DE19808151A1 - Ultrasound measurement device for use in medical technology, especially for detection of regularly moving surfaces or boundaries - Google Patents

Ultrasound measurement device for use in medical technology, especially for detection of regularly moving surfaces or boundaries

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Abstract

The device has an ultrasound oscillator (34) with as irregular a shape as possible or may be constructed from a large number of individual oscillators, with all the first electrodes connected together and all the second electrodes connected together. The oscillator is formed of at least 1 cm<2> of piezoelectric ceramic material. The probe surface area is at least more than 3 cm<2>, preferably more than 12 cm<2> and ideally more than 20 cm<2>. An Independent claim is made for a method of using the ultrasound probe.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Ultraschallmeßeinrichtung für die Me­ dizintechnik mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Patentanspruchs 1, weiterhin auf die Verwendung einer derartigen Ultraschallmeßeinrichtung und ein Verfahren zum Messen mit einer derartigen Ultraschallmeßeinrich­ tung nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 7.The invention relates to an ultrasonic measuring device for the me medical technology with the features of the preamble of claim 1, continue to use such an ultrasonic measuring device and a method for measuring with such an ultrasonic measuring device device according to the preamble of claim 7.

Ultraschallmeßeinrichtungen finden in der Medizintechnik sehr umfangreich Anwendung. Dies gilt auch für Ultraschallmeßeinrichtungen der eingangs genannten Art, die periodisch Ultraschallimpulse aussenden und die emp­ fangenen Echosignale nach dem Dopplerverfahren auswerten. Mit ihnen kann die Bewegung, insbesondere eine im wesentlichen periodische Bewe­ gung einer Gewebegrenzfläche erfaßt werden, beispielsweise der Wand einer Herzkammer, der Bauchdecke bei Wehen, Bewegungen eines Fötus in der Fruchtblase usw. Auf periodische Bewegung ist allerdings das Verfahren nicht beschränkt.Ultrasonic measuring devices are very extensive in medical technology Application. This also applies to the ultrasonic measuring devices at the beginning mentioned type, which periodically emit ultrasonic pulses and the emp Evaluate captured echo signals using the Doppler method. With you the movement, in particular an essentially periodic movement supply a tissue interface, for example the wall of a Ventricle, the abdominal wall during labor, movements of a fetus in the Amniotic sac etc. However, the procedure is based on periodic movement not limited.

Bei den vorbekannten Meßeinrichtungen dieser Art treten folgende Proble­ me auf: Das ausgesandte Ultraschallsignal, das ausreichend breit sein muß, um die Grenzfläche auch wirklich vollständig erfassen zu können, muß auch so ausreichend kurz sein, daß zwischen ersten Echosignalen, die von einer ersten Grenzfläche kommen und zweiten Echosignalen, die von einer zweiten, in unmittelbarer Nachbarschaft der ersten liegenden Grenzfläche kommen, klar unterschieden werden kann. Üblicherweise wird bei den be­ kannten Meßeinrichtungen mit Impulsfolgen gearbeitet. Dabei kann man nicht unterscheiden zwischen den Echosignalen zweier kurz hintereinander­ liegenden Grenzflächen, weil die zeitlich zuerst eintreffenden Echosignale der Grenzfläche mit kürzerer Laufzeit noch nicht beendet sind, wenn schon die Echosignale der Grenzfläche mit längerer Laufzeit eintreffen. Die zeit­ liche Länge des Sendeimpulses bestimmt die erreichbare örtliche Auflösung in der Tiefe.The following problems occur with the known measuring devices of this type me up: The emitted ultrasound signal, which must be sufficiently wide, in order to really be able to fully grasp the interface, also be sufficiently short that between the first echo signals generated by a first interface and second echo signals coming from a second, in the immediate vicinity of the first lying interface come, can be clearly distinguished. Usually with the be Known measuring devices worked with pulse trains. You can do not differentiate between the echo signals of two in quick succession lying interfaces, because the echo signals arriving first in time the interface with a shorter term has not yet ended, if it has  the echo signals of the interface arrive with a longer transit time. The time length of the transmission pulse determines the achievable local resolution in the deep.

Nun gibt es bildgebende Ultraschallmeßeinrichtungen, bei denen ein momen­ tanes Zustandsbild, beispielsweise eines Fötus innerhalb einer Fruchtblase, abgefragt und dargestellt wird. Auf derartige Ultraschallmeßeinrichtungen bezieht sich die Erfindung jedoch nicht. Sie bezweckt die kontinuierliche Erfassung der Bewegung von Grenzflächen und nicht ein momentanes Zu­ standsbild innerhalb einer längeren Beobachtungszeit. Demgemäß arbeitet die Ultraschallmeßeinrichtung nach der Erfindung auch nicht mit einer Vielzahl von einzelnen, separat angesteuerten Einzelschwingern mit relativ kleiner Fläche, sondern mit einem großen Ultraschallschwinger, der der Größe nach der Fläche der zu untersuchenden Grenzflächenschicht angepaßt ist und der eine im wesentlichen keulenförmige Schallemission entlang ein­ er Hauptachse, die quer zu seinen Hauptflächen verläuft aufweist.Now there are imaging ultrasound measuring devices in which a moment tane condition, for example of a fetus within an amniotic sac, is queried and displayed. On such ultrasonic measuring devices however, the invention is not related. Its purpose is continuous Detection of the movement of interfaces and not a momentary closing Still picture within a longer observation period. Works accordingly the ultrasonic measuring device according to the invention also not with a Large number of individual, separately controlled individual oscillators with relative small area, but with a large ultrasonic transducer, which is the Size adjusted according to the area of the interface layer to be examined and which is a substantially club-shaped sound emission along he main axis, which runs transversely to its main surfaces.

