DE1766106A1

DE1766106A1 - Vorrichtung fuer die Ultraschall-Echo-Enzephalographie

Info

Publication number: DE1766106A1
Application number: DE19681766106
Authority: DE
Inventors: Lars-Gunnar Kjellberg; Lars Prof Leksell; Sven Olofsson
Original assignee: LKB MEDICAL AB
Current assignee: LKB MEDICAL AB
Priority date: 1967-04-05
Filing date: 1968-04-03
Publication date: 1971-06-03
Also published as: SE323165B; NL6804679A; GB1173398A; DK118151B; US3554186A; NO128009B; FR1572327A; BE713098A

Description

DR. ING. ERNST MAIER

PATKIiTANWAtT

8 MÜNCHEN SS

STS. β . TKLKFON XS »s SO. *9 SI B>

A 10068 den 5. April I968

EM/Mü/Pf.

Firma LKB MEDICAL AB, 21, Ranhammarsvagen, Bromma-

Stockholm / Schweden

Vorrichtung für die Ultraschall-Echo-Enzephalographie

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung für die Ultraschall-Echo-Enzephalographie.

Bekanntlich ist es möglich, durch Ultraschall-Echo-Enzephalographie Blutzysten und Tumore im Gehirn eines Patienten festzustellen, und in gewissem Ausmass auch die Lage und Größe der Zyste bzw. des Tumors. Man geht dabei derart vor, dass von einer bestimmten Stelle an der Schläfe der einen Schädelseite mittels eines Ultraschall-Wandlers Ultraschall-Impulse in das Gehirn eingestrahlt, die vom Gehirn reflektierten Echo-Ultrasohall-Impulse durch den gleichen Ultraschall-Wandler oder einen zweiten, nahe benachbart angeordneten Ultraschall-Wandler

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aufgenommen und die Echo-Impulse auf ein Sichtgerät mit Α-Schirm gegeben werden. Diese Untersuchungsmethode beruht auf der Erkenntnis, dass im menschlichen Gehirn ein ein Ultraschall-Echo erzeugendes Gefüge existiert, das sich normalerweise im Zentrum des Schädels zwischen den beiden Schläfen befindet, im Pail einer Zyste oder eines Tumors jedoch sich aus dem Gehirnzentrum heraus verschiebt, und zwar in Richtung weg von derjenigen Seite, an welcher die Zyste oder der Turner liegt. Die Größe der Verschiebung ist in einem gewissen Ausmaß abhängig von der Größe der Zyste bzw. des Tumors. Diese Untersuchungsart hat beträchtliche Bedeutung erlangt, insbesondere bei der Untersuchung von Unfall-Patienten, bei denen die Gefahr besteht, dass sich im Gehirn Blutzysten gebildet haben.

Die bisher für diese Art der Untersuchung bekannten Geräte sind jedoch sehr gross und ihre Arbeitsweise ist sehr zeitraubend. Der Grund dafür liegt vor allem darin, dass das vom Zentralgewebe des Gehirns abgegebene Echo in den meisten Fällen schwer festzustellen und ausserdem von anderen Echo-Signalen getrennt werden muss, die ebenfalls vom Inneren des Gehirns ausgehen und ebenfalls auf dem Oszillographen angezeigt werden. Man muss deshalb bisher so vorgehen, dass ein sowohl als Sender als auch als Empfänger v/Lrkender Ultraschall-Wandler zunächst an der

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einen Schläfe angesetzt wird, die vom Inneren des Gehirns ausgehenden Echo-Signale auf einem Α-Schirm sichtbar gemacht werden und von dem Schirmbild eine fotografische Aufnahme hergestellt wird, worauf dann der Wandler an der gegenüberliegenden Schläfe angesetzt wird und die eben beschriebenen Verfahrensstufen wiederholt werden. Daraufhin wird dann aus den beiden fotografischen Aufnahmen der Untersuchung das vom Zentralgewebe des Gehirns herrührende Echo-Signal herausgesucht, wobei dieses Echo-Signal auf beiden Fotografien im wesentlichen die gleiche Gestalt und Größe haben soll. Dass man tatsächlich das richtige Echo-Signal gefunden hat kann daraus festgestellt werden, dass die Summe der Entfernungen des ausgewählten Echo-Signals vom Anfangspunkt der Ablenkungen auf beiden Fotografien dem Durchmesser des Schädels zwischen den beiden Schläfen entsprechen muss. Um nun den Durchmesser des Schädels genau festzustellen ist es erforderlich, noch eine dritte Messung durchzuführen, bei welcher der Ultraschall-Wandler an der einen Schläfe und ein zweiter, als Empfänger wirkender Wandler an der anderen Schläfe angesetzt wird und die vom sendenden Wandler ausgehend und vom empfangenden Wandler auf-' genommenen Ultraschall-Impulse auf einem Α-Schirm aufgezeichnet werden, worauf auch von diesem Schirmbild eine fotografische Aufnahme gefertigt wird. Auf dieser dritten

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Aufnahme wird dann die Registrierstelle des durch den Empfangswandler aufgenommenen und vom an der gegenüberliegenden Schädelseite befindlichen Wandlers abgegebenen Ultraschall-Signals in einer bestimmten Entfernung vom Ausgangspunkt der Ablenkung liegen, wobei dann diese Entfernung dem Durchmesser des Schädels entspricht. Bei dieser Messmethode wird dann jeder Unterschied zwischen den Entfernungen auf den beiden ersten fotografischen Aufnahmen zwischen dem Anfangspunkt der Ablenkung und dem Echo des Zentralgewebes des Gehirns offensichtlich zweimal den Verschiebungsweg des Zentralgewebes des Gehirnes aus dem Schädelzentrum heraus anzeigen. Diese bisher benutzten Vorrichtungen für die Ultraschall-Echo-Encephalographie bedürfen offensichtlich eines großen Zeitaufwandes, da drei getrennte Messungen durchgeführt werden müssen, von jeder Messung eine fotografische Aufnahme des Schirmbildes des Α-Schirms erfolgen muss und ausserdem die Ultraschall-Wandler zwischen den einzelnen Messungen am Schädel des Patienten versetzt werden müssen. Darüber hinaus müssen die drei fotografischen Aufnahmen miteinander verglichen und ausgemessen werden.

Aufgabe der Erfindung ist deshalb die Schaffung einer Vorrichtung für die Ultraseh;¹] l-Eoho-Encephalographie, die

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eine schnelle und genaue Untersuchung des Patienten ermöglicht.

Diese Aufgabe wird erfLndungsgemäß durch eine Vorrichtung gelöst, die gekermze Lehnet ist dar oh zwei Ultraschall-Wandler zum Aussenden und Empfangen von UltraschalL-Impulsen, die an gegenüberLiegenden Schade LügLten des zu untersuchenden Patienten an dessen SohLäfen anbringbar sind, durch eine mit den beiden Wandlern verbundene Sendo-Empfänger-Anordnung, durch einen Zeitgeber mit vorgegebener konstanter Betriebsfrequenz zum derartigen steuern dor Sender-Empfänger-Anordnung, dass zu Beginn jeder Botriebnperiode des Zeitgebers abwechselnd jeweiis eLner der beiden Wandler einen Ultraschall-Impuls aussendet und das« innerhalb einer Folge von vier nacheinander folgenden Be fcrLesbsper Loden des Zeltgebers jeder WandLer während eLner solchen Periode als Sender arbeLtet, an ύνν-αι Bogirin er selbst «Lnan ULfcraschall-Impuls ausgesendet hat, und ausserdom während eLner Periode, an deren Beg Lim der jeweLLs andere Wand L or einen Ul traschall- ImpuLs amigosoadot hat, durch a ine Kathodenstrahlröhre mLt X-Ablf>nk!ui;'; und ϊ-AbL^nkun^, durr;h einen Generator für dLe ErzfMigune; einev AbLirnkspanriurn:, der von dem Zeitgeber derart gu;jtoiu;rb Lst, da;;:; -< >.v am DogLrin Jeder üebriebsperlode dos Z«Ltf;«bnrii -)Lne; Abh!fikapannung abgibt und diese :;Loh LLnaar /.-,/iiichein -/,vml kufintat: tf.-n Span-

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nungskegeln ändert, und zwar abwechselnd in positiver und negativer Richtung, wobei die Ablenkspannung an der X-Ablenkung der Röhre liegt und durch Schaltelemente, die ebenfalls von dem Zeltgeber gesteuert sind und die Sender-Empfänger-Anordnung mit der Y-Ablenkung der Röhre derart verbinden, dass die von der Sender-Empfänger-Anordnung aufgenommenen Echo-Signale mit entgegengesetzter Polarität an die Y-Ablenkung gelangen.

