DE10248742A1

DE10248742A1 - System und Verfahren zum Koppeln von Ultraschall erzeugenden Elementen mit einer Schaltungsanordnung

Info

Publication number: DE10248742A1
Application number: DE2002148742
Authority: DE
Inventors: Umit Tarakci; Mir A Imran; Glen Mclaughlin; Xufeng Xi
Original assignee: Novasonics Inc
Current assignee: Zonare Medical Systems Inc
Priority date: 2001-10-20
Filing date: 2002-10-18
Publication date: 2003-04-30
Also published as: US20020138002A1; US6936008B2; US20060036178A1; JP2003153899A

Abstract

Eine Ultraschallabbildungsvorrichtung (200) mit einer kabellosen Kopplung (203) zum Koppeln einer zweidimensionalen Matrix von Ultraschallwandlern mit einer Signalerzeugungs- und -empfangseinheit (210) wie z. B. einer Hauptplatine. Die Kopplung (203) umfasst eine schalldämpfende und elektrisch leitende Struktur, die Stäbe umfassen kann, die elektrisch leitend oder elektrisch isolierend sind, mit einem Leiter, der eingebettet oder an der Außenfläche montiert ist. Es kann auch ein hochdichter Verbindungsstecker (208) vorhanden sein, der eine Kopplung und Abkopplung der zweidimensionalen Matrix mit und von der Hauptplatine ermöglicht.