Ziel der vorliegenden Erfindung ist es demzufolge, eine mit einem Sende- und Empfangsschwinger arbeitende Ultraschallmeßeinrichtung für die Medi­ zintechnik dahingehend weiterzubilden, daß die örtliche Auflösung in der Tiefe gesehen verbessert wird und unterschiedlich schnelle und langsame Bewegungen verschiedenen Grenzflächen erfaßt werden können. Demgemäß ist es Aufgabe der Erfindung, die Ultraschallmeßeinrichtung der eingangs genannten Art dahingehend weiterzubilden, daß eine verbesserte Tiefenau­ flösung erreicht wird, so daß unterschiedliche sich bewegende Gewebe­ grenzflächen, die in einem kurzen Tiefenabstand hintereinander angeordnet sind, einzeln erfaßt werden können, beispielsweise unterschiedliche Teilbe­ reiche eines fetalen Herzens.The aim of the present invention is therefore one with a transmit and Ultrasonic measuring device for the medi to further develop zin technology in such a way that the local resolution in the Depth is improved and differently fast and slow Movements different interfaces can be detected. Accordingly it is an object of the invention, the ultrasonic measuring device of the beginning mentioned type in that an improved Tiefenau Solution is achieved so that different moving tissues interfaces arranged one behind the other at a short depth are, can be recorded individually, for example different Teilbe realms of a fetal heart.

Ausgehend von der Ultraschallmeßeinrichtung der eingangs genannten Art wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß der Ultraschallschwinger eine möglichst unregelmäßige Form aufweist und/oder aus einer Vielzahl von kleinen Einzelschwingern aufgebaut ist, deren erste Elektroden alle mitein­ ander verbunden und deren zweite Elektroden alle miteinander verbunden sind.Starting from the ultrasonic measuring device of the type mentioned this object is achieved in that the ultrasonic transducer has as irregular a shape as possible and / or from a large number of small single vibrators is built, the first electrodes all together connected and the second electrodes all connected to each other are.

Durch die möglichst unregelmäßige Form des Ultraschallschwingers, also die möglichst von einer regelmäßigen Form abweichende Ausbildung der beiden formgleichen Hauptflächen und/oder durch die Aufteilung eines ausreichend großen Einzelschwingers in eine Vielzahl von kleinen Einzel­ schwingern und Betrieb der Einzelschwinger als einen einzigen Gesamt­ schwinger wird es möglich, sehr kurzzeitige Ultraschallimpulse zu erzeugen. Bei Anregung des Ultraschallschwingers durch eine elektrische Spannung, die typischerweise bei fünf Volt liegt, wird bei einem Ultraschallschwinger nach dem Stand der Technik eine Vielzahl unterschiedlicher Schwingungs­ formen im Kristall, also im Ultraschallschwinger, angeregt. So werden ne­ ben der Festkörperschwingung, die zu der erwünschten Schallemission quer zu den Hauptflächen führt, auch Schwingungszustände angeregt, z. B. die quer hierzu verlaufen und die im folgenden als Querwellen bezeichnet wer­ den. Diese Querwellen koppeln mit den mechanischen Schwingungen, die die erwünschte Schallemission quer zu den Hauptflächen bewirken, beispiels­ weise Platten- oder Dickenschwingungen. Dies führt zu Schallemissionen in der gewünschten Ausbreitungsrichtung quer zu den Hauptflächen auch noch nach Abklingen der elektrischen Anregung. Je länger aber die Zeitdauer des Ultraschallimpulses ist, der von einem Ultraschallschwinger abge­ strahlt wird, umso größer ist auch die Unschärfe der Auflösung in der Tie­ fe.Due to the irregular shape of the ultrasonic transducer, so the training of the  two identical main surfaces and / or by dividing one sufficiently large single transducers in a variety of small single vibrate and operate the single vibrator as a single whole oscillator it is possible to generate very short-term ultrasonic pulses. When the ultrasonic vibrator is excited by an electrical voltage, which is typically five volts is used in an ultrasonic transducer a variety of different vibrations according to the prior art form in the crystal, i.e. in the ultrasonic vibrator, excited. So ne ben of the solid-state vibration, transverse to the desired sound emission leads to the main surfaces, also excited vibrational states, z. B. the run perpendicular to this and who are referred to below as cross waves the. These cross waves couple with the mechanical vibrations that the desired sound emission across the main surfaces cause, for example wise plate or thickness vibrations. This leads to noise emissions in the desired direction of propagation across the main surfaces after the electrical excitation has subsided. But the longer the time of the ultrasonic pulse is abge from an ultrasonic transducer is radiated, the greater the blurriness of the resolution in the tie fe.

Durch die erfindungsgemäßen Merkmale, also möglichst unregelmäßige Form des Ultraschallschwingers und/oder Zerteilen einer Scheibe in eine Vielzahl von Einzelschwingern und Betrieb als Gesamtschwinger wird nun die Aus­ bildung von Querwellen deutlich verringert. Damit aber werden die Aus­ gangsimpulse in Ausbreitungsrichtung kürzer.Due to the features according to the invention, that is to say as irregular a shape as possible of the ultrasonic vibrator and / or cutting a disk into a plurality of single vibrators and operation as a total vibrator is now the end formation of cross waves significantly reduced. But this is the end gating pulses shorter in the direction of propagation.