Bei der Verwendung der Vorrichtung nach der Erfindung werden die beiden Ultraschall-Wandler an entgegengesetzten Seiten des Schädels an den Schläfen angeordnet, worauf dann die Vorrichtung automatisch mit einer sehr hohen, durch die Frequenz des Zeitgebers bestimmten Geschwindigkeit wiederholt eine Folge von vier verschiedenen Messungen vornimmt, nämlich eine Echo-Messung von der linken Seite des Schädels, eine Echo-Messung von der rechten Seite des Schädels, eine Durchgangsmessung von der linken Seite des Schädels her und schliessLich eine Durchgangsmessung von der rechten Seite des Schädels her, Wenn der Zeitgeber mit einer Betrlebsfrequenz von beispiöLsweLse LOOO Hz arbeitet werden also in der Sekunde 250 soLcher Messfolgen durchgeführt. Infolge des Nachleuchtens des BLLdschlrms der Kathodenstrahlröhre können dLe Ergebnisse aller dieser Messungen gleichzeitig auf dem Bildschirm betrachtet werden. Da dLe Ablenkspannung während

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einander nachfolgender Zeitgeberperioden abwechselnd in . positiver und in negativer Richtung verläuft, d.h. stets in positiver Richtung während einer Zeitspanne, während welcher einer der beiden Wandler als Sender arbeitet und stets negativ gerichtet ist während einer Zeitspanne, während welcher der andere Wandler als Sender arbeitet, und da die von den beiden Wandlern empfangenen Signale mit entgegengesetzten Polaritäten auf die Y-Ablenkung der Kathodenstrahlröhre gegeben werden, ergeben sich als Folge davon zwei getrennte Bilder der das Echo erzeugenden Gewebe des Gehirns auf dem Bildschirm der Kathodenstrahlröhre, Dabei befindet sich eines der Bilder über dem anderen und sie sind zueinander umgekehrt symmetrisch bezüglich der X-Achse des Bildschirms. In diesen beiden Bildern auf dem Bildschirm der Kathodenstrahlröhre kann der Arzt die beiden zueinander umgekehrt verlaufenden und übereinander angeordneten Echos leicht erkennen, die von dem Zentralbereich des Gehirnes herrühren. Die Entfernung zwischen diesen Echos und dem Mittelpunkt des Ablenkbereiches des Bildschirms entspricht dann irgendeiner Verschiebung des Zentralbereichs des Gehirns aus dem tatsächlichen Schädelzen-. trum.

Wenn jedoch die beiden zueinander umgekehrten Echo-Bilder auf dem Bildschirm der Kathodenstrahlröhre, herrührend von dem Zentralbereich des Gehirns, sich genau über-

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einander befinden und der Mittelpunkt des Ablenkbereiches den Ort des SchadelZentrums darstellt, dann ist es erwünscht, dass die Länge des Ablenkbereiches genau der Fortbewegungsgeschwindigkeit eines Ultraschall-Impulses von der einen Seite des Schädels zu der gegenüberliegenden Schädelseite und wieder zurück entspricht. In anderen Worten, während jeder Ablenkung soll die Ablenkspannung ihren Wert ausgebend von ihrem einen Anfangswert zu dem Mitten-Wert zwischen den beiden konstanten Startwerten enden, und zwar während eer Zeit der Fortbewegung des Ultraschall-Impulses vom Wandler auf der einen Seite des Schädels zu dem Wandler auf der anderen Seite des Schädels. Um nun die Wechselfolge der Ablenkspannung automatisch auf diesen exakten Wert einzu,jus tieren und somit die Gesamtzeit der Ablenkung in Einklang mit der Laufzeit des Ultraschall-Impulses durch den Schädel hindurch und wieder zurückzubringen, ist die Vorrichtung nach der Erfindung vorzugsweise mit Mitteln versehen, die während der Perioden der sogenannten Durchgangsmessungen in Aktion treten, d.h. während derjenigen Perioden, während welcher einer der beiden Wandler als Sender und der andere als Empfänger arbeitet, wobei diese Mittel während ,JO(JO]¹ dieser Perioden dio Zeitdifferenz bestimmten, die zwischen dem Augenblick besteht, wenn der Empfangswandler den III tr;>;,r'bnll-Impuls vom Sendcwandler empfängt, also den cn Impuls uv.r Purc'.hraJH'^mcssurif;, und dem Augenblick,

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wenn die Ablenkspanriung den Mlbbelweg-Werb ;wLsehen ihr «in beiden konsbanben Ausgangswerben durchläuft, wobe;i diese Mibbei dann ein SLgrial entsprechend dieser ZeibdLfferenz abgeben. Dieses SigriaL wird als KoLlektursLgnal dein Generator für die AbIentspannung zugeführt, zu dorn Zweok, diejenigen Schalbkreisc daä AblenkspannungBgeneraborü zn beeinflussen, welche für dLe AbLankfoLge veranbworbliah sind, und zwar derarb, dass dLe Zo.Lbdifferem; VfirnilbbeLt wird. Da in diesem Fall dio Ablenkfolge der pcusLbiv gerLchbeben Ablenkspannung als auch der¹ negabL/ gerichteten Ab Lenkspannung aubomabisch auf den rlchbigen Wert während jeder aus vier Perioden bestehenden SignaLfolge elnjm;biert vürd und die Kreise der Ablenkfolge des Oenerabora no ausgeabalbeb sind, dass die Ablenkfolge üLch aus sich soLbsb heraus nur sehr langsam ändern kann, v/Lrd die Zeibspanne jeder Ablenkung aubomatisch v;ährend des geuambeti Meß Vorgangs; exakt auf einem V/erb gehalben, der der iJnhadeLbreLbe enbijprLchb,

Um zu verhindern, du.::! dio während d;;r Durchgangsmessungsperioden ümpfaru;eru;n IinpuLse dut' IAiriihgatii;i;iiios£jungon in der gleichen form vila dia Koho- EmpuLiu; um¹ dem HLldiiohLrm der Kaöt hodenstrahl röhr« erJotuiLriuri, Ln ./,!L-hani i'Ul.L a Lu drum fälschLLch für Koho-DiipuLiJü _;;-:h iLben mu^lm \:.:mnl^n_t vtuvd-.m die dLe ,aender-E'lmpfäri^er-Aaordniinp; ml. b d-.-r ^r -AbL ulMfig da ν KathoderifjtrahLröhro v^t'hLn<l-'ii<l ui .»chdi.-l >n<-. <.;:-.i »r ;ugijwoL:;:>

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derart ausgelegt und durch den Zeitgeber gesteuert, dass die SignalUbermittlung zur Y-Ablenkung während der Perloden der Durchgangsmessungeri unterbrochen ist, d.h. während der Perioden, während welcher der eine Wandler als Sender und der andere Wandler als Empfänger arbeitet. In diesem Pail wird das durch die beiden Wandler empfangene Signal

^ auf dem Schirm der.Kathodenstrahlröhre nur während der Perioden der Echo-Messung empfangen, d.h. nur das tatsächlich von den verschiedenen Geweben innerhalb des Gehirns zurückgeworfene Signal wird auf dem Bildschirm der Röhre sichtbar sein. Zur Anzeige des Mittelpunkts des Schädels auf dem Bildschirm der Kathodenstrahlröhre ist diese vorzugsweise mit einer Intensitätssteuerung zur Steuerung der Größe des Elektronenstrahls versehen, wobei dann die die Intensität steuernden Schaltelemente mit einem Helligkeits-

^ Impuls-Generator verbunden sind. Dieser Helligkeitsimpuls Generator wird von dem Ablenkspannungsgenerator und dem Zeitgeber derart gesteuert, dass er während jeder Periode einer Durchgangamessung einen sehr kurzen Aufhlllmpuls abgibt, und zwar zu demjenigen Zeltpunkt, wenn die Ablenkspannune; ihren Halb^eg-Wert durchläuft. Auf diese Weise wird f.'Lri hei Lot· Punkt auf dem Bildschirm der Kathodenstrahlröhre t!£"/,uiigt, welcher den Halbwegpunkt der Ablenkung ani'oLtft und sioiiiLt aLso den MLtbolpunkt des. Schädels. Auf die- ;io ViuL; i kaiui ct-irin jedo Verschiebung der beLdon von dem

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Zentralgewebe des Gehirns erzeugten Echo-Signale relativ zu diesem hellen Punkt festgestellt werden.