Description

Die Erfindung liegt auf dem Gebiet von Abbildungsvorrichtungen und insbesondere auf dem Gebiet von tragbarer dreidimensionaler Ultraschallabbildung mit hoher Auflösung.
Die Ultraschallabbildung ist ein häufig verwendetes Analyseverfahren. Das Verfahren wird verwendet, um einen breiten Bereich von Materialien zu untersuchen, und ist insbesondere in der Medizin aufgrund seiner relativ eindringungsfreien Art, seiner geringen Kosten und seiner schnellen Ansprechzeiten üblich. Typischerweise wird eine Ultraschallabbildung durch Erzeugen und Leiten von Ultraschallwellen in ein zu untersuchendes Material durchgeführt. Diese Ultraschallabbildung verwendet einen Satz von Ultraschallerzeugungswandlern und dann Beobachten von Reflexionen, die an den Grenzen von unterschiedlichen Materialien erzeugt werden, wie z. B. Geweben innerhalb eines Patienten, und verwendet auch einen Satz von Ultraschallempfangswandlern. Die Empfangs- und Erzeugungswandler können in Matrizes angeordnet sein und sind typischerweise verschiedene Sätze von Wandlern, können sich jedoch nur in der Schaltungsanordnung unterscheiden, mit der sie verbunden sind. Die Reflexionen werden durch die Empfangswandler in elektrische Signale umgewandelt und dann unter Verwendung von auf dem Fachgebiet bekannten Verfahren verarbeitet, um die Orte von Echoquellen festzustellen. Die resultierenden Daten werden unter Verwendung einer Anzeigevorrichtung wie z. B. eines Monitors angezeigt.
Die Strahlintensität als Funktion der Position kann vielmehr schwingen als monoton als Funktion des Abstandes von der Mitte des Strahls abfallen. Diese Schwingungen in der Strahlintensität werden häufig als "Nebenkeulen" bezeichnet. Im Stand der Technik bezieht sich der Begriff "Apodisation" auf den Prozess des Beeinflussens der Verteilung der Strahlintensität, um die Seitenkeulen zu verringern. Im Rest dieser Beschreibung wird jedoch der Begriff "Apodisation" verwendet, um sich auf das Zuschneiden der Verteilung der Strahlintensität für eine gewünschte Strahleigenschaft zu beziehen, wie z. B. mit Gauß- oder Sinusfunktionsverteilung der Strahlintensität (ohne die Seitenkeulen).
Lenken bezieht sich auf die Änderung der Richtung eines Strahls. Blende bezieht sich auf die Größe des Wandlers oder der Gruppe von Wandlern, die verwendet werden, um einen Schallstrahl zu senden oder zu empfangen.
Der Prozess des Standes der Technik zum Erzeugen, Empfangen und Analysieren eines Ultraschallstrahls wird Strahlformung genannt. Die Erzeugung von Ultraschallstrahlen umfasst wahlweise Apodisation, Lenkung, Fokussierung und Blende. Unter Verwendung eines Datenanalyseverfahrens des Standes der Technik wird jeder Ultraschallstrahl verwendet, um einen eindimensionalen Satz von Echoortsdaten zu erzeugen. In einer typischen Implementierung wird eine Vielzahl von Ultraschallstrahlen verwendet, um ein mehrdimensionales Volumen abzutasten.
Typischerweise wird das in das zu untersuchende Material gesandte Ultraschallsignal durch Anlegen von kontinuierlichen oder gepulsten elektronischen Signalen an einen Wandler erzeugt. Der gesandte Ultraschall liegt üblicherweise im Bereich von 40 kHz bis 10 MHz. Der Ultraschallstrahl pflanzt sich durch das zu untersuchende Material fort und reflektiert an Strukturen wie z. B. Grenzen zwischen benachbarten Gewebeschichten. Während er läuft, kann die Ultraschallenergie gestreut, in Resonanz gebracht, gedämpft, reflektiert oder durchgelassen werden. Ein Teil der reflektierten Signale wird zu den Wandlern zurückgeführt und als Echos erfasst. Die Erfassungswandler wandeln die Echosignale in elektronische Signale zur Verarbeitung unter Verwendung von einfachen Filtern und Signalmittelungseinheiten um. Nach der Strahlformung verwendet ein Bildabtastwandler die berechnete Positionsinformation, um zweidimensionale Daten zu erzeugen, die als Bild dargestellt werden können. In Systemen des Standes der Technik ist die Bilderzeugungsrate (die Bildrate) durch zumindest die Rückkehrzeit eines Ultraschallimpulses begrenzt. Die Impulsrückkehrzeit ist die Zeit zwischen dem Senden von Ultraschall in die interessierenden Medien und der Erfassung der letzten reflektierten Signale.
Wenn sich ein Ultraschallimpuls durch ein interessierendes Material fortpflanzt, werden zusätzliche Oberfrequenzkomponenten erzeugt, die analysiert werden und mit der Visualisierung von Grenzen oder Bildkontrastmitteln verbunden sind, die dazu ausgelegt sind, Ultraschall mit speziellen Oberfrequenzen zurückzustrahlen. Ungewollte Reflexionen innerhalb der Ultraschallvorrichtung können Rauschen und das Erscheinen von Bildfehlern im Bild verursachen.
Eindimensionale akustische Matrizes weisen eine Tiefenschärfe auf, die gewöhnlich durch ein nicht einstellbares passives akustisches Fokussiermittel festgelegt ist, welches an jedem Wandler befestigt ist. Diese Art Fokussierung benötigt die Verwendung von verschiedenen Wandlern für verschiedene Anwendungen mit verschiedenen Tiefenschärfen.
Zweidimensionale Wandlermatrizes, die für dreidimensionale Hochgeschwindigkeits-Abbildungsanwendungen verwendet werden, leiden unter einem Empfindlichkeitsverlust, der durch das Koppeln von mehreren Signalübertragungs- und -verteilungssystemen mit Ultraschallsystemen verursacht wird. Zweidimensionale Wandler, die für dreidimensionale Hochgeschwindigkeits-Abbildungsanwendungen verwendet werden, müssen eine große Anzahl von Pixeln für eine zweidimensionale Lenkfähigkeit mit hoher Auflösung aufweisen. Hohe Zahlen von strahlenden/empfangenden Pixeln führen unvermeidlich zu hohen elektrischen Impedanzen pro Pixel in vielen Arten von Wandlern (z. B. piezoelektrische, kapazitive Mikroelektromechanische (MEM) Wandler), die zweidimensionale Matrizes mit hoher Auflösung unpraktisch machen.
Um die Impedanz zu verringern, verwenden viele Vorrichtungen des Standes der Technik eine begrenzte Anzahl von Elementen oder eine eindimensionale Matrix. In typischen Ultraschallsystemen werden diese Elemente mit hoher Impedanz durch ein typisches Koaxialkabelbündel angesteuert, das so viele Mikrokoaxialkabel trägt wie die Anzahl von Pixeln, wobei jedes Mikrokoaxialkabel gewöhnlich eine Impedanz von 50-75 Ohm aufweist. Diese Kabel stehen nicht direkt mit den einzelnen Elementen der zweidimensionalen Matrix in Verbindung. Eine weitere Verbindungsebene in Form von mehrlagigen Leiterplatten (PCBs), gemeinsam eingebrannten Keramikplatten oder mehrlagigen Litzendrähten muss das Signal zu den Wandlerelementen übertragen. Die Wandlerelemente sind in Pixel gruppiert, die jeweils ein oder mehrere Wandlerelemente enthalten. Jedes Pixel kann beispielsweise ein Sende- und ein Empfangswandlerelement enthalten.
Systeme mit Kabeln leiden unter Nachteilen, die umfassen
(1) die große Anzahl von erforderlichen Mikrokoaxialelementen macht das Kabelbündel unhandlich, und
(2) die Kabelimpedanz von 50-75 Ohm kann nicht wirksam mit den hohen elektrischen Impedanzen der einzelnen Wandlerelemente gekoppelt oder an diese angepasst werden.
Diese Nachteile führen zu unpraktisch niedrigen Empfindlichkeitspegeln. Die Verwendung einer zusätzlichen mehrlagigen Übergangsvorrichtung zum Verbinden von den Kabeln mit den Wandlerelementen führt eine zusätzliche kapazitive Belastung und Kreuzkopplung ein.
Fig. 1 zeigt eine Ultraschallabbildungsvorrichtung 100 des Standes der Technik mit einem System 102, einem ersten Verbindungsstecker 104, einem Kabel 106, einem zweiten Verbindungsstecker 108 und einer in der Hand gehaltenen Einheit 109, die eine mehrlagige Struktur 110 zum Senden des Signals, eine elektrische Zwischenlage- Verbindungssteckerstruktur (nicht dargestellt), akustische Elemente 114 und Stifte 116 umfasst. Das System 102 kann eine Systemhauptplatine umfassen. Die mehrlagige Struktur 110 könnte beispielsweise eine PCB, eine gemeinsam eingebrannte Keramikplatte oder Litzendrahtschaltungen sein. Die elektrische Zwischenlage- Verbindungssteckerstruktur (nicht dargestellt) könnte Zwischenlagemedien zum Übertragen von Signalen von der mehrlagigen Struktur 110 zu den akustischen Elementen 114 sein. Die Vorrichtung von Fig. 1 ist voluminös und kann schwierig zu bewegen und zu bedienen sein, da das Kabel 106 viele Drähte in sich aufweist und daher die Bewegung stört. Das Kabel 106 muss auch dick sein und lässt sich folglich nicht leicht biegen. Die in der Hand gehaltene Einheit 109 weist elektrische Kontaktstellen 116 zum individuellen Speisen der akustischen Elemente 114 auf.
Die Erfindung stellt eine miniaturisierte Ultraschallsystem-Erzeugungs- und -Empfangseinheit bereit, wie z. B. eine Hauptplatine mit einer zweidimensionalen Signaladressierungsfähigkeit. Der erste Verbindungsstecker 104, das Kabel 106 und der zweite Verbindungsstecker 108 der Vorrichtung des Standes der Technik von Fig. 1 können beseitigt werden. Das System kann eine Systemhauptplatine aufweisen, die mit einer kabellosen Kopplung mit einer Wandlermatrix verbunden ist. In einem Ausführungsbeispiel ist die kabellose Kopplung auch drahtlos. Das System kann eine zweidimensionale Oberflächenverbindung zwischen der Wandlermatrix und dem System umfassen, welche das unpraktisch dicke und schwere Kabel beseitigt. In einem Ausführungsbeispiel kann die Signalerzeugungs- und/oder -erfassung elektrisch auf die Wandlerelemente abgeglichen werden, was die Empfindlichkeit demgegenüber erhöht, wenn die Wandlerelemente nicht auf das Signalerzeugungs- und/oder -erfassungssystem abgeglichen wären. Die zweidimensionale Verbindung auf der Hauptplatine kann ohne irgendeine andere zweidimensionale Verbindung verwendet werden. In einem weiteren Ausführungsbeispiel wird die elektrische Verbindung mit den Elementen der zweidimensionalen Matrix über viele Litzendrahtschaltungen durchgeführt, die jeweils von einer Reihe von Elementen kommen, die direkt an der Hauptplatinenreihe von Kontaktstellen abgeschlossen sein können.
Die zweidimensionale Matrix kann viele Aufgaben erfüllen. Das Hauptplatinensystem und die Wandler können dazu ausgelegt sein, einen ausreichenden Prozentsatz der Bandbreite für Mehrfrequenzoperationen bereitzustellen. Für viele Ultraschallwandler ist beispielsweise 100% der Bandbreite für Mehrfreguenzoperationen erforderlich. In einem Ausführungsbeispiel ist die Tiefenschärfe nicht durch die physikalische Konstruktion der Matrix festgelegt, sondern wird durch die Flächenformungselektronik und die Systemsoftware durch aktive elektrische Phaseneinstellung der Elemente der zweidimensionalen Matrix gesteuert. Alternativ können verschiedene Wandler für verschiedene Anwendungen mit verschiedenen Tiefenschärfen verwendet werden. Der Wechsel von einem Wandler zu einem anderen kann erleichtert werden, indem ein hochdichter Verbindungsstecker (d. h. ein Verbindungsstecker mit einer hohen Dichte von Verbindungsstecker-Kontaktstellen, einer Kontaktstelle für jedes Wandlerelement (z. B. Pixel) der zweidimensionalen Matrix) zwischen der zweidimensionalen Matrix und der Systemhauptplatine vorhanden ist.
Die Erfindung kann beispielsweise schalldämpfende Montagestäbe mit niedrigem elektrischen Widerstand bereitstellen und ermöglichen, dass die zweidimensionalen Matrizes von akustischen Elementen eine höhere Empfindlichkeit aufweisen, als wenn die Stäbe nicht vorhanden wären. Die Höhe der Stäbe ermöglicht, dass der Wandler für eine zweckmäßige Verwendung orientiert wird, selbst wenn er beispielsweise ein einteiliger Teil der Hauptplatine, einer anderen Verbindungsvorrichtung oder eines anderen Systems ist. Die dauerhafte Verbindung mit der Hauptplatine erfordert, dass die Konstruktion des Wandlers eine ausreichende Bandbreite für einen Mehrfrequenzbetrieb vorsieht.
In einem Ausführungsbeispiel ist die zweidimensionale Matrix ständig in die Hauptplatine integriert. Die Tiefenschärfe der zweidimensionalen Matrix ist nicht durch die physikalische Konstruktion der Matrix festgelegt, sondern wird durch die Flächenformungselektronik und Systemsoftware gesteuert, die die aktive Phaseneinstellung der Elemente der zweidimensionalen Matrix festlegen. Dieses Verfahren der Steuerung beseitigt die Notwendigkeit für die Verwendung von verschiedenen Wandlern für verschiedene Anwendungen mit verschiedenen festgelegten Tiefenschärfen und ermöglicht, dass beispielsweise ein Wandler an der Hauptplatine befestigt wird, um mehrere Aufgaben zu erfüllen. In einem weiteren Ausführungsbeispiel dieser Erfindung können verschiedene zweidimensionale Matrizes mit verschiedenen Tiefenschärfen, verschiedener Frequenz und anderen Eigenschaften in die Systemhauptplatine ohne ein störendes Kabel über den hochdichten Verbindungsstecker eingesteckt werden.
Breitstrahltechnologien beziehen sich auf Systeme und Verfahren, die Verfahren zum Erzeugen von Ultraschall und Analysieren von erfassten Echos umfassen oder ausnutzen, so dass eine mehrdimensionale räumliche Information aus einem einzelnen Ultraschallimpuls erhältlich ist.
Flächenformung ist der Prozess des Erzeugens, Empfangens und Analysierens eines Ultraschallstrahls, der wahlweise eine Apodisation, Lenkung, Fokussierung und Blendensteuerung umfasst, wobei ein zweidimensionaler Satz von Echoortsdaten unter Verwendung von nur einem Ultraschallstrahl erzeugt werden kann. Trotzdem kann dennoch mehr als ein Ultraschallstrahl bei der Flächenformung verwendet werden, selbst wenn nur einer erforderlich ist. Die Flächenformung ist ein Prozess, der von der Strahlformung separat und verschieden ist. Die Flächenformung kann eine Fläche von Information pro Sende- und/oder Empfangszyklus im Gegensatz zur Strahlformung, die typischerweise nur eine Zeile von Information pro Sende- und/oder Empfangszyklus verarbeitet, ergeben. Alternativ kann die Strahlformungs- anstelle der Flächenformungselektronik in dieser gesamten Anmeldung verwendet werden.
Die Volumenformung ist der Prozess des Erzeugens, Empfangens und Analysierens eines Ultraschallstrahls, der wahlweise Apodisation, Lenkung, Fokussierung und Blendensteuerung umfasst, wobei ein dreidimensionaler Satz von Echoortsdaten unter Verwendung von nur einem Ultraschallstrahl erzeugt werden kann. Trotzdem können mehrere Ultraschallstrahlen verwendet werden, obwohl es nicht erforderlich ist. Die Volumenformung ist der Flächenformung übergeordnet.
Die mehrdimensionale Formung ist der Prozess des Erzeugens, Empfangens und Analysierens eines Ultraschallstrahls, der wahlweise Apodisation, Lenkung, Fokussierung und Blenden umfasst, wobei ein zwei- oder mehrdimensionaler Satz von räumlichen Echoortsdaten unter Verwendung von nur einem Ultraschallstrahl erzeugt werden kann. Trotzdem können mehrere Ultraschallstrahlen verwendet werden, obwohl dies nicht erforderlich ist. Die mehrdimensionale Formung umfasst wahlweise nicht-räumliche Dimensionen wie z. B. Zeit und Geschwindigkeit.
Obwohl in der obigen Erörterung die Hauptplatine als Signalerzeugungs- und -empfangseinheit angegeben ist, dient dies nur als Beispiel und eine beliebige Signalerzeugungs- und -empfangseinheit kann verwendet werden.

KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN

Fig. 1 ist eine Ultraschallvorrichtung des Standes der Technik;
Fig. 2 ist ein Überblick über ein Ausführungsbeispiel der Erfindung;
Fig. 3 zeigt die Details der Struktur von Fig. 2 gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung;
Fig. 4 ist ein alternatives Ausführungsbeispiel der Struktur von Fig. 2;
Fig. 5 ist eine detailliertere Darstellung von Fig. 4;
Fig. 6 ist ein weiteres Ausführungsbeispiel der Struktur von Fig. 2;
Fig. 7 ist ein weiteres Ausführungsbeispiel der Struktur von Fig. 2;
Fig. 8 ist ein weiteres Ausführungsbeispiel der Struktur von Fig. 2;
Fig. 9 ist ein weiteres Ausführungsbeispiel der Struktur von Fig. 2;
Fig. 10 ist ein weiteres Ausführungsbeispiel der Struktur von Fig. 2;
Fig. 11A ist ein Ablaufplan eines Verfahrens zum Senden eines Schallsignals;
Fig. 11B ist ein Ablaufplan eines Verfahrens zum Empfangen eines Schallsignals;
Fig. 12A ist ein Ablaufplan eines Verfahrens zur Herstellung eines Ausführungsbeispiels der Erfindung;
Fig. 12B stellt die Struktur in verschiedenen Stufen des Verfahrens von Fig. 12A dar;
Fig. 13A ist ein Ablaufplan eines Verfahrens zur Herstellung eines Ausführungsbeispiels der Erfindung von Fig. 4-10;
Fig. 13B stellt die Struktur in verschiedenen Stufen des Verfahrens von Fig. 13A dar; und
Fig. 14 ist ein Ablaufplan eines Verfahrens zur Herstellung von Zwischenelementen eines Ausführungsbeispiels der Erfindung.
Fig. 2 gibt einen Überblick über ein Ausführungsbeispiel der Erfindung. Fig. 2 zeigt eine in der Hand gehaltene Ultraschallvorrichtung 200, die eine Ultraschallwandlungsstruktur 202 umfasst, die über eine kabellose Kopplung 203 mit einer Signalerzeugungs- und -empfangseinheit 210 gekoppelt ist. Die kabellose Kopplung 203 umfasst eine Zwischenstruktur 204, eine elektrisch leitende Struktur 206, einen Verbindungsstecker 208. Der Verbindungsstecker 208 ist mit der Signalerzeugungs- und -empfangseinheit 210 gekoppelt, die innerhalb des Gehäuses 212 befestigt ist, und wirkt mit der kabellosen Kopplung 203 zusammen.
Die Signale von oder zu der Zwischenstruktur 204 laufen durch die elektrisch leitende Struktur 206, den Verbindungsstecker 208 und die Signalerzeugungs- und -empfangseinheit 210. Die Ultraschallwandlungsstruktur 202 erzeugt als Reaktion auf Signale, die über die Zwischenstruktur 204 empfangen werden, Ultraschallwellen oder beaufschlagt diese mit Impulsen oder empfängt sie und wandelt sie in elektrische Signale um und sendet sie dann zur Zwischenstruktur 204.
In einem Ausführungsbeispiel ist die kabellose Kopplung 203 auch drahtlos. Die Signalerzeugungs- und -empfangseinheit 210 kann eine integrierte Schaltung oder ein System mit einer Hauptplatine sein und kann auch beispielsweise eine oder mehrere Nebenplatinen enthalten. Die Zwischenstruktur 204 ist eine elektrisch gekoppelte und akustisch isolierende Struktur, die zum Verringern von Kreuzkopplung zwischen den Elementen der Ultraschallwandlungsstruktur 202dient. Außerdem schützt die Zwischenstruktur 204 die Ultraschallwandlungsstruktur 202 vor externem oder internem akustischen Rauschen und leitet das elektrische Signal zur Ultraschallwandlungsstruktur 202.
Die Ultraschallwandlungsstruktur 202, die Zwischenstruktur 204 und die elektrisch leitende Struktur 206 können in mehrere Elemente unterteilt werden, die in einem periodischen Gitter angeordnet sein können. Das Gitter kann beispielsweise rechteckig oder hexagonal sein. Die elektrisch leitende Struktur 206 kann beispielsweise Kontaktstellen sein oder kann ineinander verriegelnde Stecker- und Buchsenstifte sein, die die Zwischenstruktur 204 und den Verbindungsstecker 208 verbinden. Die Signalerzeugungs- und -empfangseinheit 210 kann beispielsweise eine Systemhauptplatine sein und kann einen Verbindungsstecker 208 aufweisen, der eine Leiterplatte (PCB), eine gemeinsam eingebrannte Keramikplatte oder dergleichen zur Signalübertragung und -verteilung sein kann. Der Verbindungsstecker 208 kann eine separate Komponente sein, die an der Signalerzeugungs- und -empfangseinheit 210 befestigt ist, oder kann ein einteiliger Teil der Signalerzeugungs- und -empfangseinheit 210 sein. Der Verbindungsstecker 208 kann beispielsweise ein Verbindungssteckerbereich sein, der mit einer Hauptplatine gekoppelt ist oder sich an dieser befindet. (In dieser gesamten Beschreibung ist das Wort "an" als allgemein für einen einteiligen Teil von und als separate Struktur, die ermöglicht, dass zwei Strukturen aneinander befestigt werden, zu verstehen. Sobald die Beschreibung den Verbindungsstecker 208 als "an" der Signalerzeugungs- und Empfangseinheit 210 erörtert, ist dies folglich als allgemein dafür zu lesen, dass der Verbindungsstecker 208 ein einteiliger Teil von und eine separate Struktur, die an der Signalerzeugungs- und -empfangseinheit 210 befestigt ist, ist). Die Signalerzeugungs- und -empfangseinheit 210 kann einen oder mehrere Signalprozessoren umfassen. Die kleine Größe der in der Hand gehaltenen Ultraschallvorrichtung kann ermöglichen, dass die Ultraschallwandlungsstruktur 202 leicht zur Abbildung in einer Vielzahl von Winkeln angeordnet wird.
Alternativ kann ein Abschnitt des Gehäuses 212 aus einem biegsamen Material hergestellt werden, um die Positionierung der Wandlerstruktur 202 zu ermöglichen. Die Signalerzeugungs- und -empfangseinheit 210 kann klein genug gehalten werden und/oder kann einen Abschnitt aufweisen, der aus einem biegsamen Material besteht, um zu ermöglichen, dass die in der Hand gehaltene Ultraschalleinheit 200 gebogen wird, wodurch ermöglicht wird, dass sich die Ultraschallwandlungsstruktur 202 leicht zur Abbildung positionieren lässt.
Fig. 3 zeigt die Details der Struktur von Fig. 2 gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung. Das Ausführungsbeispiel von Fig. 3, das ein erstes Ausführungsbeispiel 300 ist, umfasst einen Wandler 302 mit elektrischen Kontaktstellen 304, Zwischenelementen 306, elektrischen Kontakten 308a und b, die dazwischen ein aktives akustisches Element 310 einfügen, einem Schallwandlungselement 312, einem Schallabgleichselement 314, einer Erdungsschicht 315, einem wahlweisen akustischen Fenster 316, einem wahlweisen Füllstoff 318 und einem wahlweisen Klebstoff 320.
Der Verbindungsstecker 208 an der Signalerzeugungs- und -empfangseinheit 210 des Ultraschallsystems ist mit dem Wandler 302 gekoppelt. Die Ansammlung von elektrischen Kontaktstellen 304 ist ein Ausführungsbeispiel der elektrisch leitenden Struktur 206. In einem Ausführungsbeispiel bildet eine zweidimensionale Matrix aller elektrischen Kontaktstellen 304 die elektrisch leitende Struktur 206 und ist mit Zwischenelementen 306 gekoppelt, die die Zwischenstruktur 204 bilden. Die elektrischen Kontaktstellen 304 können beispielsweise reine Materialien, Legierungen oder irgendein Gemisch von Chrom, Nickel, Silber, Kupfer, Gold, Zinn, Zinnoxid, Indium und/oder Indiumoxid oder irgendeinem leitenden Material sein. Das Schallwandlungselement 312 umfasst elektrische Kontakte 308a und b, die dazwischen ein aktives akustisches Element 310 aufnehmen. Das aktive akustische Element 310 kann mit irgendeinem akustisch aktiven Material (d. h. irgendeinem Material, das in der Lage ist, ein Schallsignal in ein elektrisches Signal umzuwandeln, und umgekehrt) hergestellt werden, wie z. B. piezoelektrische Materialien wie Quarz, Lithiumniobat, Lithiumsulfat, Keramikmaterialien, Bleizirconattitanat, Bariumtitanat und Bleimetaniobat, oder andere Schallerzeugungsvorrichtungen wie z. B. mikrobearbeitete Strukturen. Die elektrischen Kontakte 308a und b können aus Materialien hergestellt werden, einschließlich beispielsweise reiner Materialien, Legierungen oder irgendeines Gemischs von Chrom, Nickel, Silber, Kupfer, Gold, Zinn, Zinnoxid, Indium und/oder Indiumoxid oder irgendeines leitenden Materials.