Durch eine möglichst unregelmäßige Form des Ultraschallschwingers wird erreicht, daß sich keine stehenden Querwellen im Ultraschallschwinger aufbauen können. Bei zur Schwingung angeregten Platten kennt man diese als sogenannte chladnische Klangfiguren. Unter einer möglichst unregelmä­ ßigen Form wird also eine Form verstanden, bei der Querwellen nicht di­ rekt zwischen zwei gegenüberliegenden Randbereichen hin- und herlaufen können, vielmehr die schmalen seitlichen Grenzflächen quer zu den Haupt­ flächen so ausgebildet sind, daß eine reflektierte Querwelle nicht in ihre Ausgangsrichtung zurück reflektiert wird, vielmehr in eine andere Rich­ tung reflektiert wird. Die Gesamtanordnung ist dabei so ausgeführt, daß auch kein geschlossener Weg für eine mehrfache Reflexion im Ultraschall­ schwinger erreicht wird, also auch dreieckförmige, viereckförmige usw. geschlossene Umlaufwege von Querwellen vermieden sind.The shape of the ultrasonic vibrator is as irregular as possible achieved that there are no standing transverse waves in the ultrasonic oscillator can build. These are known for plates excited to vibrate as so-called Ladin sound figures. Under an irregular as possible ßigen form is understood to mean a form in which transverse waves not di run back and forth between two opposite edge areas can, rather the narrow lateral interfaces transverse to the main are designed so that a reflected transverse wave is not in their Starting direction is reflected back, rather in another direction tion is reflected. The overall arrangement is designed so that also no closed path for multiple reflections in ultrasound vibrator is reached, including triangular, quadrangular, etc.  closed orbits of cross waves are avoided.

Bei einer Herstellung des Ultraschallschwingers aus einer Vielzahl von kleinen Einzelschwingern wird ausgegangen von einer großen, keramischen Scheibe aus piezoelektrischem Material. Diese wird in einzelne, kleine Ele­ mente unterteilt, beispielsweise durch Sägen oder Brechen. Die Elemente müssen nicht notwendigerweise formgleich sein, obwohl dies nicht ausge­ schlossen sein soll. Bei dem Zerkleinern bzw. Zerteilen soll die ausgangs­ mäßig vorliegende Scheibe ihre Außenkontur nicht verändern, die einzelnen Einzelschwinger bleiben also an dem Platz, den sie auch zuvor in der Ge­ samtscheibe hatten. Die vorderseitigen und rückseitigen Elektroden der Einzelschwinger werden insgesamt miteinander verbunden, so daß der in Einzelschwinger unterteilte Ultraschallschwinger nach wie vor wie ein großflächiger, unzerteilter Ultraschallschwinger betrieben wird.When manufacturing the ultrasonic vibrator from a variety of small individual vibrators are assumed to be large, ceramic ones Disc made of piezoelectric material. This is divided into individual, small el elements, for example by sawing or breaking. The Elements do not necessarily have to be of the same shape, although this is not sufficient should be closed. When shredding or dividing the output moderate disc does not change its outer contour, the individual Individual vibrators therefore remain in the same place that they previously held in the Ge had velvet. The front and back electrodes of the Individual transducers are connected together so that the in Single transducers continue to divide ultrasonic transducers large, undivided ultrasonic vibrator is operated.

Es hat sich bei praktischen Versuchen herausgestellt, daß mit den erfin­ dungsgemäß ausgebildeten Ultraschallschwingern sehr kurzzeitige Ultra­ schallimpulse ausgesandt werden können. Die Zeitdauer der ausgesandten Ultraschallimpulse hängt nun nicht mehr im wesentlichen von der Ausbil­ dung des Ultraschallschwingers ab, sondern vielmehr von der ansteuernden Elektronik.It has been found in practical tests that with the inventions ultrasonic transducers designed according to the invention are very short-term ultra sound impulses can be sent. The duration of the sent Ultrasonic pulses no longer depend essentially on the training of the ultrasonic vibrator, but rather from the controlling one Electronics.

Um auch insoweit möglichst kurze Emissionen erhalten zu können, benutzt die Erfindung zur Anregung des Ultraschallschwingers eine Elektronik, die den Ultraschallschwinger dergestalt anregt, also mit einer Spannung ver­ sieht, daß der akustische Ausgangsimpuls möglichst nur eine Halbwelle ist. Erreicht wird dies beispielsweise dadurch, daß die Fouriertransfor­ mierte des akustischen Ausgangssignals als elektrisches Signal durch den Senderteil auf den Ultraschallschwinger gegeben wird. Einem Nachschwin­ gen des Ultraschallschwingers kann dadurch begegnet werden, daß eine entsprechende Gegenspannung vom Senderteil auf den Ultraschallschwinger einwirkt.To keep emissions as short as possible, used the invention for excitation of the ultrasonic transducer electronics excites the ultrasonic transducer in this way, i.e. ver sees that the acoustic output pulse if possible only a half-wave is. This is achieved, for example, by the Fourier transform mated the acoustic output signal as an electrical signal by the Transmitter part is given to the ultrasonic transducer. A night swin can be countered by the fact that a corresponding counter voltage from the transmitter part to the ultrasonic transducer acts.