Die Erfindung wird nun anhand der Zeichnung näher erläutert. Auf der Zeichnung zeigen:

Fig. 1 ein Blockschaltbild der erfindungsgemaßen Vorrichtung,

Fig. 2 schematisch die Zustände einiger Binärelemente der Vorrichtung sowie die Formen der Signalimpulse an bestimmten Punkten innerhalb der Vorrichtung während vier aufeinanderfolgender Zeitgeberperioden, und

Fig. j5 schematisch und vereinfacht ein auf dem Bildschirm der Kathodenstrahlröhre erzeugtes Bild für den Fall, dass das Zentral·^webe des Gehirns aus dem Schade]Zentrum hornus vorschoben ist.

Das Ausführungsbeispiel der Erfindung gemäß der Zeichnung besteht aus einem Zeitgeber T, einer Sender-Empfänger-Anordnung mit einer ersten Sender-Einpfänger-Einheit SMA und einer zweiten Sender-Empfänger-Einheit SMB und einer Signal-Verstärker-Schalteinheit BFO, aus zwei Ultraschall-Wandlern A und B₁ deren jeder sowohl als 'Sender als auch als Empfänger rür U] tr na cha 31 -Inipul se zu arbeiten vermag, auc einer Kathodenstrahl röhre K, <⁵iner Einheit SV 1'Ut- di<i AbI o;nk;:-pi;nnu!;r; nnd <^;inor Einheit LP für die Steuerung der Ud) if keil.

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PUr alle Binärelemente in der Vorrichtung ist angenommen, dass beim Element in seinem 1-Zustand ein Signal, beispielsweise ein positives Potential, am 1-Ausgang des Elementes und kein Signal, beispielsweise Erdungspotential, am O-Ausgang des Elements auftritt, wohingegen beim O-Zustand am O-Ausgang des Elements ein Signal existiert und kein Signal am 1-Ausgang des Elements.

Der Zeitgeber T enthält vier Binärelemente Vl, V2, V3 und V4. Das Binärelement Vl ist selbstschwingend und schwingt automatisch zwischen seinem 1-Zustand und seinem 0-Zustand, wobei es in jedem seiner beiden Zustände für eine vorgegebene Zeitspanne t, verbleibt. Der 1-Ausgang des Elements Vl ist mit einer Leitung 1 verbunden, der O-Ausgang des Elements mit einer Leitung 2. Die Binärelemente V2 und V3 sind bistabil. Das Element V2 wird vom O-Ausgang des Elements Vl gesteuert. Polglich ändert das Binärelement V2 seinen Zustand jedesmal dann, wenn das Element Vl seinen O-Zustand annimmt, wohingegen das Element VjJ seinen Zustand jedesmal dann ändert, wenn das Element Vl seinen 1-Zustand annimmt. Das Binärelement V4 ist monostabil und befindet sich normalerweise in seinem O-Zustand, kann jedoch durch ein auf seinen Trigger-Eingang gegebenes Signal in seinen 1-Zustand gekippt werden und wird dann in diesem 1-Zustand während einer vorgegebenen Zeitspanne t, verbleiben

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und daraufhin automatisch in seinen stabilen 0-Zustand zurückkehren. Der 1-Ausgang und der O-Ausgang des Elements Vl sind mit einem ODER-Gatter Gl verbunden, dessen Ausgang mit dem Trigger-Eingang des Binärelements V4 über einen Signalverzögerer Tl verbunden ist, welcher das Signal um die Zeitspanne tp verzögert. Der 1-Ausgang und der O-Ausgang des Binärelements V2 sind mit Leitungen 3 bzw. 4 verbunden, der 1-Ausgang und der O-Ausgang des Elements VJ5 mit Leitungen 5 bzw. 6 und der 1-Ausgang des Elements V4 mit einer Leitung ¹J,

In Fig. 2 zeigen die mit Vl, V2, V^ und V4 bezeichneten Diagramme den Zustand des entsprechenden Binärelemenis des Zeitgebers T während einer Folge von vier aufeinanderfolgenden Zeitgeberperioden I, II, III und IV. In diesen Diagrammen bedeutet der mit I bezeichnete obere Pegel, Äafl sich das zugehörige Binärelement in seinem 1-Zustand tafindet, der rait O bezeichnete untere Pegel, dass siel· das zugehörige Binärelement in seinem O-Zustand befindet. Die Kurve Vl zeigt somit die Signalwellenform in der Leitung 1, unter der Annahme, dass der obere Pegel der Kurve 3in "Signal" bedeutet, während der untere Pegel der Kurve "ke/..ι Signal" bedeutet. In gleicher Weise zeigt die Kurve V2 Λίβ Signalwellenform auf der Leitung 3, die Kurve V3 di/ Signalwellenform auf der Leitung 5 und die Kurve V4 die /³lgnalwellen-

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form auf der Leitung 7.

Jede Zeitgeberperiode I bis IV hat offensichtlich die Länge t^. Die Signalimpulse auf der Leitung 7, verbunden mit dem 1-Ausgang des BinäriLements V4, beginnen jedoch nicht vor der Periode der Zeitspanne t₂ nach dem Startpunkt jeder Zeitgeberperiode und haben nur eine Länge von t,. Die Länge t, jeder Periode kann beispielsweise lOOOyu s betragen, wohingegen tg mit 20._u s und t, mit J500 _/Us bemessen ist. Aus Gründen des nur beschränkt zur Verfügung stehenden Platzes für die Zeichnung und der Klarheit der Zeichnung entsprechen die gezeichneten Verhältnisse zwischen den Längen der Signalimpulse in Pig. 2 nichtden angegebenen Zahlenwerten. Das ist jedoch auch für das Verständnis der Erfindung nicht von Bedeutung.

Die erste Empfänger-Sender-Einheit SMA ist mit dem Ultraschall-Wandler A verbunden und enthält einen linpulssender SA sowie einen Impulsempfänger MA. Der Wandler A ist mit dem Ausgang des Senders SA und auch mit einem Eingang eines UMD-Gatters G2 verbunden, dessen Ausgang mit dem Eingang des Empfängers MA verbunden ist. Darüber hinaus ist ein zusätzliches UND-Gatter G3 vorgesehen, das zwei Eingänge aufweist, die mit den Leitungen 5 bzw. 7 verbunden sind, während der Ausgang des Gatters 03 mit dem zweiten

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Eingang des Gatters G2 verbunden ist. Der Sender SA ist so ausgelegt, dass er einen sehr kurzen Impuls hoher Frequenz abgibt, beispielsweise einen Impuls mit der Frequenz 2 MHz und einer Länge von einigen /us, und zwar dann, wenn ein Signal den Eingang des Senders erreicht. Der Eingang des Senders ist mit der Leitung 2 verbunden, so dass der Empfänger einen kurzen Hochfrequenz-Impuls dem Ultraschall-Wandler A zum Beginn jeder zweiten Periode zuführt, wie durch die Kurve SA in Fig. 2 dargestellt ist. Der Ultraschall-Wandler A erzeugt einen entsprechenden Ultraschall-Impuls und sendet diesen aus. Während der vier in Fig. 2 dargestellten Perioden wird folglich der Wandler A einen Ultraschall-Impuls am Beginn der Perioden I und III aussenden. Wenn an beiden Eingängen 5 und 7 des Gatters Gj5 Signale ankommen, so existiert auch am Ausgang des Gatters ein Signal und dieses Ausgangssignal öffnet das Gatter G2 und somit den Eingang zum Empfänger MA für den Hochfrequenz-Impuls des Wandlers A, entsprechend den Ultraschall-Impulsen, die vom Sender her empfangen werden. Die Kurve Gj5 in Fig. 2 stellt die Signalwellenform am Ausgang des Gatters G3 dar und somit auch die Zeitspanne, während welcher der Empfänger MA Impulse des Senders A zu empfangen vermag. Daraus ist zu sehen, dass der Empfänger MA sich nur während der Perioden I und IV in einem empfangsbereiten Zustand befindet, so dass der Ultraschall-Wandler A als Empfänger zu arbeiten vermag.

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Ausserdem ist zu sehen, dass der Empfänger MA vor einer Zeitspanne tp nach Beginn der entsprechenden Zeitperiode nicht empfangsbereit ist und nur während der Zeitspanne t^ empfangsbereit bleibt, wodurch der am Beginn der Zeitperiode ausgesendete Originalimpuls daran gehindert wird, direkt in den Empfänger zu gelangen und Echo-Impulse, welche mehrmals innerhalb des Schädels reflektiert worden sind, somit nicht in den Empfänger MA gelangen können.