Die Schichtanordnung des aktiven akustischen Elements 310 und der elektrischen Kontakte 308a und b bildet ein Schallwandlungselement 312 zum Erzeugen und/oder Empfangen von Ultraschall. Im Fall eines mikrobearbeiteten Bauelements kann die Schichtanordnung des aktiven akustischen Elements 310 und der elektrischen Kontakte 308 a und b gegen das mikrobearbeitete Element und seine Kontakte ausgetauscht werden, welches eine Sandwichstruktur aufweisen kann oder nicht. Das Schallwandlungselement 312 kann auch ein Schallabgleichselement 314 und ein wahlweises akustisches Fenster 316 umfassen. Das wahlweise akustische Fenster 316 sieht eine elektrische Isolation vor, die interessierende Medien wie z. B. einen Patienten vor einem elektrischen Schlag schützt. Wahlweise kann das Schallabgleichselement 314 eine elektrische Isolation anstelle der oder zusätzlich zur elektrischen Isolation vorsehen, die vom wahlweisen akustischen Fenster 314 vorgesehen wird. Das Schallabgleichselement 314 kann eine Anordnung von Schallabgleichsunterelementen sein. Das Schallabgleichselement 314 kann beispielsweise mehrere verschiedene Schichten aufweisen. Das Schallabgleichselement 314 kann aus Materialien oder Gemischen von Materialien mit Schallabgleichseigenschaften hergestellt werden. In einem Ausführungsbeispiel koppelt das Schalabgleichselement 314 den elektrischen Kontakt 308 b elektrisch mit der Erdungsschicht 315, wodurch ein Rückweg zur Erdung bereitgestellt wird. Alternativ muss die Erdungsschicht 315 nicht enthalten sein, da das wahlweise akustische Fenster 316 aus einem leitenden Material bestehen und als Erdungsschicht wirken könnte. Ferner können alternativ die elektrischen Kotakte 308b elektrisch miteinander gekoppelt sein, wobei eine Schicht ausgebildet wird, die beispielsweise als Rückweg zur Erdung verwendet werden kann. Bei diesem alternativen Ausführungsbeispiel kann das Schallabgleichselement 314 leitend sein oder nicht. Die Verbindung der elektrischen Kontakte 308b zu einer Schicht erhöht die Schwierigkeit der akustischen Isolation der Wandler 302. Wenn jedoch die Schallimpedanz des leitenden Materials, das die elektrischen Kontakte 308 b verbindet, beispielsweise falsch abgeglichen ist, kann die akustische Isolation trotz des Verbindungsmaterials erreicht werden. Ein wahlweiser Füllstoff 318 kann zwischen den Zwischenelementen 306 angeordnet sein, der die Hohlräume oder Einschnitte (die Räume zwischen den Wandlern 302 werden als Einschnitte bezeichnet) vollständig oder teilweise füllt. Der wahlweise Füllstoff 318 kann ein Epoxidharz oder andere Polymere sein und kann Additive enthalten, um seine Eigenschaften zu modifizieren. Ein wahlweiser Klebstoff 320 kann verwendet werden, um den Wandler 302 über die elektrischen Kontaktstellen 304 am Verbindungsstecker 208 zu befestigen. Der wahlweise Klebstoff 320 kann isolierende oder leitende Klebstoffe wie z. B. Epoxide, Polyurethane, Silikone usw. mit oder ohne verschiedene Additive für verschiedene Eigenschaften sein.
Die Wandler 302 unterscheiden sich von Wandlern des Standes der Technik insofern, als sie direkt am Verbindungsstecker 208 der Signalerzeugungs- und -empfangseinheit 210 montiert sind. Alternativ können Strukturen von Zwischenelementen 306, die vom Stand der Technik verschieden sind, auch verwendet werden.
In einem weiteren Ausführungsbeispiel ist der Wandler 302 an einem hochdichten Verbindungsstecker (nicht dargestellt) montiert, der in einen entsprechenden Verbindungsstecker 208 der Signalerzeugungs- und -empfangseinheit 210 eingesteckt wird. Der hochdichte Verbindungsstecker ermöglicht, dass das Schallwandlungselement 312 weiter vom Verbindungsstecker 208 entfernt angeordnet wird. Strukturen der Zwischenelemente 306 werden nachstehend weiter erörtert. Die unmittelbare Nähe der Wandler 302 zum Verbindungsstecker 208 kann auch die strukturellen, akustischen und elektrischen Anforderungen der Wandler 302 beeinflussen. Folglich kann der Satz von Elementen, die eine optimale Leistung für die Wandler 302 erzeugen, anders sein als jene von ähnlichen Wandlern des Standes der Technik.
Die Zwischenelemente 306 können als Stäbe oder Säulen dienen und können einen Querschnitt mit beliebiger Form aufweisen. Der Querschnitt der Zwischenelemente 306 kann beispielsweise eine quadratische, rechteckige, kreisförmige, eiförmige, dreieckige, diamantartige, trapezförmige, rautenartige oder polygonale Form aufweisen. Die Zwischenelemente 306 können ein Gemisch von irgendeinem, eine beliebige Kombination oder alle von beispielsweise Epoxid, Polyurethan und/oder Silikon sein. Die Zwischenelemente 306 können auch schwere Teilchen mit beliebiger Form oder Kugeln enthalten, die aus einem Material wie z. B. Wolfram bestehen, und können ferner leichte Teilchen, Blasen und/oder Mikrokugeln enthalten, die helfen, den Schall zu dämpfen. Die leichten Teilchen und die Mikrokugeln können beispielsweise aus Glas und/oder Kunststoff bestehen. Außerdem können die Zwischenelemente 306 Graphit- oder andere elektrisch leitende Teilchen enthalten, die auch helfen, den Schall zu dämpfen.
Elektrisch leitende Teilchen könnten als einige oder alle der schweren und/oder leichten Teilchen in Abhängigkeit von den Bereichen der Dichte der gewählten leitenden Teilchen verwendet werden.
Das Signal von der Signalerzeugungs- und -empfangseinheit 210 wird durch die Schichten und Strukturen des Verbindungssteckers 208 hindurch zu den elektrischen Kontaktstellen 304 auf der Oberfläche des Verbindungssteckers 208 gebracht. Die elektrischen Kontaktstellen 304, die Zwischenelemente 306 und die Schallwandlungselemente 312 können aufeinander gestapelt werden und bilden das vorstehend erwähnte zweidimensionale Gitter. Die Schallwandlungselemente 312 können die elektrischen Signale in Schallwellen umwandeln oder können akustische Schallwellen in elektrische Signale umwandeln. Die Schallwandlungselemente 312 können in demselben Gitter angeordnet sein wie die elektrischen Kontaktstellen 304 und über eine Signalverteilung innerhalb der Signalerzeugungs- und -empfangseinheit 210 elektrisch adressiert werden.
Die Zwischenelemente 306 bilden Verbindungsunterlagemedien, die elektrische Signale zwischen den elektrischen Kontaktstellen 304 auf dem Verbindungsstecker 208 der Signalerzeugungs- und -empfangseinheit 210 und den elektrischen Kontakten 308a an den Schallwandlungselementen 312 übertragen. Die Zwischenelemente 306 können eine elektrische Leitfähigkeit aufweisen, die hoch genug ist, um den Signalverlust zu minimieren. Der Signalverlust aufgrund des Zwischenelements 306 ist der Leistungsverlust (I²R, wobei I der gesamte Strom ist, der durch die Matrix von Zwischenelementen 306 fließt, und R der effektive Widerstand der Matrix von Zwischenelementen 306 ist), der durch den Widerstand des Zwischenelements verursacht wird. In einem Ausführungsbeispiel wird die Leitfähigkeit des Zwischenelements beispielsweise so eingestellt, dass der Signalverlust geringer als 1 dB gehalten wird.
Die Gesamtlänge der Verbindungsmedien in der Richtung senkrecht zum Verbindungsstecker 208 an der Signalerzeugungs- und -empfangseinheit 210 und der spezifische Widerstand dieser Medien sind die Hauptfaktoren, die den Gesamtwiderstand jeder elektrischen Kopplung zwischen den Schallwandlungselementen 312 und den elektrischen Kontaktstellen 304 festlegen. Somit begrenzt der spezifische Widerstand der Zwischenelemente 306 die Länge der Elemente, die wiederum die Dicke der Zwischenstruktur 204 begrenzt. Die Zwischenelemente 306 können eine angemessene Schalldämpfung oder -impedanz aufweisen, um Schallreflexionen am Verbindungsstecker 208 der Signalerzeugungs- und -empfangseinheit 210 zu vermeiden, die ansonsten die Schallwandlungselemente 312 erreichen würden. Die Zwischenelemente 306 können mechanische Integrität und Positionierungsgenauigkeit der Schallwandlungselemente 312 und des Verbindungssteckers 208 der Signalerzeugungs- und -empfangseinheit 210 vorsehen.