Die erfindungsgemäßen Ultraschallschwinger für die Ultraschallmeßeinrich­ tungen der hier in Rede stehenden Art benötigen keine Bedämpfungskörper auf ihrer Rückseite. Die Ultraschallschwinger sind aus einem harten Mate­ rial, insbesondere einem kristallinen Material hergestellt. Folienschwinger kommen nicht zum Einsatz. Bei Ausbildung des Ultraschallschwingers aus einer Vielzahl von kleinen Einzelschwingern kann es günstig sein, die Zwi­ schenräume zwischen den Einzelschwingern durch ein Material mit anderem Schallverhalten als dem piezoelektrischen Material auszufüllen, beispiels­ weise durch Kunststoff. Dadurch wird auch der Zusammenhalt des in Einze­ lelemente aufgeteilten Gesamtschwingers verbessert.The ultrasonic transducers according to the invention for the ultrasonic measuring device Solutions of the type in question do not require damping bodies on their back. The ultrasonic transducers are made of a hard mate rial, especially a crystalline material. Foil transducer are not used. When training the ultrasonic transducer  a large number of small individual transducers, it can be convenient to spaces between the individual vibrators through one material with another Sound behavior to fill as the piezoelectric material, for example wise through plastic. This also makes the cohesion of the individual elements of the divided overall vibrator improved.

Frequenzmäßig wird der Ultraschallschwinger im Bereich zwischen 200 KHz und 8 MHz, insbesondere im Bereich 1 bis 4 MHz betrieben. In diesem Fre­ quenzbereich werden auch tieferliegende Gewebeteile, Organe usw. des menschlichen Körpers, insbesondere eines Fötus, noch gut erkannt, bei höheren Frequenzen findet dagegen eine zu starke Schallabsorption statt.The frequency of the ultrasonic vibrator is in the range between 200 KHz and 8 MHz, in particular operated in the range of 1 to 4 MHz. In this Friday deeper tissue parts, organs etc. of the human body, especially a fetus, still well recognized, at At higher frequencies, however, there is too much sound absorption.

In einer besonders bevorzugten erfindungsgemäßen Weiterbildung wird das Ultraschallmeßgerät nach Anspruch 1 nun derart betrieben, daß von dem Ultraschallschwinger periodisch einerseits eine erste Impulsanordnung und andererseits eine zweite Impulsanordnung abgesandt wird, die sich in der Wiederholfrequenz und in der Ausbildung von der ersten Impulsanordnung unterscheidet, daß die beiden periodischen Impulsanordnungen von dem Ultraschallschwinger wieder empfangen werden und daß die Auswertung im Empfängerteil so erfolgt, daß die empfangenen Echosignale nach Wieder­ holfrequenz und Ausbildung sortiert werden und die von den ersten Impul­ sanordnungen stammenden Signale getrennt von denjenigen der zweiten Impulsanordnung dargestellt werden.In a particularly preferred development according to the invention, this is Ultrasonic measuring device according to claim 1 now operated in such a way that Ultrasonic oscillator periodically on the one hand a first pulse arrangement and on the other hand, a second pulse arrangement is sent, which is in the Repetition frequency and in the formation of the first pulse arrangement distinguishes that the two periodic pulse arrangements from the Ultrasonic transducers are received again and that the evaluation in Receiver part is such that the received echo signals after re Wood frequency and training are sorted and from the first impulse signals originating from the second one Pulse arrangement are shown.

Auf diese Weise können zwei unterschiedliche Bewegungen, beispielsweise eine Wehentätigkeit der Bauchdecke der Mutter und der Herzschlag eines Fötus, gleichzeitig erfaßt werden. Die in ihrer Frequenz wesentlich lang­ samere Wehenbewegung wird entsprechend mit Impulsen abgetastet, die eine relativ langsame Wiederholfrequenz haben. Demgegenüber wird die Herzbe­ wegung des Fötus mit einer im Vergleich hierzu höheren Wiederholfrequenz abgetastet. Aufgrund der unterschiedlichen Form und Ausbildung der Im­ pulsanordnungen können die empfangenen Echosignale zugeordnet werden. Im Empfängerteil und insbesondere in der nachgeschalteten Auswerteelek­ tronik wird also danach ausgewertet, ob ein Echosignal von einer ersten Impulsanordnung oder von einer zweiten Impulsanordnung stammt.In this way, two different movements, for example a contraction of the mother's abdominal wall and the heartbeat of one Fetus, to be detected simultaneously. The frequency is much longer Samer contractions are sensed accordingly with impulses, the one have a relatively slow repetition rate. In contrast, the Herzbe movement of the fetus with a higher repetition rate in comparison scanned. Due to the different shape and training of the Im The received echo signals can be assigned to pulse arrangements. In the receiver part and in particular in the downstream evaluation electronics tronics is evaluated according to whether an echo signal from a first Pulse arrangement or comes from a second pulse arrangement.