Die zweite Sender-Empfänger-Einheit SMB ist mit dem zweiten Ultraschall-Wandler B verbunden und in genau der gleichen Weise ausgelegt wie die erste Sender-Empfänger-Einheit SMA, die ja mit dem Wandler A verbunden ist. Polglich enthält auch diese zweite Sender-Empfänger-Einheit SMB einen Sender SB, einen Empfänger MB und zwei UND-Gatter G4 und G5. Der Eingang des Senders SB ist mit der Leitung 1 verbunden, wodurch dieser Sender SB dem Ultraschall-Wandler B einen hochfrequenten Kurzimpuls zum Zeitpunkt des Beginns derjenigen Zeitperioden zuleitet, wenn der Sender SA und damit der Ultraschall-Wandler A ausser Betrieb sind, d.h. keinen Impuls erzeugen. Wie aus der Kurve SB von Fig. 2 hervorgeht, sendet der Sender SB und damit der Wandler B einen Impuls am Beginn jeweils der Periode II und der Periode IV aus. Das UND-Gatter G5 wird durch die über die Leitungen 6 und 7 zugeführten Signale gesteuert, wobei dann

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die Signalwellenform am Ausgang dieses Gatters der Kurve G5 von Fig. 2 entspricht. Das Gatter G4 und somit der Eingang zum Empfänger MB wird folglich für Impulse des Ultraschall-Wandlers B während der Perioden II und III offen gehalten.

Wie aus den Kurven SA, SB, Gj5 und G5 von Fig. 2 zu ersehen ist, arbeitet während der Zeitperiode I der Wandler A sowohl als Sender als auch als Empfänger, während während der Zeitperiode II der Wandler B sowohl als Sender als auch als Empfänger arbeitet. Während der Zeitperiode III arbeitet der Wandler A als Sender und der Wandler B als Empfänger und schliesslich während der Zeitperiode IV der Wandler B als Sender und der Wandler A als Empfänger. Da die Ultraschall-Wandler A und B, wenn die Vorrichtung für eine Untersuchung in Betrieb ist, sich an den beiden Schläfen an gegenüberliegenden Seiten des Schädels des Patienten befinden, wird der Wandler A während der Zeitperiode I Echo-Signale des von ihm selbst ausgesendeten Ultraschall-Impulses empfangen, die von den erwähnten Gewebestrukturen innerhalb des Gehirns reflektiert werden, und während der Zeitperiode IV Ultraschall-Impulse empfangen, die vom anderen Wandler B ausgesendet worden sind und den Schädel durchlaufen haben. In ähnlicher Weise wird der Wandler B während der Zeitperlode II Echo-Signale des von ihm selbst ausgesendeten Ultraschall-Impulses empfangen und während der Zeitperiode III die vom

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Wandler A ausgesendeten und durch den Schädelnhindurchgegangenen Ultraschall-Impulse. Nachfolget sollen die Zeitperioden I und II als Echo-Messungsperioden, die Perioden III und IV als Durchgangsmessungsperioden bezeichnet werden.

Wie aus der Kurve MA von Pig. 2 hervorgeht, erhält man folglich vom Empfänger MA während der Zeitperiode I eine Anzahl von Echo-Impulsen, wobei jedoch nur einer der Echo-Impulse, nämlich der dem Echo des Zentralgewebes des Gehirnes entsprechende Impuls El auf der Zeichnung dargestellt ist, und während der Zeitperiode IV einen einfachen Durchgangsimpuls Dl. In gleicher Weise erhält man vom Empfänger MB, wie durch die Kurve MB,in Pig. 2 dargestellt, während der Periode II einen Echo-Impuls E2 vom Zentralgewebe des Gehirns und während der Zeitperiode III einen Durchgangsmessimpuls D2. Wenn das Zentralgewebe des Gehirns aus dem Zentrum des Schädels heraus verschoben ist, so unterscheidet sich die Zeitspanne vom Beginn der Periode I bis zum Auftreten des Echos El von der entsprechenden Zeitspanne vom Beginn der Zeitperiode II bis zum Auftreten des Echos E2. Dieser Fall ist in Pig. 2 dargestellt, wobei angenommen ist, dass das Zentralgewebe des Gehirns aus dem Schädelzentrum derart verschoben ist, dass es sich in einer grösseren Entfernung von der Schädelseite befindet, an wel-

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eher der Wandler A angeordnet ist als von der gegenüberliegenden Schädelseite, an welcher sich der Wandler B befindet. Das Zeitintervall vom Beginn der Periode III bis zum Auftreten des Durchgangsmessimpulses D2 ist dagegen identisch mit dem Zeitintervall vom Beginn der Zeitperiode IV bis zum Auftreten des Durchgangsimpulses Dl, da beide diese Zeitintervalle der Zeitspanne entsprechen, die der Ultraschall-Impuls benötigt, um von der einen Schädelseite zu der gegenüberliegenden Schädelseite zu gelangen.

Die Ausgänge der beiden Empfänger MA und MB sind mit einer gemeinsamen Leitung 8 verbunden, zu welcher alle Echo-Impulse und Durchgangs-Impulse gelangen. Die Leitung 8 ist einerseits mit der Bild-Verstärkungs-Schalteinheit BFO und andererseits mit der Ablenk-Einheit SV verbunden. Die Bild-Verstärkungs-Schalteinheit BPO enthält zwei Bildverstärker PA und PB, deren Eingänge mit den Ausgängen eines UND-Gatters G6 bzw. G7 verbunden sind. Die Leitung 8 von den Ausgängen der Empfänger MA und MB ist mit einem Eingang für jedes dieser beiden Gatter 06 und G7 verbunden. Die zweiten Eingänge der Gatter sind mit den Ausgängen zusätzlicher UND-Gatter g8 und G9 verbunden. Die Eingänge des Gatters G8 sind mit den Leitern J5 und 5 der Zeitgebervorrichtung T verbunden, während die Eingänge des Gatters G9 mit den Leitungen 3 und verbunden sind. Wenn an beiden Eingängen des Gatters 08

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Signale erscheinen existiert auch an den Ausgängen des Gatters ein Signal, wodurch das Gatter q6 geöffnet und die Signalimpulse der Leitung 8 auf den Bildverstärker PA gegeben werden. In gleicher Weise wird dann, wenn Signale an beiden Eingängen des Gatters G9 erscheinen, das Ausgangssignal des Gatters G9 das Gatter G7 öffnen, so dass die Signale der Leitung 8 zum zweiten Bildverstärker FB gelangen. Die Kurven G8 und G9 von Pig. 2 zeigen die Signalwellenform am Ausgang des Gatters G8 bzw. des Gatters G9. Polglich hält das Ausgangssignal des Gatters Ge das Gatter G6 und somit den Eingang zum Verstärker PA offen, und zwar nur während der Zeitperiode I, also während der Zeitperiode der Durchgangsmessung des Wandlers A, wohingegen das Gatter G9 das Gatter G7 und somit den Eingang des zweiten Bildverstärkers PB nur während der Periode II offen hält, also während der Zeitspanne der Echo-Messung durch den Wandler B. Während der beiden Durchgangs-Messungsperioden III und IV sind die Eingänge beider Bildverstärker PA und FB gesperrt. Während der Zeitperiode I werden die vom Wandler A empfangenen Echo-Impulse El folglich dem Bildverstärker FA zugeführt, dessen Ausgang mit der oberen Y-Ablenkplatte Yl der Kathodenstrahlröhre K verbunden ist. Während der Zeitperiode II werden die vom Wandler B empfangenen Echo-Impulse E2 in der gleichen Weise auf den Bildverstärker PB gegeben, dessen

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Ausgang mit der unteren Y-Ablenkplatte Y2 der Kathodenstrahlröhre K verbunden ist. Polglich lenken die Echo-Impulse El des Wandlers A den Elektronenstrahl auf dem Bildschirm der Röhre K beispielsweise nach oben, die Echo-Impulse E2 des Wandlers B nach unten ab. Die Durchgangsmessimpulse Dl und D2, empfangen durch die beiden Wandler A und B während der Durehgangs-Meßperioden III und IV dagegen vermögen den Elektronenstrahl der Röhre K nicht abzulenken.