Die Verbindungsunterlagemedien, die für die Zwischenelemente 306 verwendet werden, können elektrisch anisotrope leitende Medien sein, die Elektrizität in einer zur Oberfläche der elektrischen Kontaktstellen 304 senkrechten Richtung leiten. Die Verbindungsunterlagemedien können verwendet werden, um die Schallwandlungselemente 312 an die elektrischen Kontaktstellen 304 auf dem Verbindungsstecker 208 der Signalerzeugungs- und -empfangseinheit 210 zu bonden. Die Zwischenelemente 306können aus elektrisch leitenden und akustisch verlustbehafteten Medien bestehen. Geeignete anisotrope elektrische Leitungsmedien können durch Integrieren einer dünnen Konzentration von leitenden Elementen und/oder Teilchen in ein elektrisch isolierendes Medium hergestellt werden. Die Dichte der dünnen Konzentration ist derart, dass die leitenden Elemente und/oder Teilchen in einer zum Fluss des elektrischen Stroms senkrechten Richtung aufgrund ihrer niedrigen Dichte einander nicht berühren. Die leitenden Elemente und/oder Teilchen können eine langgestreckte Form aufweisen und die leitenden Elemente sind mit ihrer längeren Abmessung so orientiert, dass sie beide Seiten des isolierenden Mediums erreichen, in dem sie sich befinden, und mit diesen einen elektrischen Kontakt herstellen. Die Elemente können Haardrähte, Drähte oder willkürliche Formen von leitenden Medien sein, die gewöhnlich die Gesamtlänge des Zwischenelements 306 verlängern. Alternativ können die leitenden Elemente und/oder Teilchen signifikant kürzer sein als die und relativ parallel gehalten werden zur langen Richtung der Zwischenelemente 306. Die leitenden Elemente sollten lang genug sein, so dass zumindest eine signifikante Anzahl von ihnen entlang der Länge der Teilchen, aber nicht entlang der Breite gewöhnlich einander berührt. Die Verwendung eines anisotropen Leiters verringert die Möglichkeiten eines Kurzschlusses zwischen benachbarten Zwischenelementen 306 im Vergleich zu einem isotropen Leiter.
Alternativ kann ein isotropes elektrisch leitendes und akustisch geeignetes Medium verwendet werden, um die Matrix von Schallwandlungselementen 312 an die zweidimensionale Matrix von elektrischen Kontaktstellen 304 zu bonden. Elektrische Kurzschlüsse zwischen den Zwischenelementen 306 können durch Beseitigen der überschüssigen Medien, die den Kurzschluss verursachen, über mechanisches Zertrennen, verschiedene Ionen-, Elektronen-, Plasma-, chemische Erosions- oder andere Prozesse beseitigt werden.
Der wahlweise Füllstoff 318 kann ein Isolator sein, der hilft, den elektrischen Kurzschluss zu minimieren, und kann eine geeignete Schallimpedanz aufweisen, um Kreuzkopplung zwischen den Wandlern 302 zu verhindern. Es kann erwünscht sein, die Kreuzkopplung zu minimieren, indem die Einschnitte nahe den Wandlern 302 von Füllstoff leer gelassen werden. Der wahlweise Füllstoff 318 kann ein schalldämpfendes Material oder ein Material mit einer an den Wandler 302 stark falsch abgeglichenen Schallimpedanz sein.
Der wahlweise Klebstoff 320 kann leitend oder isolierend sein. Wenn der wahlweise Klebstoff 320 leitend ist, wird er hauptsächlich zwischen den elektrischen Kontaktstellen 304 und dem Zwischenelement 306 angeordnet. Typischerweise würde jeglicher überschüssige wahlweise Klebstoff 320 aus den Einschnitten entfernt werden. Es ist jedoch nicht erforderlich, den ganzen wahlweisen Klebstoff 320 aus den Einschnitten zu entfernen, selbst wenn er leitend ist. Je dünner eine leitende Schicht ist, desto widerstandsbehafteter ist sie für Ströme, die in einer Ebene fließen. Je dünner eine leitende Schicht ist, desto mehr Unterbrechungen oder Unstetigkeiten weist sie auch wahrscheinlich in sich auf. Wenn irgendein wahlweiser Klebstoff 320 leitend ist und sich in den Einschnitten befindet, muss der wahlweise Klebstoff 320 folglich dünn genug sein oder genügend Unterbrechungen aufweisen, so dass er als Isolator in einer zur Oberfläche des Verbindungssteckers 208 mit den elektrischen Kontaktstellen 304 parallelen Richtung wirkt, und der wahlweise Klebstoff 320 darf keinen Kurzschluss verursachen.
Wenn der wahlweise Klebstoff 320 isolierend ist, wird er ebenso hauptsächlich in den Einschnitten angeordnet. Typischerweise wird der gesamte wahlweise Klebstoff 320 auf den elektrischen Kontaktstellen 304 entfernt. Es ist jedoch nicht erforderlich, den gesamten wahlweisen Klebstoff 320von den elektrischen Kontaktstellen 304 zu entfernen, selbst wenn er isolierend ist. Je dünner eine Isolationsschicht ist, desto wahrscheinlicher kann sie einen Strom, der senkrecht zu ihrer Oberfläche fließt, über beispielsweise Bogenbildung, Tunnelung oder Unterbrechungen in der Isolationsschicht unterstützen. Wenn der wahlweise Klebstoff 320 isolierend ist, muss folglich der auf den elektrischen Kontaktstellen 304 angeordnete Teil dünn genug sein oder genügend Löcher in sich aufweisen, um den Fluss eines Stroms durch sich zu ermöglichen (wie z. B. durch Kontakt, Bogenbildung oder Tunnelung). Druck, der aufgebracht wird, während die Zwischenelemente 306 gebondet werden, kann verwendet werden, um überschüssigen Klebstoff zwischen den elektrischen Kontaktstellen 304 und den Zwischenelementen 306 auszuquetschen.
In Fig. 4-10 wurden gleichen Komponenten dieselben alphanumerischen Bezeichnungen gegeben. Um die Zeichnungen zu vereinfachen, zeigen Fig. 5-10 kein Schallabgleichselement 314, keine Erdungsschicht 315 oder kein wahlweises akustisches Fenster 316, obwohl sie wie in Fig. 3 und 4 vorhanden sind. Fig. 4-10 teilen sich auch dieselbe Ultraschallwandlungsstruktur 202 und Signalerzeugungs- und -empfangseinheit 210 wie in Fig. 3. Fig. 5-10 unterscheiden sich hauptsächlich im Aufbau der Zwischenstruktur 204 voneinander.
Fig. 4 ist ein alternatives Ausführungsbeispiel 400 der Struktur von Fig. 2. Das Ausführungsbeispiel 400 weist Zwischenelemente 406 auf, die isolierend sind und mit einem Leiter 408 auf einer beliebigen Anzahl von Seiten größer als Zwei beschichtet sind, welcher leitende Kontaktstellen 410a und b umfasst, die sich an beiden Enden befinden. Insbesondere, um zu erläutern, was mit Leiter 408, der auf eine beliebige Anzahl von Seiten größer als Zwei aufgetragen ist, gemeint ist, bedecken die leitenden Kontaktstellen 410a und b die Zwischenelemente 406 auf zumindest einem Teil von jedem von zwei seiner Enden. Ein Teil des Leiters 408 muss auch zumindest teilweise an einer dritten Seite der Zwischenelemente 406 angeordnet sein, um eine elektrische Kopplung zwischen den leitenden Kontaktstellen 410a und b auszubilden. Die Zwischenelemente 406 können Säulen oder Stäbe sein, die aus einem Gemisch von irgendeinem, irgendeiner Kombination von oder allen von Epoxid, Polyurethan und/oder Silikon bestehen, die dichte Teilchen oder Kugeln, die aus einem Material wie z. B., jedoch nicht begrenzt auf Wolfram bestehen, und Blasen, Teilchen mit niedriger Dichte und/oder Mikrokugeln enthalten. Die Teilchen mit niedriger Dichte und die Mikrokugeln können beispielsweise aus Glas und/oder Kunststoff bestehen. Der Leiter 408 kann eine dünne Schicht sein, die eine elektrische Verbindung zwischen den Schallwandlungselementen 312 und den elektrischen Kontaktstellen 304, an die er gebondet oder gelötet ist, vorsieht. Der Leiter 408 kann freigelegt oder bedeckt sein. Wenn er bedeckt ist, kann er innerhalb der Zwischenelemente 406 eingebettet sein und/oder mit einer wahlweisen Schicht 412 bedeckt sein. Die wahlweise Schicht 412 ermöglicht die Entfernung von irgendeinem anschließend eingeführten wahlweisen Füllstoff 318 durch ein mechanisches Mittel wie z. B. Zertrennräder, ohne die Gefahr, den Leiter 408 zu beschädigen. Die wahlweise Schicht 412 kann eine dünne Schicht aus Isolationsmaterial oder aus demselben Material wie die Zwischenelemente 406 sein. Der Leiter 408 kann gegen leitende Drähte oder Haardrähte ausgetauscht werden, die entlang der Kanten der Zwischenelemente 406 angeordnet oder in diese eingebettet werden können. Der wahlweise Füllstoff 318 kann den Leiter 408 vollständig oder teilweise verkappen, wie in Fig. 4 gezeigt. Der wahlweise Füllstoff 318 kann den Zwecken der Bereitstellung von struktureller Integrität und der akustischen Isolation von einzelnen Schallwandlungselementen 312 dienen. Der wahlweise Füllstoff 318 kann aus demselben Material bestehen wie die Stäbe, die für die Zwischenelemente 406 verwendet werden, solange er isolierend ist oder die Wandler 302 nicht kurzschließt. Je höher die elektrische Leitfähigkeit des Leiters 408 ist, desto geringer ist der Signalverlust. In einem Ausführungsbeispiel kann die elektrische Leitfähigkeit, die vom Leiter 408 bereitgestellt wird, hoch genug gemacht werden, um den Signalverlust zu minimieren. Die Gesamtlänge der Zwischenelemente 406 in der zur Signalerzeugungs- und -empfangseinheit 210 senkrechten Richtung und der Widerstand des Leiters 408 pro Länge legen den Gesamtwiderstand der einzelnen Kopplungen zwischen den Schallwandlungselementen 312 und den elektrischen Kontaktstellen 304 fest. Aufgrund der relativ hohen Leitfähigkeit von Metallschichten oder -drähten ist es praktisch, die Dicke der Zwischenstruktur 204 zu erhöhen, um die Oberfläche der akustischen Matrix so anzuordnen, dass sie den Patienten in einer bequemen Weise berührt. Die Zwischenelemente 406 können als Stäbe oder Säulen dienen und können einen Querschnitt mit beliebiger Form aufweisen. Die Zwischenelemente 406 können im Wesentlichen dieselben mechanischen und akustischen Eigenschaften aufweisen wie die Zwischenelemente 306, und können daher dieselbe Zusammensetzung aufweisen, abgesehen vom Fehlen der leitenden Teilchen in den Zwischenelementen 406. Die Zwischenelemente 406 können jedoch (da die Zwischenelemente 406 einen niedrigeren Widerstand aufweisen können) größer gemacht werden als die Zwischenelemente 306. Die mechanischen Eigenschaften der Zwischenschicht 406 können auch geringfügig anders sein.