Unter einer Impulsanordnung wird dabei der Bereich zwischen einem Einzel­ impuls und einem Mehrfachimpuls verstanden. Die erste Impulsanordnung kann also beispielsweise ein periodisch ausgesandter Einzelimpuls sein, die zweite Impulsanordnung kann aus mehreren, schnell hintereinander folgen­ den Einzelimpulsen bestehen, beispielsweise 3, 5, 7 oder 20 Einzelimpulse. Die Einzelimpulse können aber selbst noch eine charakteristische Form haben und es können sich die Einzelimpulse innerhalb einer Impulsgruppe voneinander unterscheiden, beispielsweise in ihrer Form und/oder in ihrem zeitlichen Abstand. So kann beispielsweise eine zweite Impulsanordnung aus drei kurzen Einzelimpulsen, einer kurzen Pause, die beispielsweise die Länge des vierten Einzelimpulses hat, und aus anschließend weiteren Einzel­ impulsen bestehen.The area between an individual is defined as a pulse arrangement understood impulse and a multiple impulse. The first pulse arrangement  can be, for example, a periodically transmitted single pulse second pulse arrangement can follow from several, in quick succession the individual pulses consist, for example, 3, 5, 7 or 20 individual pulses. The individual impulses can themselves still have a characteristic shape and there can be individual impulses within a pulse group differ from each other, for example in their shape and / or in their time interval. For example, a second pulse arrangement from three short single pulses, a short pause, for example the Has the length of the fourth individual pulse, and from then further individual impulses exist.

Die Abfolge der Impulse der ersten Impulsanordnung und der zweiten Im­ pulsanordnung ist so gewählt, daß die möglichen Echos der Emission einer Impulsanordnung erst alle wieder im Ultraschallschwinger empfangen sind, bevor die nächste Impulsanordnung ausgestrahlt wird. Demgemäß stehen die Frequenzen, mit denen die erste Impulsanordnung wiederholt wird und mit denen die zweite Impulsanordnung wiederholt wird, in einem festen Ver­ hältnis zweier natürlicher Zahlen. In der Praxis wird die erste Impulsan­ ordnung mit einer größeren Wiederholfrequenz ausgesandt und in jede z. B. zehnte, hundertste oder zweihundertste Pause zwischen zwei ersten Impuls­ anordnungen eine zweite Impulsanordnung hineingegeben. Die erfindungs­ gemäße Ultraschallmeßeinrichtung kann aber auch so betrieben werden, daß mit einer festen Wiederholrate Impulsanordnungen abgesandt werden, und zwar zunächst eine vorgegebene Anzahl erster Impulsanordnungen, bei­ spielsweise 99 und dann, als hundertster Impuls, eine zweite Impulsanord­ nung. Auch diese Emission wiederholt sich periodisch. Es können aber die Impulsanordnungen auch zeitlich nacheinander ausgesandt werden.The sequence of the pulses of the first pulse arrangement and the second Im Pulse arrangement is chosen so that the possible echoes of the emission of a Pulse arrangement is only received once again in the ultrasonic vibrator, before the next pulse arrangement is broadcast. Accordingly, the Frequencies with which the first pulse arrangement is repeated and with which the second pulse arrangement is repeated in a fixed ver ratio of two natural numbers. In practice, the first impulse order sent with a higher repetition frequency and in every z. B. tenth, hundredth, or two hundredth pause between two first impulses arrangements entered a second pulse arrangement. The fiction appropriate ultrasonic measuring device can also be operated that pulse arrangements are sent at a fixed repetition rate, namely a predetermined number of first pulse arrangements, at for example 99 and then, as the hundredth pulse, a second pulse arrangement nung. This emission is also repeated periodically. But they can Pulse arrangements can also be sent sequentially.

Insbesondere aber ermöglicht das erfindungsgemäße Verfahren eine Ar­ beitsweise, die dazu hilft, Gewebegrenzflächen erst einmal aufzufinden und danach, wenn sie aufgefunden sind, genauer analysieren zu können. Hierzu wird zunächst, während der Suche, eine erste Impulsanordnung ausgesandt, die aus relativ viel Einzelimpulsen besteht, also eine größere Schallenergie insgesamt darstellt. Ist mit dieser die gewünschte Grenzfläche, beispiels­ weise die Wand einer Herzkammer, zunächst einmal gefunden, was man an der Dopplerfrequenz der Echosignale ersehen kann, wird die Anzahl der Impulse reduziert auf die zweite Impulsanordnung, letztendlich bis hin zu Einzelimpulsen. Dann kann die lokale Auflösung soweit gesteigert werden, daß unterschiedliche Grenzflächen, die eng benachbart sind, voneinander unterschieden werden können. Bei diesem beschriebenen Verfahren wird also das Ultraschallmeßgerät in seiner Ausgangsleistung schrittweise ver­ ändert und zunächst mit viel Schallenergie lokalisiert, danach mit wenig Schallenergie und entsprechend kurzzeitigen Impulsen analysiert. Man kann hier von einer Suchfunktion oder von einer Lupenfunktion sprechen. Es soll betont werden, daß bei dem zuletzt beschriebenen Verfahren es nicht notwendig ist, daß die erste Impulsanordnung gleichzeitig mit der zweiten Impulsanordnung ausgesandt wird. Dies ist allerdings nicht ausgeschlossen.In particular, however, the method according to the invention enables an Ar example, which helps to find tissue interfaces and afterwards, when they are found, to be able to analyze them more precisely. For this first, during the search, a first pulse arrangement is sent out, which consists of a relatively large number of individual pulses, i.e. a larger sound energy represents overall. Is with this the desired interface, for example point the wall of a ventricle, first of all found what you put on the Doppler frequency of the echo signals can be seen, the number of Pulses reduced to the second pulse arrangement, ultimately up to Single pulses. Then the local resolution can be increased so far  that different interfaces that are closely adjacent from each other can be distinguished. In this method described So the output of the ultrasonic measuring device ver gradually changes and initially localized with a lot of sound energy, then with little Sound energy and corresponding short-term impulses analyzed. One can speak here of a search function or of a magnifying glass function. It it should be emphasized that in the last described method it is not it is necessary that the first pulse arrangement coincides with the second Pulse arrangement is sent. However, this is not impossible.