Die Ablenkspannung für die Ablenkung des Elektronenstrahls in der Kathodenstrahlröhre K in der X-Richtung über den Bildschirm wird durch die Ablenk-Einheit SV erzeugt. Diese Ablenkeinheit SV besteht aus einem Generator SG für die Ablenkspannung, der eine Ablenkspannung erzeugt, welche sich linear zwischen zwei konstanten Anfangs-Spannungspegeln verändert, beispielsweise -U und +U, und zwar abwechselnd in positiver und in negativer Durchlaufrichtung. Der Ablenkspannungsgenerator SG ist mit zwei Trigger-Eingängen versehen, die mit der Leitung 1 bzw. der Leitung 2 vom Zeitgeber T verbunden sind. Wird auf den mit der Leitung 2 verbundenen Trigger-Eingang ein Signal gegeben, so wird eine positiv gerichtete Ablenkspannung erzeugt, wohingegen dann, wenn auf den mit der Leitung 1 verbundenen

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Trigger-Eingang ein Signal gegeben wird, eine negativ gerichtete Ablenkspannung entsteht. Die am Ausgang 9 des Generators SG abgegebene Ablenkspannung hat folglich die Gestalt der Kurve SG von Pig. 2. Das heisst, die Ablenkspannung ist während der Zeitperioden I und III positiv gerichtet, also dann, wenn der Wandler A der Sender ist, und negativ gerichtet während'der Zeitperioden II und IV, also wenn der Wandler B der Sender ist. Die vom Generator SG abgegebene Ablenkspannung wird über einen Verstärker SP auf die eine X-Ablenkplatte' X2 der Kathodenstrahlröhre K gegeben, während die zweite X-Ablenkplatte Xl geerdet ist oder an einem geeigneten Pestpotential liegt. Während der Zeitperioden I und III, wenn also der Wandler A der Sender ist, wird somit der Elektronenstrahl in der Kathodenstrahlröhre K beispielsweise von links nach rechts über den Ablenkschirm der Röhre verlaufen (Fig. J5), und zwar mit einer Geschwindigkeit entsprechend der Änderungsgeschwindigkeit der positiv gerichteten Ablenkspännung, wohingegen* während der Zeitperioden II und IV, wenn der Wandler B als Sender arbeitet, der Elektronenstrahl in entgegengesetzter Richtung von rechts nach links über den Bildschirm der Röhre verläuft, und zwar ebenfalls mit einer Geschwindigkeit entsprechend der Änderungsgeschwindigkeit der negativ gerichteten Ablenkspannung. Die während der Echo-Meßperiode I vom Wandler A empfangenen Echo-Impulse El werden folglich

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den Elektronenstrahl auf dem Bildschirm nach oben ablenken, und zwar zu dem Zeitpunkt, wenn der Elektronenstrahl unter dem Einfluss der positiv gerichteten Ablenkspannung während dieser Zeitperiode stetig von links nach rechts über den Bildschirm läuft, wohingegen die vom Wandler B während der Echo-Meßperiode II empfangenen Echo-Impulse E2 den Elektronenstrahl auf dem Bildschirm der Kathodenstrahlröhre K nach unten ablenken, und zwar zu dem Zeitpunkt, wenn der Elektronenstrahl von rechts nach links gleichmäßig unter dem Einfluss der negativ gerichteten Ablenkspannung läuft. Während der Echo-Meßperiode I und anderer entsprechender Echo-Meßperioden wird folglich auf dem Bildschirm der Kathodenstrahlröhre der in Fig. 3 ^m3-t SI bezeichnete Signalverlauf erzeugt, mit nach oben gerichteten Echo-Impulsen El, wohingegen während der Echo-Meßperiode II und den entsprechenden anderen Echo-Meßperioden der Signalverlauf SII von Fig. 3 entsteht, mit nach unten gerichteten Echo-Impulsen E2. Wenn die beiden Echo-Impulse El und E2 vom gleichen Gehirnbereich herrühren, wie es bei dem dargestellten Beispiel der Fall ist, wo angenommen ist, dass sie vom Zentralbereich des Gehirns herrühren, dann werden diese beiden Echos genau senkrecht übereinander liegen. Auf diese Weise ist es möglich, die Echo-Impulse des Zentralbereichs des Gehirnes sehr schnell auf dem Bildschirm der Kathodenstrahlröhre festzustellen und zu identifizieren.

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Wenn jedoch die von den beiden Wandlern A und B aufgenommenen, vom gleichen Gewebebereich des Gehirns herrührenden Echo-Signale auf dem Bildschirm der Kathodenstrahlröhre genau übereinander liegen sollen, wie oben beschrieben, so ist es verständlicherweise erforderlich, dass die Länge der Ablenkung genau der Breite des Schädels von der einen zur gegenüberliegenden Seite entspricht, mit anderen Worten, dass die Ablenkzeit genau der Laufzeit eines Ultraschall-Impulses entspricht, der von einem an der einen Seite des Schädels angeordneten Wandler ausgehend zu der gegenüberliegenden Schädelseite läuft und wieder zurück zu dem Wandler. Da nun die Breite des Schädels bei den verschiedenen Patienten unterschiedlich ist, besteht die Erfordernis, die Ablenkzeit, d.h. die Ä'nderungsgeschwindigkeit der Ablenkspannung, genau auf den jeweiligen Patienten einzustellen, und darüber hinaus, diesen Wert während des gesamten Untersuchungsvorganges genau beizubehalten.

Bei dem- auf der Zeichnung dargestellten Gerät nach der Erfindung wird dies automatisch erreicht, und zwar mit Hilfe der bisher noch nicht besprochenen Bauteile der Ablenkeinheit SV. Diese Bauteile sind zwei UND-Gatter GlO und GIl, zwei bistabile Binärelemente V5 und V6 und einem Verstärker PO mit Transformation bei Nulldurchgang. Darüber

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hinaus ist der Generator SG für die Ablenkspannung mit zwei Korrektureingängen 10 und 11 versehen, die mit den Kreisen im Generator SG verbunden sind, welche die Änderungsgeschwindigkeit der negativ gerichteten Ablenkspannung bzw. die Änderungsgeschwindigkeit der positiv gerichteten Ablenkspannung festlegen, derart, dass ein auf den zugehörigen Korrektureingang 10 bzw. 11 gegebenes Signal die Änderungsgeschwindigkeit der negativ gerichteten Ablenkspannung bzw. der positiv gerichteten Ablenkspannung um einen Betrag ändert, welcher der Länge des Korrektionssignals entspricht. Die Kreise, welche die Änderungsgeschwindigkeit der Ablenkspannung festlegen können beispielsweise einen Kondensator für die positiv gerichtete und einen zweiten Kondensator für die negativ gerichtete Ablenkspannung enthalten, wobei die Ladung des Kondensators die Änderungsgeschwindigkeit der Ablenkspannung festlegt und durch das Korrektursignal erhöht werden kann, und zwar um einen Betrag, entsprechend der Länge des Korrektursignals, welches auf den entsprechenden Korrektureingang gegeben worden ist. Das auf den Eingang 10 zu gebende Korrektursignal für die Korrektur der Änderungsgeechwlndigkeit der negativ gerichteten Ablenkspannung wird vom Ziffer 1-Ausgang des Binärelements V5 erhalten, wohingegen das Korrektursignal am Eingang Il für

die Korrektur der Änderungsgeschwindigkeit der positiν gerichteten Ablenkspannung vom 1-Ausgang des Binärelements V6 abgenommen wird. Die O-Eingänge der Binärelemente V5 und V6 sind mit der vom Verstärker FO herführenden Leitung 12 verbunden. Die trapezförmige Ablenkspannung in der Leitung 9 vom die Ablenkspannung erzeugenden Generator SG wird auf den Verstärker PO gegeben, der, wie in dar Verstärkertechnik bekannt, einen derart hohen Verstärkungsfaktor und eine derartige Amplitudenbegrenzung besitzt, dass an der Ausgangsleitung 12 des Verstärkers PO eine Rechteckspannung erzeugt wird, bei welcher die vertikalen Impulsanstiege dem Nulldurchgang der Ablenkspannung entsprechen. Die am Ausgang des Verstärkers PO erzeugte Rechteckspannung, also die Spannung auf der Leitung 12, hat folglich die Wellenform, wie sie durch die Kurve PO in Fig. 2 veranschaulicht ist, wobei dann diese Spannung auf die O-Eingänge der Binärelemente V5 und V6 gegeben wird. Das Binärelement V6 wird durch einen positiv gerichteten Anstieg der Rechteckspannung der Leitung 12 in den O-Zustand gebracht, wenn es sich nicht bereits schon in diesem Zustand befunden hat, und wird auch während der nachfolgenden positiven Halbperiode der Rechteckspannung in diesem O-Zustand gehalten.

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Das Binärelement V5 dagegen wird durch jeden negativ gerichteten Anstieg der Rechteckspannung in seinen O-Zustand versetzt, es sei denn, es befindet sich bereits ii diesem Zustand, und wird in diesem O-Zustand während der nachfolgenden negativen Halbperiode der Rechteckspannung gehalten. Die 1-Eingänge der Binärelemente V5 und V6 sind mit dem Ausgang des UND-Gatters GlO bzw. dem Ausgang des UND-Gatters G 11 verbunden, wodurch das Binärelement V5 jedesmal dann in seinen 1-Zustand umkippt, wenn ein Signal am Ausgang des Gatters GlO auftritt, während das Binärelement V6 jedesmal dann in seinen 1-Zustand umkippt, wenn am Ausgang des Gatters GIl ein Signal auftritt, unter der Voraussetzung jedoch, daß die Binärelemente nicht in der oben beschriebenen Weise gerade in ihrem O-Zustand festgehalten sind.