Der Leiter 408 und das Bondmaterial (wie z. B. Klebstoffe, Lötmittel und Schweißmaterial) sollten keine akustischen Reflexionen oder Störungen verursachen. Um akustische Reflexionen oder Störungen zu vermeiden, kann die Dicke und Größe von störenden Gegenständen innerhalb des akustischen Weges im Vergleich zu den interessierenden Schallwellenlängen klein sein. Der Leiter 408 sollte an den Isolationsmedien gut genug haften, um die mechanischen Eigenschaften der Struktur beizubehalten. Die für die Zwischenelemente 406 verwendeten Isolationsmedien sollten eine angemessene Schalldämpfung aufweisen, um Schallreflexionen am Verbindungsstecker 208 der Signalerzeugungs- und -empfangseinheit 210 zu vermeiden, die ansonsten das Schallwandlungselement 312 erreichen würden. Die für die Zwischenelemente 406 verwendeten Isolationsmedien sollten eine geeignete Schallimpedanz für eine optimale Leistung aufweisen. Die Isolationsmedien der Zwischenelemente 406 können mechanische Integrität und Positionierungsgenauigkeit des Schallwandlungselements 312 und des Verbindungssteckers 208 der Signalerzeugungs- und -empfangseinheit 210 bereitstellen.
Fig. 5 und 6 sind die gleichen wie Fig. 4, außer dass die Ausführungsbeispiele von Fig. 5 und 6 einen wahlweisen Klebstoff 320 enthalten. Im Ausführungsbeispiel von Fig. 5 ist außerdem der Leiter 408 freigelegt, während im Ausführungsbeispiel von Fig. 6 der Leiter 408 mit der wahlweisen Schicht 412 bedeckt ist.
Fig. 7 ist ein weiteres Ausführungsbeispiel 700 mit einer Beschichtung aus einer Isolationsbeschichtung 702, die beispielsweise aus Kapton™ oder Mylar™ besteht, auf einer beliebigen Anzahl von Seiten größer als Zwei, einschließlich beider Enden, und auf welche der Leiter 408 laminiert ist. Die Zwischenelemente 704 können dieselben sein wie die Zwischenelemente 406 oder können ein Leiter sein.
Fig. 8 ist ein weiteres Ausführungsbeispiel 800, dass das gleiche ist wie jenes des Ausführungsbeispiels 700 von Fig. 7, außer dass eine wahlweise Schicht 412 den freigelegten Teil des Leiters 408 bedeckt und zwischen dem Leiter 408 und dem wahlweisen Füllstoff 318 liegt.
Obwohl Fig. 6-8 einen wahlweisen Klebstoff 320 zeigen, muss er nicht vorhanden sein.
Fig. 9 und 10 sind die gleichen wie Fig. 7 bzw. 8, außer dass das Zwischenelement 902 und die wahlweise Schicht 1002 sich nicht auf der gesamten Strecke bis zu den leitenden Kontaktstellen 410 erstrecken, wobei eine Lücke belassen ist. Die Lücke kann mit dem wahlweisen Füllstoff 318 gefüllt werden. Wenn der wahlweise Füllstoff 318 nicht verwendet wird, bleiben die Kopplungen mit den elektrischen Kontaktstellen 304 flexibel, wodurch eine Schwingungsisolation vorgesehen wird. Wenn der wahlweise Füllstoff 318 verwendet wird, sieht er mechanische Integrität vor und hält die Zwischenelemente an der Stelle. Die Kopplungen mit den Zeilen und/oder Spalten von elektrischen Kontaktstellen können in irgendeiner Stufe der Konstruktion der Verbindungsunterlagemedien oder nach ihrer Fertigstellung durchgeführt werden. Die Zwischenelemente 902 können Stäbe sein und können einen Querschnitt mit einer beliebigen Form aufweisen. Die Zwischenelemente 902 können im Wesentlichen dieselben mechanischen und akustischen Eigenschaften aufweisen wie die Zwischenelemente 406, außer dass, da sich die Zwischenelemente 902 nicht zu den leitenden Kontaktstellen 410a erstrecken, die mechanischen Eigenschaften geringfügig anders sein können.
Obwohl Fig. 9 und 10 keinen wahlweisen Klebstoff 320 zeigen, könnte er eingeschlossen sein.
Fig. 11A und B zeigen Ablaufpläne von Verfahren 1100a bzw. b zur Verwendung eines Ausführungsbeispiels der Erfindung. Fig. 11A ist ein Verfahren zum Senden von Schallsignalen und Fig. 11B ist ein Verfahren zum Empfangen von Schallsignalen.
Mit Bezug auf Fig. 12A erzeugt die Signalerzeugungs- und -empfangseinheit 210 in Schritt 1102 ein elektrisches Signal. In Schritt 1104 wird das elektrische Signal kabellos über den Verbindungsstecker 208 und über einen möglichen Verbindungsstecker (nicht dargestellt) und elektrische Kontaktstellen 304 mit der Zwischenstruktur 204 gekoppelt. In Schritt 1106 wird das elektrische Signal über die Zwischenstruktur 204 mit dem Schallwandlungselement 312 gekoppelt. In Schritt 1108 erzeugt das Schallwandlungselement 312 ein Schallsignal, das dann über das Schallabgleichselement 314 durch das wahlweise akustische Fenster 316 hindurch übertragen wird.
Mit Bezug auf Fig. 21B werden die Ultraschallsignale von Schritt 1108 (Fig. 11A) durch die interessierenden Medien modifiziert (z. B. reflektiert und/oder durchgelassen). In Schritt 1122 werden die modifizierten Ultraschallsignale empfangen. Wahlweise umfasst der Empfang das Senden der Ultraschallsignale durch das wahlweise akustische Fenster 316 und das Empfangen derselben über das Schallabgleichselement 314 durch typischerweise eine andere Kombination von Schallwandlungselementen 312, da die Richtung der einfallenden und reflektierten Ultraschallsignale typischerweise unterschiedlich ist. In einem Ausführungsbeispiel kann jedoch jedes Schallwandlungselement 312 sowohl zum Empfangen als auch Senden des modifizierten Ultraschallsignals verwendet werden. In einem weiteren Ausführungsbeispiel können alle Schallwandlungselemente 312 in Pixel mit einer Empfangshälfte und einer Sendehälfte gruppiert sein. Die Schallwandlungselemente 312 wandeln das Ultraschallsignal in ein elektrisches Signal um. In Schritt 1124 werden die elektrischen Signale über die Zwischenstruktur 204 gesandt. In Schritt 1126 werden die Signale von der Zwischenstruktur 204 über die elektrisch leitende Struktur 206 durch den Verbindungsstecker 208 gesandt. In Schritt 1128 werden die Signale vom Verbindungsstecker 208 zur Signalerzeugungs- und -empfangseinheit 210 zur Verarbeitung zurückgesandt, um ein Bild auf einem Monitor zu erzeugen oder sie als Daten zur Erzeugung eines Bildes auf einem Monitor zu speichern. Der Empfangsschritt kann das Dämpfen von Reflexionen innerhalb der in der Hand gehaltenen Ultraschalleinheit 200 umfassen, wie z. B. mit der Verwendung des wahlweisen Füllstoffs 318 und der Schalldämpfungsmaterialien, die in den Zwischenelementen 306, 406 und 902 verwendet werden.
Fig. 12A und B zeigen ein Verfahren 1200 zur Herstellung eines Ausführungsbeispiels der Erfindung und einige der vorübergehenden Strukturen, die in verschiedenen Stufen des Prozesses ausgebildet werden. In Schritt 1202 wird die Signalerzeugungs- und -empfangseinheit ausgebildet oder bereitgestellt und der Verbindungsstecker 208 wird mit der Signalerzeugungs- und -empfangseinheit 210 gekoppelt oder an dieser ausgebildet. Der Rest der Signalerzeugungs- und Empfangseinheit 210 kann jederzeit relativ zur Ausbildung oder zum Koppeln des Verbindungssteckers 208 an der Signalerzeugungs- und -empfangseinheit 210 ausgebildet, zusammengesetzt oder konstruiert werden. In Schritt 1204 könnte eine elektrisch leitende Schicht 1220 auf dem Verbindungsstecker 208 abgeschieden werden, um elektrische Kontaktstellen 304 auszubilden. In Schritt 1204 werden auch elektrisch leitende und schalldämpfende Medien 1222 auf eine elektrisch leitende Schicht 1220 laminiert. Ferner bilden in Schritt 1206 eine erste leitende Schicht 1224, eine akustisch aktive Schicht 1226 und eine zweite leitende Schicht 1228 eine Schallwandlungs-Schichtanordnung 1230. Die Schallwandlungs-Schichtanordnung 1230 wird an die elektrisch leitenden und schalldämpfenden Medien 1222 gebondet. Die Schallwandlungs-Schichtanordnung 1230 könnte zuerst konstruiert und dann an die elektrisch leitende, schalldämpfende Schicht 1222 gebondet werden oder es könnte Schicht für Schicht direkt auf die elektrisch leitenden und schalldämpfenden Medien 1222 laminiert werden. In Schritt 1208 wird eine Schallabgleichsschicht 1232 auf eine Seite der Schallwandlungs-Schichtanordnung 1230 gebondet. Die Schallabgleichsschicht 1232 kann mehrere Schichten umfassen und/oder eine bedeutende Struktur aufweisen, um den Schallabgleich zu verbessern. In Schritt 1210 wird Material von der Verbundstruktur entfernt, wobei Säulen belassen werden und die Einschnitte ausgebildet werden. Eine kleine Menge des Verbindungssteckers 208 kann auch während des Schritts 1210 entfernt werden, um sicher zu sein, dass jegliches leitende Material zwischen den elektrischen Kontaktstellen 304 entfernt wird, und wahlweiser Klebstoff 320 kann zugegeben werden. In Schritt 1212 wird wahlweiser Füllstoff 318 zu den Einschnitten zugegeben und härten lassen. In Schritt 1214 wird das wahlweise akustische Fenster 316 an das Schallabgleichselement 314 gebondet. Das wahlweise akustische Fenster 316 kann eine Erdungsschicht 315 aufweisen, die beispielsweise durch Metallisierung oder Abscheidung auf diesem ausgebildet wird, bevor es am Schallabgleichselement 314 befestigt wird.