Weitere Vorteile und Merkmale der Erfindung ergeben sich aus den übrigen Ansprüchen sowie der nun folgenden Beschreibung von nicht einschränkend zu verstehenden Ausführungsbeispielen der Erfindung, die unter Bezugnah­ me auf die Zeichnung näher erläutert werden. In dieser zeigen:Further advantages and features of the invention result from the others Claims and the following description of non-limiting to understand exemplary embodiments of the invention, which refer to me are explained in more detail on the drawing. In this show:

Fig. 1: eine Draufsicht auf einen Ultraschallschwinger, der in Form einer dünnen, fünfeckigen Scheibe vorliegt und vorn und hinten mit einer Elektrode versehen ist, FIG. 1 is a plan view of an ultrasonic vibrator, which is in the form of a thin, pentagonal plate and front and rear provided with an electrode,

Fig. 2: eine Darstellung eines Ultraschallschwingers ähnlich Fig. 1, je­ doch nunmehr mit im wesentlichen kreisförmiger, allerdings unre­ gelmäßig berandeter Form, FIG. 2 shows an illustration of an ultrasonic vibrator similar to Figure 1, but now each with substantially circular, but unre regularly beran deterministic shape.

Fig. 3: eine Darstellung eines dritten Ausführungsbeispiels eines Ultra­ schallschwingers in einer Sicht wie Fig. 1, nunmehr in Form einer Kreisscheibe mit unregelmäßigen Einsägungen, Fig. 3 is a representation of a third embodiment of an ultrasound transducer, in a view as Fig 1, now in the form of a circular disc with irregular Einsägungen.

Fig. 4: eine Draufsicht auf einen Ultraschallschwinger entsprechend Fig. 1, nunmehr mit kreisrunder Grundform, der durch eingezeichnete Schnittlinien in eine Vielzahl von Einzelschwinger unterteilt ist, Fig. 4:. A plan view of an ultrasonic vibrator corresponding to Figure 1, now with a circular basic shape, which is divided by cut lines drawn into a plurality of individual oscillators,

Fig. 5: eine Prinzipdarstellung in Form eines Blockschaltbildes eines Ultra­ schallmeßgerätes mit einem Computer, einem Dopplerbaustein, einem Ultraschallschwinger nach der Erfindung und weiteren einzelnen Bauteilen, Fig. 5 is a schematic diagram in the form of a block diagram of an ultra schallmeßgerätes with a computer, a Doppler device, an ultrasonic vibrator of the invention and further individual components,

Fig. 6: ein Diagramm der Ausgangsspannung U in Volt über der Zeit t in Sekunden, wie sie in einer Ausführungsform der Erfindung am Ul­ traschallschwinger gemäß einem der vorangegangenen Figuren an­ liegt, FIG. 6 is a diagram of the output voltage U in volts over the time t in seconds as it is, in one embodiment of the invention, the Ul traschallschwinger according to any of the preceding figures on,

Fig. 7: ein Diagramm entsprechend Fig. 6, jedoch nunmehr mit einer ande­ ren Impulsabfolge und FIG. 7: a diagram corresponding to FIG. 6, but now with a different pulse sequence and

Fig. 8: eine Darstellung entsprechend Fig. 6, jedoch mit wiederum geän­ derter Impulsabfolge. Fig. 8: a representation corresponding to Fig. 6, but with again changed pulse train.

Fig. 1 bis 4 zeigen einzelne Ultraschallschwinger 34, die jeweils aus einer flachen Scheibe aus keramischem, piezoelektrischem Material herge­ stellt sind. Die Scheibe hat Dickenabmessungen im Bereich von beispiels­ weise 0,2 bis 2 mm, insbesondere 0,5 bis 1 mm, ihre in der Draufsicht er­ kennbaren Abmessungen in ihrer Hauptfläche liegen dagegen im Bereich von mehreren Zentimetern, beispielsweise 5 bis 7 cm. Die Scheibe hat so­ wohl an ihrer in Fig. 1 oben liegenden frontseitigen Hauptfläche 20 als auch auf ihrer gleich ausgebildeten, nicht sichtbaren rückseitigen Haupt­ fläche 22 eine Elektrode, die sich über die gesamte Fläche erstreckt. Die Elektrode der frontseitigen Hauptfläche 20 ist mit einer Zuleitung 24 ver­ bunden, die Elektrode der rückseitigen Hauptfläche 22 ist an eine Zulei­ tung 26 angeschlossen. Die Grundfrequenz des Ultraschallschwingers 34 beträgt etwa 1 MHz. Aufgrund der beschriebenen Abmessungen liegt der Flächeninhalt der Hauptfläche 20 deutlich über einem Quadratzentimeter, er liegt bei mehreren Quadratzentimetern, etwa bei dreißig Quadratzentime­ tern. Fig. 1 to 4 show individual ultrasonic vibrator 34, which provides each Herge of a flat disc made of a ceramic, piezoelectric material. The disc has thickness dimensions in the range of, for example, 0.2 to 2 mm, in particular 0.5 to 1 mm, but its dimensions, which are recognizable in plan view, in its main surface are in the range of several centimeters, for example 5 to 7 cm. The disc has so well on its top main surface 20 in FIG. 1, as well as on its identical, non-visible rear main surface 22, an electrode which extends over the entire surface. The electrode of the front main surface 20 is connected to a supply line 24 , the electrode of the rear main surface 22 is connected to a feed line 26 . The basic frequency of the ultrasonic vibrator 34 is approximately 1 MHz. Due to the dimensions described, the area of the main surface 20 is clearly above one square centimeter, it is several square centimeters, approximately thirty square centimeters.