Das Gatter GlO besitzt vier Eingänge, welche mit den Leitungen 4, 5 und J des Zeitgebers T und der Leitung 8 der Ausgänge der beiden Empfänger MA und MB verbunden sind, so daß das Gatter GlO während der Durchgangsmeßperiode IV den Durchgangsmeßimpuls Dl durchläßt, welcher während dieser Zeitperiode vom Wandler A und damit vom Empfänger MA aufgenommen wird. Polglich versetzt dieser Durchgangsmeßimpuls Dl das Bi-.närelenlent V5 in seinen 1-Zustand, es sei denn, dieses Binärelement ist gerade in seinen 0-Zustand durch eine negative Halbperiode der Rechteckspannung der Leitung 12 fet -,gehalten.

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Wie aus den Kurven MA, SG und PO von Fig. 2 zu ersehen ist, wird das Binärelement V5 in seinem O-Zustand durch eine negative Halbperiode der Rechteckspannung festgehalten, die über die Leitung 12 vom Verstärker PO dann zugeführt wird, wenn der Durchgangsmeßimpuls Dl auftritt, jedoch nur dann, wenn während der Zeitperiode IV die negativ gerichtete Ablenkspannung gerade einen Nulldurchgang aufweist bzw. gerade die Nulllinie passiert hat. Wie bereits erwähnt, entspricht die Zeitspanne vom Beginn der Zeitperiode IV bis zum Auftritt des Durchgangsmeßimpulses D genau der Laufzeit des Ultraschallimpulses vom Wandler B, d.h. von der einen Schädelseite, zu dem Wandler A, d.h. zu der gegenüberliegenden Schädelseite. Diese Zeitspanne muß bei genauer Einstellung der Ablenkung exakt der Zeitspanne vom Beginn der Zeitperiode IV bis zum Nulldurchgang der Ablenkspannung entsprechen. Wenn die Ablenkgeschwindigkeit, d.h. die Änderungsgeschwindigkeit der Ablenkspannung, zu gering ist, so wird der Durchgangsmeßimpuls vor dem Nulldurchgang der Ablenkspannung auftreten, wodurch der Durchgangsmeßimpuls Dl, der vom Gatter GlO durchgelassen wird, das Binärelement V5 in seinen 1-Zustand versetzt. Als Folge davon wird am 1-Ausgang des Elements V5 ein Signal erzeugt und auf den Korrektureingang 10 des Ablenkgenerators SG gegeben, mit der Folge einer Korrektur der Änderungsgeschwindigkeit der negativ gerichteten Ablenkspannung. Dieses Signal auf dem

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Korrektureingang 10 dauert so lange an, bis der Nulldurchgang der Ablenkspannung erreicht ist, worauf dann die negative Halbperiode der Rechteckwellenspannung auf der Leitung 12 das Binärelement V5 wieder in seinen O-Zustand zurückbringt. Wenn somit die negativ gerichtete Ablenkung zu langsam erfolgt, so wird ein Korresktursignal dem Korrektureingang 10 des Ablenkspannungsgenerators zugeführt und dieses Korrektursignal weist dann eine Länge auf, die proportional der Abweichung der Änderungsgeschwindigkeit von ihrem richtigen Wert ist. Bei dem in Fig. 2 dargestellten Ausführungsbeispiel ist angenommen, daß die negativ gerichtete Ablenkung während der Zeitspanne IV zu langsam ist, worauf am 1-Ausgang des Binärelements V5 ein Korrektursignal erzeugt und dem Korrektionseingang 10 des Ablenkspannungsgenerators zugeführt wird, was durch die Kurve V5 von Fig. 2 angedeutet wird. Unter dem Einfluß dieses Korrektursignals steigt die Ä'nde rungsge schwind! gke it der negativ gerichteten Ablenkspannung in der oben beschriebenen Welse an. Ist die Korrektur zu klein, so wird dies während der nächsten Durchgangsmeßperiode IV festgestellt und ein weiteres Korrektursignal erzeugt. Ist dagegen die Änderungsgeschwindigkeit der Ablenkspannung zu groß, so daß der Nulldurchgang der Ablenkspannung vor dem Durchgangsmeßimpuls Dl erfolgt, so wird kein Korrektursignal auf den Eingang 10 des Generators SG gegeben. Da jedoch die Änderungsgeacwindigkeit, wie vorher beschrieben, durch die Ladung eines

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Kondensators im Generator festgelegt wird, erfolgt eine fort-1 aufende Abnahme der Änderungsgeschwindigkeit infolge unvermeidbarer Ladungsverluste des Kondensators. Sobald dann der Kondensator soweit entladen ist, daß die Änderungsgeschwindigkeit unter dem richtigen Wert liegt, wird wiederum ein Korrektursignal erzeugt, wie oben beschrieben worden ist. Auf diese Weise kann die Änderungsgeschwindigkeit der Ablenkspannung stets sehr nahe bei dem richtigen Wert gehalten werden.

Das Binärelement V6 und das Gatter GIl schaffen auf ähnliche Weise eine Korrektur der" Änderungsgeschwindigkeit der positiv gerichteten Ablenkspannung. PUr diesen Zweck besitzt das Gatter GIl vier Eingänge, die mit den Leitungen 4, 6 und 7 vom Zeitgeber T und dem Leiter 8 vom Ausgang der beiden Empfänger MA und MB verbunden sind, wodurch dieses Gatter GIl während der Durchgangsmeßperiode III den Durchgangs-Meßimpuls D2, empfangen vom Wandler B, durchläßt, wodurch dieser Impuls das Binärelement V6 in seinen 1-Zustand versetzt, es sei denn, das Binärelement wird gerade durch eine positive Halbperiode der ftechteekspannung im Leiter 12 vom Verstärker PO in seinem O-Zustand festgehalten. Auch in diesem Fall ist in Fig. 2 angenommen, daß die positiv gerichtete Ablenkspannung während der Zeitperiode III eine etwas zu geringe Änderungsgeschwindigkeit aufweist, 30 daß der Nulldurchgang erst nach Ankunft des Durchgangsmeßimpulses D2 auftritt, so daß dann das Binärelement V6 durch den

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Impuls D2 in seinen 1-Zustand versetzt wird und folglich am 1-Ausgang des Elements V6 ein Korrektursignal erzeugt wird. Dieses Korrektursignal wird auf den Eingang 11 des Ablenkspannungsgenerators SG gegeben. Das Korrektursignal wird dann unterbrochen, wenn die Ablenkspannung ihren Nulldurchgang erreicht und das Binärelement V6 wird dann in seinen O-Zustand durch die positive Halbperiode der Rechteckspannung auf der Leitung 12 zurückgebracht. Die Kurve V6 in Fig. 2 zeigt diese Korrekturspannung, die auf den Korrektureingang 11 des Generators gegeben wird, wenn sich das Binärelement V*6 in seinem 1-Zustand befindet.

Aufgrund der beschriebenen Korrektur der A'nderungsgeschwindigkeit der positiv gerichteten und der negativ gerichteten Ablenkspannung wird der Nulldurchgang der Ablenkspannung stets der Laufzeit des Ultraschallimpulses von der einen Seite des Schädels zu der gegenüberliegenden Sch'ädelseite entsprechen oder in anderen Worten der Laufzeit des Ultraschallimpulses von der einen Seite des Schädels zum Schädelmittelpunkt und wieder zurück zur selben Seite des Schädels. Die Nulldurchgänge der Ablenkspannung können folglich dazu herangezogen werden, daß Schädelzentrum auf dem Bildschirm der Kathodenstrahlröhre anzuzeigen. Für diesen Zweck ist die Kathodenstrahlröhre K, wie bekannt ist, mit einem Hrlligkeits-

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bzw. Intensitätssteuergitter Z verseheni weiches an einen Aufhellimpuls-Verstärker LF in der Helligkeitssteuerung LP angeschlossen ist. Der Aufhellirapuls-Verstärker LF erzeugt bei Ankunft eines Signals an seinem Eingang eine bestimmte Ausgangs spannung, die auf das Helligkeitssteuergitter Z gegeben wird, wobei dann die Intensität des Elektronenstrahls in der Kathodenstrahlröhre K auf einen derartigen Wert ansteigt, daß der Elektronenstrahl einen hellen Punkt auf dem Bildschirm erzeugt. Wird vom Verstärker LF keine derartige Spannung erzeugt, dann wird der Elektronenstrahl derart unterdrückt, daß er nicht in der Lage ist, auf dem Bildschirm der Kathodenstrahlröhre eine Lichtspur aufzuzeichnen. Der Eingang des Verstärkers LF für den Aufhellimpuls ist mit dem Ausgang eines ÖDER-Gatters G12 verbunden. Dieses ODER-Gatter besitzt vier Eingänge und fgibt demzufolge dann ein Signal auf den Eingang des Verstärkers LF, sobald'ein Signal an irgendeinem seiner vier Eingänge auftritt.