Fig. 13A und B zeigen ein Verfahren 1300 zur Herstellung eines Ausführungsbeispiels der Erfindung und einige der vorübergehenden Strukturen, die in verschiedenen Stufen des Prozesses ausgebildet werden. In Schritt 1202 wird wie im Verfahren 1200 die Signalerzeugungs- und -empfangseinheit ausgebildet oder bereitgestellt und der Verbindungsstecker 208 wird mit der Signalerzeugungs- und -empfangseinheit 210 gekoppelt oder an dieser ausgebildet. In Schritt 1302 werden elektrisch leitende und schalldämpfende Säulen, die die Zwischenelemente 406 oder 902 bilden, am Verbindungsstecker 208 befestigt. Obwohl in Fig. 13B nicht dargestellt, werden die Zwischenelemente 406 oder 902 mit dem Leiter 408, der wahlweisen Schicht 412 oder 1002 und der an dieser befestigten Isolationsbeschichtung 702 ausgebildet. Obwohl in Fig. 13B auch nicht dargestellt, werden, wenn die Zwischenelemente 406 oder 902 am Verbindungsstecker 208 befestigt werden, die Zwischenelemente 406 oder 902 an die elektrischen Kontaktstellen 304 auf dem Verbindungsstecker 208 gebondet. Die Zwischenelemente 406 oder 902 mit dem Leiter 408, der wahlweisen Schicht 412 oder 1002 und der an dieser befestigten Isolationsbeschichtung 702 können als Strukturen 1320 auf einer Schicht 1322 ausgebildet werden, so dass sie in Positionen relativ zueinander befestigt und auf die elektrischen Kontaktstellen 304 ausgerichtet werden können. Die Strukturen 1320 können zuerst ausgebildet und dann an der Schicht 1322 befestigt werden oder können auf der Schicht 1322 ausgebildet werden. Die Ausbildung der Strukturen 1320 wird mit Bezug auf Fig. 14 nachstehend genauer beschrieben. Alternativ können die elektrischen Kontaktstellen 304 beispielsweise in die Strukturen 1320 eingeschlossen werden. Nach dem Bonden der Strukturen 1320 an den Verbindungsstecker 208 wird die Schicht 1322 gelöst. Im wahlweisen Schritt 1304 kann man den wahlweisen Füllstoff 318 als Flüssigkeit zugegeben und härten lassen. In Schritt 1206 wird eine Schallwandlungs-Schichtanordnung an die Zwischenstruktur 204 gebondet. Die Schallwandlungs- Schichtanordnung umfasst eine erste leitende Schicht, eine akustisch aktive Schicht und eine zweite leitende Schicht. Die Schallwandlungs-Schichtanordnung könnte zuerst konstruiert und dann an die elektrisch leitenden, schalldämpfenden Medien gebondet werden oder könnte Schicht für Schicht direkt auf die elektrisch leitenden und schalldämpfenden Medien laminiert werden. Als nächstes wird in Schritt 1206 Material von der Wandlungsschichtanordnung entfernt, um die Schallwandlungselemente 312 auszubilden. Alternativ könnten die Schallwandlungselemente 312 auch auf derselben Schicht 1322 ausgebildet werden, während die Zwischenelemente als Teil der Strukturen 1320 hergestellt werden. Das Verfahren 1300 fährt dann wie im Verfahren 1200 mit den Schritten 1208, 1210, 1212 und 1214 fort. Das Verfahren 1300 kann keinen oder nur einen der Schritte 1304 und 1212 beinhalten. Alternativ kann ein Teil des wahlweisen Füllstoffs 318 während des Schritts 1304zugegeben werden und ein Teil kann während des Schritts 1212 zugegeben werden.
Fig. 14 zeigt einen Ablaufplan eines Verfahrens 1400 zur Herstellung der Zwischenelemente eines Ausführungsbeispiels der Erfindung. In Schritt 1402 beginnt das Verfahren 1400 mit der Bereitstellung oder Ausbildung der Zwischenelemente 406 oder 902, die auf der Schicht 1322 ausgebildet werden können oder separat ausgebildet und dann nach der Beendung des Verfahrens 1400 an der Schicht 1322 befestigt werden können. Wenn die Strukturen 1320 (die die Zwischenelemente 406 oder 902 bilden) auf der Schicht 1322 ausgebildet werden, wird zuerst eine leitende Schicht (nicht dargestellt) auf der Schicht 1322 abgeschieden und dann wird eine Isolationsschicht (nicht dargestellt) aus der Verbundstruktur abgeschieden, wobei Säulen belassen werden, um leitende Kontaktstellen 410b auszubilden, die an den Zwischenelementen 406 oder 902 befestigt werden. Die leitenden Kontaktstellen 410b bilden einen ersten Teil des Leiters 408. Einiges Material von der Schicht 1322 kann auch entfernt werden oder alternativ kann die leitende Schicht (nicht dargestellt) freiliegend belassen werden und nicht in die leitenden Kontaktstellen 410b getrennt werden. In Schritt 1404 werden die Zwischenelemente 406 wahlweise mit einer Isolationsbeschichtung 702 überzogen, von der einiges entfernt werden kann, um die leitende Schicht (nicht dargestellt) oder die leitenden Kontaktstellen 410b freizulegen. In Schritt 1406 werden die Zwischenelemente 406 mit dem Leiter 408 überzogen. Wenn jedoch die Strukturen 1320 auf der Schicht 1322 ausgebildet wurden, dann ist bereits der Teil des Leiters 408, der die leitende Kontaktstelle 410b bildet, vorhanden. Der Leiter 408 kann an der Isolationsbeschichtung 702 befestigt werden oder in die Isolationsbeschichtung 702 zuerst eingebettet und dann an den Zwischenelementen 406 über die Isolationsbeschichtung 702 befestigt werden. Die leitende Schicht (nicht dargestellt) wird in leitende Kontaktstellen 410b getrennt, wenn sie nicht bereits in Schritt 1402 getrennt wurde. Im wahlweisen Schritt 1408 wird der Leiter 408 mit der wahlweisen Schicht 412 oder 1002 bedeckt. Die wahlweise Schicht 412 oder 1002 stellt eine Isolations- und Schutzbeschichtung bereit, wodurch der Leiter 408 in die Verbundstruktur eingebettet wird, die durch die Zwischenelemente 406 oder 902 und die wahlweise Schicht 412 bzw. 1002 gebildet wird.
Obwohl das Wort "Struktur" verwendet wird, um viele Elemente zu beschreiben, könnten diese Elemente auch Anordnungen sein, was in dieser Anwendung ein Oberbegriff für das Wort "Struktur" ist, aber auch Anordnungen oder Ansammlungen von Teilen umfasst. Das Wort "Kopplung" in dieser Anmeldung ist ein Oberbegriff für eine direkte Verbindung und eine Verbindung, die über ein Zwischenelement hergestellt wird, sowie irgendeine andere Art von Kopplung, Verbindung oder eine Art und Weise, um Elemente aneinander zu befestigen.
Die Erfindung könnte auch unter Verwendung von anderen Signalen wie z. B. vielmehr optischen Signalen als elektrischen Signalen, konstruiert werden. In einem optischen Ausführungsbeispiel kann die elektrisch leitende Struktur 206 beispielsweise gegen eine optische Verbindung ausgetauscht werden. Obwohl die Schallwandlungselemente 312 als mit elektrischen Kontakten 308a und b dargestellt sind, sind sie nur erforderlich, wenn elektrische Energie verwendet wird, um die aktiven akustischen Elemente 310 anzuregen. Wenn die aktiven akustischen Elemente 310 durch andere Formen von Energie angeregt werden, wie z. B. unter Verwendung von elektromagnetischen Wellen oder mechanischer Energie, können die elektrischen Kontakte 308a und b nicht verwendet werden oder können gegen Kopplungskontakte zum Befestigen des aktiven akustischen Elements and der Stelle ausgetauscht werden.
Obwohl die Erfindung mit Bezug auf spezielle Ausführungsbeispiele beschrieben wurde, ist es für Fachleute selbstverständlich, dass verschiedene Änderungen vorgenommen werden können und Äquivalente gegen Elemente derselben ausgetauscht werden können, ohne vom wahren Gedanken und Schutzbereich der Erfindung abzuweichen.
Außerdem können Modifikationen vorgenommen werden, ohne von den wesentlichen Lehren der Erfindung abzuweichen.