Im Ausführungsbeispiel nach Fig. 1 wird der Ultraschallschwinger von fünf geradlinigen Kanten begrenzt, es wird insgesamt ein unregelmäßiges Fünfeck gebildet. Die Winkel zwischen den einzelnen Geraden sind so ge­ wählt, daß an einer Kante reflektierte Ultraschall-Querwellen nicht einen geschlossenen Umlauf durchführen können.In the exemplary embodiment according to FIG. 1, the ultrasonic oscillator is delimited by five straight edges, an irregular pentagon is formed overall. The angles between the individual straight lines are selected so that ultrasonic transverse waves reflected at one edge cannot perform a closed cycle.

Im Ausführungsbeispiel nach Fig. 2 ist anfänglich ausgegangen worden von einer Kreisscheibe, die ebenfalls wieder vorn und hinten mit Elektro­ den versehen ist. Durch randseitige Beschädigungen, beispielsweise Abbre­ chen usw., ist die ausgangsmäßig regelmäßige runde Form aufgehoben, der Ultraschallschwinger hat nun eine sehr unregelmäßige Begrenzung. Dadurch wird vermieden, daß sich stehende Querwellen im flachen Scheibenmaterial ausbilden können.In the exemplary embodiment according to FIG. 2, it was initially assumed that there was a circular disk, which was also provided with electrical components at the front and rear. Due to edge damage, for example breaking, etc., the regular round shape is canceled, the ultrasonic transducer now has a very irregular limitation. This avoids that standing transverse waves can form in the flat disc material.

In der Ausführung nach Fig. 3 ist die ausgangsmäßig runde Form beibe­ halten worden, Querwellen werden nun aber dadurch gestört, daß unregel­ mäßige und nicht radial Einschnitte erfolgt sind. Dies gehen allerdings nicht durch, so daß der Ultraschallschwinger einstückig bleibt, wie dies auch bei den vorangegangenen Ausführungen der Fall ist. Aufgrund der Einschnitte wird der Schwinger in unterschiedliche Bereiche, die allerdings zusammenhängen, aufgeteilt. Ein Entstehen von stehenden Wellen im Materi­ al wird behindert.In the embodiment according to FIG. 3 the circular shape has been kept in the beginning, but transverse shafts are now disturbed by the fact that irregular and not radial incisions have been made. However, this does not go through, so that the ultrasonic oscillator remains in one piece, as is the case with the previous explanations. Due to the incisions, the transducer is divided into different areas, which however are related. The formation of standing waves in the material is hindered.

Die bisher besprochenen Ausführungen können kombiniert werden. So kann beim Ultraschallschwinger 34 nach Fig. 1 durch Abbrechen und Verletzen der dort gezeigten geraden Kanten eine unregelmäßige Kantenform, wie sie Fig. 2 beschreibt, erhalten werden. Zusätzlich können Einschnitte 28 von den Kanten ins Innere erfolgen, wie sie Fig. 3 lehrt. Auch die Ausführun­ gen nach Fig. 2 und 3 können miteinander kombiniert werden, es kann also im Ausführungsbeispiel nach Fig. 2 durch eine Vielzahl von Schnit­ ten eine weitere Unterdrückung von Querwellen erhalten werden.The designs discussed so far can be combined. In the ultrasonic vibrator 34 according to FIG. 1, an irregular edge shape, as described in FIG. 2, can be obtained by breaking off and injuring the straight edges shown there. In addition, incisions 28 can be made from the edges into the interior, as taught in FIG. 3. Also, the Ausführun gene according to Fig. 2 and 3 can be combined, so it can in the embodiment of FIG. 2 by a plurality of Schnit th further suppression of transverse waves can be obtained.

Entscheidend ist in den Ausführungsbeispielen nach den Fig. 1 bis 3 stets, daß die Randlinie, die die beiden Hauptflächen 20, 22 begrenzt, mög­ lichst unregelmäßig ist, also keine insbesondere geradzahligen Perioden aufweist.The decisive factor in the exemplary embodiments according to FIGS. 1 to 3 is always that the edge line which delimits the two main surfaces 20 , 22 is as irregular as possible, that is to say does not have any even-numbered periods in particular.

