. 9E gezeigt ist.

Der Ausgang des Impulsschalters PSN+2 ist über eine Leitung 84 mit dem Taktimpulseingang CL eines Flipflops 79 vom D-Typ verbunden, das einen Teil des in Einzelheiten näher in Fig. 6 gezeigten Vorspannungsgenerators 49 darstellt. Der Stellausgang Q der Flipflops 79 ist mit dem Eingang eines Impulsverstärkers 85 verbunden. Der Ausgang des letzteren ist mit zwei Potentiometern 87 und mti einer Feldeffekt-Emitterfolgestufe 89 verbunden, welche ihrerseits über die Leitung 51 mit den Y-Eingang der Kathodenstrahlröhre 21 verbunden ist. Wird auf der Leitung 31 der letzte Taktimpuls innerhalb eines Zyklus erhalten, so wird durch den Spannungsimpuls RN+2 das Flipflop 79 gesetzt, wodurch dessen Stellausgang Q hochgezogen wird. Damit erhält man auch eine Eingangsspannung am Feldeffekt-Emitterfolger 89. Hierdurch wird eine Vorspannung erzeugt, durch welche die am Y-Eingang der Kathodenstrahlröhre 21 anliegende Treppenspannung verschoben wird.

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3 Blatt Zeichnungen

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PATENTANSPRÜCHE

1. Ultraschallechoskop zur Untersuchung eines Patienten, mit einer Abtasteinrichtung für «A»- und «M»-Abtastung, welche Abtasteinrichtung einen Taktimpulsgenerator, eine Kathodenstrahlröhre mit X-, Y- und Z-Eingangsanschlüssen, einen Ablenkspannungsgenerator, zwischen Taktimpulsgenera-tor und X-Eingangsanschluss, um ein durch die Taktimpulse synchronisiertes Ablenkspannungssignal für den Kathodenstrahl zu erzeugen, und einen mit dem Z-Eingangsanschluss der Kathodenstrahlröhre verbundenen Empfänger umfasst, gekennzeichnet durch eine Abtasteinrichtung (27) für «C»-Abtastung, mit einer Wandleranordnung mit einer Anzahl in Reihe liegenden Ultraschallwandler (45) um elektrische Signale in Ultraschallimpulse umzusetzen, diese Ultraschallimpulse in den Körper des Patienten abzustrahlen, die von Grenzflächen im Körper des Patienten reflektierten Echos wieder aufzufangen und die Echos in elektrische Signale umzusetzen, einer Anzahl Sende/Empfangsweichen (41), von denen je eine mit einem Ultraschallwandler (45) verbunden ist, um an diesen ein impulsförmiges elektrisches Signal zuzuleiten und um das durch Umsetzen der Echos erhaltene elektrische Signal direkt auf den Empfänger (19) zu geben, einem Umschaltkreis (35) zwischen dem Taktimpulsgenerator (13) und den Sende/Empfangsweichen (41), um bei Erhalt von Taktimpulsen die Sende/Empfangsweichen in zyklischer Reihenfolge zu akti-, vieren, und mit einem Treppenspannungsgenerator (29) zwischen dem Taktimpulsgenerator (13) und dem Y-Eingangsan-schluss der Kathodenstrahlröhre (21) um eine treppenförmige Spannung zu erzeugen, deren Stufen durch die Taktimpulse synchronisiert sind.
2. Ultraschallechoskop nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch einen Vorspannungsgenerator (49) zwischen dem Umschaltkreis (35) und dem Y-Eingangsanschluss der Kathodenstrahlröhre (21), um eine Vorspannung zu erzeugen, durch welche die vertikale Lage der Treppenspannung nach jedem auf dem Schirm der Kathodenstrahlröhre erzeugten Bild verschoben wird.
3. Ultraschallechoskop nach Anspruch 1 oder 2, gekennzeichnet durch einen Tiefenmarken-Generator (25) zwischen dem Taktimpulsgenerator (13) und dem Y-Eingangsanschluss der Kathodenstrahlröhre (21), um bei Erhalten von Taktimpulsen auf dem Schirm der Kathodenstrahlröhre parallel zur X-Achse Tiefenmarken (53) zu erzeugen.
4. Ultraschallechoskop nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Umschaltkreis (35) einen mit dem Taktimpulsgenerator (13) verbundenen ersten Zähler (69) zum Zählen der Taktimpulse, einen mit dem ersten Zähler (69) verbundenen zweiten Zähler (71) zum Zählen von Vielfachen der Taktimpulse und eine Anzahl von Impulsschaltern (PSj-PSN) aufweist, bei welchen Impulsschaltern ein Da-teneingangsanschluss mit dem ersten Zähler (69), ein Steuereingang (VC) mit dem zweiten Zähler (71) und ein Ausgang mit der jeweils zugeordneten Sende/Empfangs weiche (TXj-TXn) verbunden sind.
5. Ultraschallechoskop nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Sende/Empfangsweichen (TX]-TXn) je einen mit dem zugeordneten Ultraschallwandler (45) über eine Elketrode verbundenen Kondensator (C3), eine Einrichtung (HV, CR9, LI, CR4) zum Laden des Kondensators (C3) und eine Einrichtung (SCR1, SCR2, CR2, CR3) zum Entladen des Kondensators (C3) aufweist, so dass dem zugeordneten Ultraschallwandler (45) ein gepulstes elektrisches Signal übermittelt wird.
6. Ultraschallechoskop nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Ladekreis für den Kondensator (C3) Bauelemente (R9, CR9, LI) aufweist, durch welche die andere Elektrode des Kondensators (C3) mit einer externen Hochspannungsquelle (HV) verbunden ist, und dass der Entladekreis für den Kondensator (C3) zumindest einen Thyristor (SCR1, SCR2) aufweist, der zwischen die andere Elektrode des Kondensators (C3) und Erde geschaltet ist.
7. Ultraschallechoskop nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Treppenspannungsgenerator (29) einen mit dem Taktimpulsgenerator (13) verbundenen Binärzähler (63) und ein leiterförmiges Widerstandsnetzwerk (65) aufweist, das einen Digital/Analogwandler darstellt und zwischen den Binärzähler und die Y-Eingangsklemme der Kathodenstrahlröhre geschaltet ist.