Claims

1. System mit:
einer Signalerzeugungs- und -empfangseinheit;
einer kabellosen Kopplungsanordnung; und
einer Ultraschallwandlungsanordnung, die über die kabellose Kopplungsanordnung mit der Signalerzeugungs- und -empfangseinheit gekoppelt ist.

2. System mit:
Wandlern mit
Schallwandlungselementen und
einer akustisch isolierenden Anordnung; und
einer Signalerzeugungs- und -empfangseinheit, die über die akustisch isolierende Anordnung mit den Schallwandlungselementen gekoppelt ist.

3. System nach Anspruch 2, wobei die Schallwandlungselemente zumindest ein akustisch aktives Material zwischen zwei elektrischen Kontakten umfassen.

4. System nach Anspruch 3, wobei die Schallwandlungselemente eine Schallabgleichsanordnung, die mit einem der zwei elektrischen Kontakte gekoppelt ist, und ein akustisches Fenster, das mit der Schallabgleichsanordnung gekoppelt ist, umfassen.

5. System nach Anspruch 2, wobei die Signalerzeugungs- und -empfangseinheit eine Hauptplatine umfasst.

6. System nach Anspruch 2, wobei ein Füllmaterial innerhalb Einschnitten angeordnet ist, die durch die akustisch isolierende Anordnung gebildet werden.

7. System nach Anspruch 2, wobei die akustisch isolierende Anordnung Stäbe aus einem elektrisch leitenden und schalldämpfenden Material umfasst.

8. System nach Anspruch 7, wobei die Stäbe anisotrope Leiter sind.

9. System nach Anspruch 7, wobei die Stäbe isotrope Leiter sind.

10. System nach Anspruch 2, wobei die akustisch isolierende Anordnung Isolationsstäbe mit Leitern zum Leiten von elektrischen Signalen umfasst.

11. System nach Anspruch 10, wobei die Leiter teilweise innerhalb die Stäbe eingebettet sind.

12. System nach Anspruch 10, wobei die Leiter an der Außenseite der Stäbe befestigt sind.

13. System nach Anspruch 10, wobei die Leiter eine isolierende Unterlage aufweisen, die mit den Stäben gekoppelt ist.

14. System nach Anspruch 10, wobei die Leiter länger sind als die Stäbe und sich über diese hinaus erstrecken.

15. System mit:
einer Schaltungsanordnung mit einer Signalerzeugungs- und -empfangseinheit;
Schallwandlungselementen, die folgendes umfassen ein akustisch aktives Material zwischen zwei elektrischen Kontakten,
eine Schallabgleichsanordnung, die mit einem der zwei elektrischen Kontakte gekoppelt ist, und
ein akustisches Fenster, das mit der Schallabgleichsanordnung gekoppelt ist;
einer kabellosen Kopplungsanordnung, die mit der Signalerzeugungs- und -empfangseinheit und den Schallwandlungselementen gekoppelt ist, mit zumindest
einer akustisch isolierenden Anordnung mit zumindest Stäben aus einem elektrisch leitenden und schalldämpfenden Material, das die Schallwandlungselemente isoliert; und
einem Füllmaterial, das innerhalb Einschnitten angeordnet ist, die durch die akustisch isolierende Anordnung gebildet werden.

16. System nach Anspruch 15, wobei die Stäbe anisotrope Leiter sind.

17. System nach Anspruch 15, wobei die Stäbe isotrope Leiter sind.

18. System nach Anspruch 15, wobei die akustisch isolierende Anordnung Leiter zum Leiten von elektrischen Signalen, die mit den Stäben gekoppelt werden, umfasst.

19. System nach Anspruch 18, wobei die Leiter teilweise innerhalb die Stäbe eingebettet sind.

20. System nach Anspruch 18, welches ferner ein Schallindexabgleichselement umfasst.

21. System nach Anspruch 18, wobei die Leiter an der Außenseite der Stäbe befestigt sind.

22. System nach Anspruch 18, wobei die Leiter eine isolierende Unterlage aufweisen, die mit den Stäben gekoppelt ist.

23. System nach Anspruch 18, wobei die Leiter länger sind als die Stäbe und sich über diese hinaus erstrecken.

24. Verfahren zur Herstellung eines Ultraschallsystems mit:
Koppeln einer Ultraschallwandlungsanordnung über eine kabellose Kopplung mit einer Signalerzeugungs- und -empfangseinheit.

25. Verfahren mit:
Vorsehen einer Signalerzeugungs- und -empfangseinheit;
Koppeln einer akustisch isolierenden Anordnung mit der Signalerzeugungs- und -empfangseinheit; und
Koppeln von Schallwandlungselementen mit der akustisch isolierenden Anordnung.

26. System nach Anspruch 25, wobei das Koppeln der Schallwandlungselemente das Einfügen eines akustisch aktiven Materials zwischen zwei elektrische Kontakte umfasst.

27. Verfahren nach Anspruch 26, wobei das Koppeln der Schallwandlungselemente folgendes umfasst:
Koppeln einer Schallabgleichsanordnung mit einem der zwei elektrischen Kontakte; und
Koppeln eines akustischen Fensters mit der Schallabgleichsanordnung.

28. Verfahren nach Anspruch 25, wobei die Signalerzeugungs- und -empfangseinheit eine Hauptplatine umfasst.

29. Verfahren nach Anspruch 25, welches ferner das Anordnen eines Füllmaterials innerhalb Einschnitten umfasst, die durch die akustisch isolierende Anordnung gebildet werden.

30. Verfahren nach Anspruch 25, wobei das Koppeln der akustisch isolierenden Anordnung das Koppeln von Isolationsstäben mit Leitern zum Leiten von elektrischen Signalen umfasst.

31. Verfahren nach Anspruch 30, wobei die Leiter länger sind als die Stäbe und sich über diese hinaus erstrecken.

32. Verfahren nach Anspruch 25, wobei die akustisch isolierende Anordnung Stäbe aus einem elektrisch leitenden und schalldämpfenden Material umfasst.

33. Verfahren nach Anspruch 32, wobei die Stäbe anisotrope Leiter sind.

34. Verfahren nach Anspruch 32, wobei die Stäbe isotrope Leiter sind.

35. Verfahren nach Anspruch 32, wobei das Koppeln der akustisch isolierenden Anordnung ferner folgendes umfasst
Koppeln von Leitern mit einer isolierenden Unterlage; und
Koppeln der isolierenden Unterlage mit den Stäben.

36. Verfahren mit:
Vorsehen einer Erzeugungs- und Empfangseinheit;
Vorsehen von Schallwandlungselementen mit
Einfügen eines akustisch aktiven Materials zwischen elektrische Kontakte,
Koppeln einer Schallabgleichsanordnung mit einem der elektrischen Kontakte, und
Koppeln eines akustischen Fensters mit der Schallabgleichsanordnung;
kabelloses Koppeln einer akustisch isolierenden Anordnung mit der Erzeugungs- und Empfangseinheit und den Schallwandlungselementen, wobei die akustisch isolierende Anordnung folgendes umfasst
eine akustisch isolierende Struktur mit zumindest Stäben aus einem elektrisch leitenden und schalldämpfenden Material; und
Anordnen eines Füllmaterials innerhalb Einschnitten, die durch die akustisch isolierende Struktur gebildet werden.

37. Verfahren nach Anspruch 36, wobei die Stäbe anisotrope Leiter sind.

38. Verfahren nach Anspruch 36, wobei die Stäbe isotrope Leiter sind.

39. Verfahren nach Anspruch 36, wobei die akustisch isolierende Anordnung Isolationsstäbe mit Leitern zum Leiten von elektrischen Signalen umfasst.

40. Verfahren nach Anspruch 36, wobei die Leier teilweise innerhalb die Stäbe eingebettet sind.

41. Verfahren nach Anspruch 36, wobei die Leiter an der Außenseite der Stäbe befestigt sind.

42. Verfahren nach Anspruch 36, wobei die Leiter eine isolierende Unterlage aufweisen, die mit den Stäben gekoppelt ist.

43. Verfahren nach Anspruch 42, wobei die Leiter länger sind als die Stäbe und sich über diese hinaus erstrecken.

44. Verfahren mit:
Umwandeln von Ultraschall über eine Ultraschallwandlungsanordnung; und
Übertragen von elektrischen Signalen zwischen der Ultraschallwandlungsanordnung und einer Signalerzeugungs- und -empfangseinheit über eine kabellose Kopplung.

45. Verfahren nach Anspruch 44, welches ferner das Senden des Ultraschalls über ein Schallindexabgleichselement umfasst.

46. Verfahren mit:
Übertragen von Signalen zwischen einer Erzeugungs- und Empfangseinheit und Schallwandlungselementen über eine akustisch isolierende Anordnung; und
Umwandeln von Schall unter Verwendung der Schallwandlungselemente.

47. Verfahren mit:
Verarbeiten von Signalen unter Verwendung einer Signalerzeugungs- und -empfangseinheit;
Umwandeln von Ultraschall unter Verwendung einer Ultraschallwandlungsanordnung mit Schallwandlungselementen, die folgendes umfassen
ein akustisch aktives Material zwischen zwei Elektroden,
eine Schallabgleichsanordnung, die mit einer der zwei Elektroden gekoppelt ist, und
ein akustisches Fenster, das mit der Schallabgleichsanordnung gekoppelt ist;
Übertragen von Signalen zwischen der Ultraschallwandlungsanordnung und der Signalerzeugungs- und -empfangseinheit über eine kabellose Kopplung, wobei die kabellose Kopplung folgendes umfasst
eine akustisch isolierende Anordnung mit zumindest Stäben, die elektrisch leitend und akustisch isolierend sind; und
akustisches Isolieren der Schallwandlungselemente unter Verwendung
der akustisch isolierenden Anordnung, und
eines Füllmaterials, das innerhalb Einschnitten angeordnet ist, die durch die akustisch isolierende Struktur gebildet werden.

48. System mit:
einem Signalerzeugungs- und -empfangsmittel;
einem Ultraschallwandlungsmittel;
einem kabellosen Kopplungsmittel zum Koppeln des Signalerzeugungs- und -empfangsmittels mit dem Ultraschallwandlungsmittel, mit
einem Mittel zum akustischen Isolieren des Ultraschallwandlungsmittels vom Signalerzeugungs- und -empfangsmittel, und
Leiten von Elektrizität; und
einem akustischen Unterlagemittel zum Dämpfen von akustischen Reflexionen.