Einer der Eingänge des Gatters G12 ist mit dem Ausgang eines UND-Gatters GlJ verbunden^ das seinerseits einen Eingang besitzt, der mit der vom Zeitgeber ¹T herführenden Leitung j> verbunden ist> sowie einen zweiten Eihgangj äet ifflit der vom Ablenkspannungsgenerator SG herführenden Leitung 1$ verbunden 1st. Der Ablenkspannungsgenerator SG gißt ättf¹ äit* isfeitühg 3.3

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während jeder Ablenkperiode, sei sie positiv oder negativ gerichtet, ein Signal. ^Foglich gibt das Gatter Glj5 auf den einen Eingang des Gatters G12 ein Signal einer Wellenform entsprechend der Kurve G13 von Fig. 2. Weiterhin wird damit vom Gatter Ij5 über das Gatter 12 dem Aufhellimpuls-Verstärker LF während der Ablenkzeit ein Eingangssignal zugeführt, und zwar während jeder der beiden Echomeßperioden I und II, so daß der Aufhellimpuls-Verstärker LF während dieser Ablenkspannen einen Aufhsllimpuls abgibt und dom Steuergitter Z für die Helligkeit der Kathodenstrahlröhre zuführt. Damit werden die Ablenkungen während der Echomeßperioden I und II sichtbar sein. In Fig. J5 sind diese Ablenkspuren mit SI und SII bezeichnet. Während der Durchgangsmeßperioden III und IV dagegen erfolgen keine entsprechenden langen Aufhellimpulse während der gesamten Ablenkung, so daß ν:ährend dieser Zeitperioden III und IV die Ablenk-

spuren auf dem Bildschirm der Kathodenstrahlröhre nicht sichtbar sind.

FtIr die .Sichtbarmachung des Mittelpunkts der Ablenkung und damit für den Mittelpunkt des Schädels auf dem Bildschirm der Kathodenstrahlröhre wird die vom Verstärker PO über die Leitung 12 zugeführte: Kechtecksparmung dem Differenfciationskreis DFl zucoführt, der sowohl dio positiven als auch die negativen Gtufer, dor Rechteckcpaririun.'j olnc-r Differenzierung unterwirft und da;; differenzierte ni^nul. gleichrichtet, 'Kxlureh am Aus-

1 0 9 8 2 'J / 0 F, 8 G

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gang des Kreises DFl eine Folge von Impulsen auftritt, die mit den Null-Durchgängen der Ablenkspannung zusammenfallen, wie durch die Kurve DFl von Fig. 2 dargestellt ist. Diese Impulsfolgen werden dem Eingang des Gatters G12 zugeführt und folglich durch dieses Gatter auf den Eingang des Aufhellimpuls -Verstärke rs LF gegeben. Während der Echomeßperioden I und II haben diese Impulse keinen Einfluß auf den Aufhellimpuls-Verstärker LF, da dieser durch die vom Gatter G15 ankommenden Aufhellimpulse bereits vollständig gesättigt ist, wie eingangs beschrieben. Während der Durchgangsmeßperioden III und IV dagegen erzeugt der Aufhellimpuls-Verstärker LF bei jeder Ankunft eines Impulses vom Differentiationskreis DPI, welche Impulse ja mit dem Nulldurchgang der Ablenkspannung zusammenfallen, einen kurzen Aufhellimpuls, der für eine kurze Zeit die Helligkeit der Ablenkung erhöht, so daß auf dem Ablenkschirm der Kathodenstrahlröhre ein heller Punkt auftritt, wie er in Fig. 3 durch 0 dargestellt ist.

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Wie oben erwähnt zeigt dieser helle Punkt O den Mittelpunkt der Ablenkung'an und damit auch den Mittelpunkt des Schädels des Patienten.

Zur Messung der Entfernung zwischen den Echoimpulsen El, E2 und dem Mittelpunkt O des Schädels ist außerdem ein heller Anzeigepunkt M vorgesehen, der längs der X-Achse auf dem Schirm der Kathodenstrahlröhre verschoben werden kann. Dieser Anzeigepunkt M wird von der Rechteckspannung abgeleiteti welche der Verstärker PO auf die Leitung 12 gibt. Zu diesem Zweck wird die Rechteckspannung in der Helligkeitssteuereinheit LP auch auf zwei zusätzliche Differentialkreise DF2 und DF3 gegeben. Der Differentialkreis DF2 differenziert nur die positiv gerichteten Stufen der Reehteckwellenspannung und erzeugt an seinem Ausgang entsprechende kurze Impulse, wo hingegen der zweite Differentiationskreis DF^ nur die negativ gerichteten Spannungsstufen der Rechteckspannung differenziert und an seinem Ausgang ebenfalls entsprechende kurze Impulse erzeugt. Folglich entstehen am Ausgang des Kreises DF2 die im Diagramm DF2 von.Fig. 2 in vollen Strichen gezeichneten Impulse, während ani Ausgang des Kreises DFJ die im Diagramm DF^ vcn Fig. 2 in vollen Linien gezeichneten impulse auftreten. Der Ausgang des Differentiationskreises DF2 ist mit dem Eingang

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des Gatters G12 über einen Verzögerungskreis T2 verbünden, der eine Verzögerungszeit aufweist, die von Hand veränderbar ist, und zwar vom Wert Null aus, während der Ausgang des Differentiationskreises DFJ mit einem anderen Eingang des Gatters G12 über einen zweiten Versögerungskreis TJ verbunden ist, der ebenfalls eine von Hand· verstellbare und vom Wert Null ausgehende Verzögerungszeit aufweist. Mittels des Verzögerungskreises T2 ist es somit möglich, den vom Differentiationskreis DF2 erzeugten Impuls um eine Zeitspanne zu verzögern, die von Hand aus einstellbar ist, wie durch die im Diagramm DF2 von Fig. 2 in gestrichelten Linien dargestellten Impulse angedeutet ist. In gleicher Weise ist es mit Hilfe des Verzögerungskreises TJ möglich, die Verzögerung der vom Differentiationskreis DF J erzeugten Impulse manuell einzustellen, wie durch die im Diagramm DF 3 von Fig. 2 gestrichelt dargestellten Impulse angedeutet ist. Die Einstellung der Verzögerungszeit der Verzögerungskreise T2 und TJ erfolgt über ein von Hand veränderbares Steuerelement MM, beispielsweise einen Einstellknopf, in der V/eise, daß mit dem Knopf in Null-Stellung die Verzögerungszeit in beiden Verzögerungskreisen T2 und TJ Null ist, wo hingegen bei Drehung des Knopfes aus der Nullstellung heraus in die eine Richtung (positive Richtung) die Verzögerungsseit im Verzögerungskreis T2 fortlaufend ansteigt, dagegen im anderen Verzögerungskreis TJ Null bleibt, während bei Drehung des Knopfes in der anderen Richtung (negative Richtung) aus seiher Nullstellung

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heraus die Verzögerungszeit im Versögerungskreis TJ- kontinuierlich ansteigt, im Verzögerungskreis T2 dagegen Null bleibt. Wenn sich der Knopf MM in seiner Nullstellung befindet und somit die Verzögerungszeit beider Verzögerungskreise T2 und TjJ Null ist, so stimmen die Impulse der beiden Differentiationskreise DF2 und DP5 mit den Impulsen des Differentiationskreises DPI überein und verursachen keinen zusätzlichen He11igkeitspunkt auf den Schirm der Kathodenstrahlröhre. Wenn jedoch der Knopf MM in positiver Richtung gedreht wird, so werden die Impulse des Differentiationskreises DP2 verzögert, wie durch die gestrichelten Impulse im Diagramm DP2 von Pig. 2 angedeutet ist, mit der Folge, daß während der Durchgangsmeßperiode III der Helligkeitsimpuls -erzeuger LP einen zusätzlichen Helligkeitsimpuls erzeugt, der nach dem Helligkeitsimpuls auftritt, welcher dein Htilldurchgang der Ablenkspannung entspricht und somit einen hellen Anzeigepunkt M auf dem Bildschirm der Kathodenstrahlröhre hervorruft, der auf Fig. ~ß rechts von dem flelligkeitspunkt 0 liegt, v/elcher den" Mittelpunkt dor Ablenkung anzeigt, I)Ig Entfernung zwischen dem Anzeigepunkt M und dem Mittelpunkt O dar Ablenkung wird durch die Drehung des Einstellknopfes MIi festgelegt. Wird der Knopf MM in der Gegenrichtung (negative PJ. oh ti in;-;) gadreht, so werden die Impulse do3 Dlfförantiatlonnlzvzlscz DP;> ver^öcart, wie durch die gestrichelten Impuls; Im ivLasrnr;!« DF3 7C>: Fin;. 2

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angedeutet, mit der Folge, daß während der Durchgangsmeßperiode IV der Aufhellimpulsverstärker LP einen zusätzlichen kurzen Aufhellimpuls erzeugt, der später auftritt als der Aufhellimpuls des Nulldurchgangs der Ablenkspannung, womit dann auf dem Schirm dor Kathodenstrahlröhre ein heller Anzeigepunkt entsteht, der links von dem Mittelpunkt der Ablenkung auftritt, und zwar mit einer Entfernung vom Mittelpunkt entsprechend der Größe der Drehung des Knopfes MM. Der Drehknopf MM kann vorzugsweise mit einer Skala versehen sein, die direkt die Verschiebung aus dem Schädelmittelpunkt heraus anzeigt.

In Fig. 2 zeigt das Diagramm LF die Helligkeitsimpulse , welche durch den Aufhellimpulsverstärker LF während der vier Zeitperioden I - IV erzeugt werden; die gestrichelten Aufhellimpulse entsprechen den Anzeigeimpulsen, die manuell mit Hilfe des Einstellknopfes MM bezüglich des Nulldurchgangs der Ablenkspannung verschoben v/erden können. Es ist jedoch darauf hinzuweisen, daß zu einem bestimmten Zeitpunkt immer nur qiner dieser Ablenkimpulse auftreten kann.

Selbstverständlich kann die Erfindung mannigfaltige Abv;andlungen erfahren, ohne dabei den Bereich der Erfindung zu verlassen.

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Claims

Patentansprüche

1. / Vorrichtung für die Ultraschall-Beho-Enaephalographie, gekennzeichnet durch zwei Ultraschall-Wandler (A, B) zum Aussenden und Empfangen von Ultraschallimpulsen, die an gegenüberliegenden Schädelseiten des zu untersuchenden Patienten an dessen Schläfen anbringbar sind, durch eine mit den beiden Wandlern (A, B) verbundene Sender-Empfänger-Anordnung (SMA, SMB), durch einen Zeitgeber (T) mit vorgegebener konstanter Betriebsfrequenz zum derartigen Steuern der Sender-Empfänger-Anordnung (SMA, SI©), daß zu Beginn jeder Betriebsperiode des Zeitgebers (T) abwechselnd jeweils einer der beiden Wandler (A, B) einen Ultraschallimpuls aussendet und daß innerhalb einer Folge von vier nacheinanderfοIgenden Betriebsperioden (I, II, III, IV) des Zeitgebers (T) jeder Wandler (A, B) während einer solchen Zeitperiode als Rentier arbeitet, an deren Beginn er selbst einen Ultraschallimpuls ausgesendet hat, und außerdem während einer Periode, an deren Beginn der jeweils andere Wandler einen Ultraschallimpuls ausgesendet hat, durch eine Kathodenstrahlröhre (K) mit X-Ablenkung (Xl, X2) und Y-Ablenkung (Yl, Y2), durch einen Generator (SG) für die Erzeugung einer Ablenkspannung, der von dem Zeitgeber (T) der-

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art gesteuert ist, daß er am Beginn jeder Betriebsperiode des Zeitgebers eine Ablenkspannung abgibt und diese sich linear zwischen zwei konstanten Spannungspegeln (+U, -U) ändert, und zwar abwechselnd in positiver und negativer Spannungsrichtung, wobei die Ablenkspannung an die X-Ablenkung der Röhre (K) liegt, und durch Schaltelemente (Go bis Q9), die ebenfalls von dem Zeitgeber (T) gesteuert sind und die Sender-Empfänger-Anordnung (SMA, SMB) mit der Y-Ablenkung der Röhre (K) derart verbinden, daß die von der Sender-Empfänger-Anordnung aufgenommenen Echo-Signale mit entgegengesetzter Polarität an die Y-Ablenkung gelangen.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch Schaltelemente (GlO, GIl, V5j V6), die während derjenigen Zeitperioden (III, IV) des Zeitgebers (T) arbeiten, während welcher einer der Wandler (A, B) als Sender und.der andere als Empfänger wirkt, wobei diese Schaltelemente (GlO, GIl, V5, V6) eine evtl. Zeitdifferenz zwischen der Aufnahme des vom Sender-Wandler abgegebenen Ultraschallimpulses (Dl, D2) durch den Empfänger-Wandler und dem Durchgang der Ablenkspannung durch ihren Halbwert während der gleichen Zeitperiode feststellen und ein Signal entsprechend dieser Zeitdifferenz abgeben, und wobei dieses •Signal als Korrektursignal dem Ablenkspannungsgenerator (SG) zugeführt wird und die Änderungsgeschwindigkeit der Ablenk-

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spannung in Richtung einer Verminderung dieser Zeitdifferenz korrigiert.

Z>. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die vom Zeitgeber (T) gesteuerten Schaltelemente (g6 bis G9) zum Verbinden der Y-Ablenkung (Yl, Y2) der Kathodenstrahlröhre (K) mit der Sender-Empfänger-Anordnung (MA, MB) mit Elementen versehen sind, welche die Signalverbindung zur Y-Ablenkung während derjenigen Zeitperioden (III, IV) des Zeitgebers unterbrechen, während der einer der Wandler (A, B) als Sender und der andere Wandler als Empfänger arbeitet.

h. Vorrichtung nach Anspruch 3, gekennzeichnet durch HeI-ligkeitscteuerelemente (Z) für die Kathodenstrahlröhre (K) • und durch einen Aufhellimpuls-Erzeuger (LP) der mit der Helligkeitssteuerung verbunden ist, wobei der Aufhollimpuls-Erzeuger durch den Afelenksparmungsgeneratcr (SG) und den Zeitgeber (T) derart gesteuert ist, daß er während jeder Zeitperiode (I, II) des Zeitsebo'ro,"während der· einer· der V/andler als 3enäer und der andere als iimpfurrjer ax'beitet, einen Λvii'he 11 impuls abgibt, dessen Länge der"'Abienhlängi- entspricht, urin d-^r· '.,'ährend der anderen Zeitperiöden (III, TV) des Zeitgobc-i';:. einen kurzen

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Aufhellirapuls zu dem Zeitpunkt abgibt, wenn die Ablenkspannung ihren Halbwert durchläuft. - ; ' ■

5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Aufhellimpuls-Erzeuger (LP) manuell bedienbare Sehaltelemente (MM, T2, T5, DP2, DP^) aufweist, die während der zuletzt genannten beiden Zeitperioden (III, IV) des Zeitgebers einen zusätzlichen kurzen Aufhellimpuls abgeben, und zwar mit manuell einstellbarer Zeitverschiebung gegenüber demjenigen kurzen Aufhellimpuls, der zum Zeltpunkt des Durchlaufens der Ablenkspannung durch ihren Halbwert auftritt.

6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5* dadurch gekennzeichnet, daß die Sender-Empfänger-Anordnung einen ersten Sender (SA) und einen ersten Empfänger (MA) aufweist, die mit einem der beiden Wandler (A) verbunden sind, sowie einen zweiten Sender (SB) und einen zweiten Empfänger (MB), die mit dem anderen Wandler (B) verbunden sind, daß der zweite Sender (SB) durch den Zeitgeber (T) derart gesteuert ist, daß er abwechselnd am Beginn jeder der Zeitperioden (I bis IV) des Zeitgebers arbeitet, und daß Torschaltkreise (G2, G4) vorgesehen uind, Vielehe die Eingänge des ersten und zweiten Empfängers derart schalten, daß während jeder Folge von vier aufeinanderfolgenden Zeitperioden (I bis IV) des Zeitgebers der Eingang

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jedes Empfängers während einer solchen Zeitperiode unterbrochen ist, während welcher der zugehörige Sender arbeitet, und während, einer solchen Ze it pe ri ode, während viel eher der andere Sender arbeitet.. '■■■■■

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