Fig. 4 zeigt eine andere Ausführung. Wiederum ist ein ausgangsmäßig kreisförmiger Schwinger benutzt, der an seinen beiden Hauptflächen 20, 22 wieder mit Elektroden belegt ist. Diesmal ist er durch eine erste Schaar von zueinander parallelen Sägelinien und weiterhin durch eine zweite Schaar schräg hierzu verlaufender, paralleler Sägelinien in einzelne, un­ tereinander gleichgroße Parallelogrammteilchen zersägt worden. Um dies zu ermöglichen, ist er vorzugsweise ausgangsmäßig auf einen Träger aufge­ klebt worden, der allerdings nicht als Dämpfungskörper wirkt. Der Träger hat lediglich die Aufgabe, die später zersägten Teilchen in der Anordnung zusammenzuhalten, in der sie auch in unzersägter Form vorlagen. Auf diese Weise werden eine Vielzahl von Einzelschwingern 30 erreicht, die elektrisch jedoch so kontaktieren und miteinander verbunden waren, wie dies vor dem Sägen der Fall war. Die sehr vielen Einzelschwinger 30 nach Fig. 4 wirken also gemeinsam wie der ursprüngliche, unzerschnittene Schwinger. Durch die Schnittlinien ist lediglich eine kleine Flächenreduzierung erfolgt. Zwi­ schen den Einzelschwingern 30 bestehen Spalten 32, die ein Überkoppeln von Querwellen verhindern. Sie können mit Kunststoff gefüllt sein. Fig. 4 shows another embodiment. Again, an initially circular oscillator is used, which is again covered with electrodes on its two main surfaces 20 , 22 . This time it was sawn into individual parallelogram particles of equal size by a first pair of parallel saw lines and further by a second pair of parallel saw lines running at an angle to it. In order to make this possible, it has preferably been glued to a carrier as a starting point, but does not act as a damping body. The carrier only has the task of holding the later sawn particles together in the arrangement in which they were also present in unsawed form. In this way, a large number of individual oscillators 30 are reached, which, however, made electrical contact and were connected to one another as was the case before sawing. The very large number of individual oscillators 30 according to FIG. 4 thus act together like the original, uncut oscillator. Due to the cutting lines, there is only a small reduction in area. Between the individual vibrators 30 there are columns 32 which prevent cross-waves from being coupled. They can be filled with plastic.

Fig. 5 zeigt ein Blockschaltbild einer Ultraschallmeßeinrichtung der hier in Rede stehenden Art. Der Ultraschallschwinger 34 ist auf der rechten Seite der Figur dargestellt, er ist über zwei Leitungen mit einem Sende-/Empfangs­ schalter 36 verbunden. Dies ist durch einen Doppelpfeil gekenn­ zeichnet. Auf seiner rechten Seite ist die Ultraschallemission durch drei nach rechts weisende, kontinuierlich ausgezogene, V-förmige Pfeilspitzen dargestellt, der Empfang von Ultraschall-Echosignalen ist durch zwei ge­ strichelt eingezeichnete, in Gegenrichtung verlaufende Pfeilspitze darge­ stellt. Fig. 5 shows a block diagram of an ultrasonic measuring device of the type in question here. The ultrasonic vibrator 34 is shown on the right side of the figure, it is connected to a transmit / receive switch 36 via two lines. This is marked by a double arrow. On its right side, the ultrasound emission is represented by three to the right, continuously extended, V-shaped arrowheads, the reception of ultrasound echo signals is represented by two dashed arrowheads that run in the opposite direction.

Durch den Sende-/Empfangsschalter 36 wird mindestens einer der beiden Anschlußdrähte des Ultraschallschwingers 34 wechselseitig entweder mit einem Empfängerteil 38 oder mit einem Senderteil 40 verbunden. Beide sind als breitbandige Operationsverstärker ausgeführt. Sie sind mit einem Dopp­ lerbaustein 42 verbunden. Zu diesem gehört ein Digital/Analog-Konverter 44, der ein digital erzeugtes Sendesignal in eine analoge Spannung umsetzt, das vom Senderteil 40 verstärkt wird und am Ultraschallschwinger 34 an­ liegt. Weiterhin gehört zum Dopplerbaustein 44 ein Analog/Digital-Konver­ ter 46, der die vom Ultraschallschwinger 34 aufgenommenen Echosignale, die in elektrische Spannung wieder umgesetzt sind, nach Verstärken durch den Empfängerteil 38 digitalisiert. Der eigentliche Dopplerbaustein 42 und natürlich auch ein mit diesem verbundener Computer 48 arbeiten rein digi­ tal. Die Arbeitsweise des Dopplerbausteins 42 und des Computers 48 ist aus dem Stand der Technik bekannt.The transmit / receive switch 36 connects at least one of the two connecting wires of the ultrasonic transducer 34 to either a receiver part 38 or a transmitter part 40 . Both are designed as broadband operational amplifiers. You are connected to a double block 42 . This includes a digital / analog converter 44 , which converts a digitally generated transmission signal into an analog voltage, which is amplified by the transmitter part 40 and is connected to the ultrasonic oscillator 34 . Furthermore, the Doppler module 44 includes an analog / digital converter 46 , which digitizes the echo signals picked up by the ultrasonic oscillator 34 , which are converted back into electrical voltage, after amplification by the receiver part 38 . The actual Doppler module 42 and of course a computer 48 connected to it work purely digitally. The operation of the Doppler module 42 and the computer 48 is known from the prior art.

In den Fig. 6 bis 8 sind unterschiedliche Schallimpulse dargestellt, wie sie bei entsprechender Anregung des Ultraschallschwingers 34 von diesem abgegeben und beispielsweise durch einen hier nicht dargestellten Test­ schwinger mit angeschalteter Empfangselektronik empfangen werden kön­ nen. Mit dem in Fig. 5 gezeichneten Gerät kann man sie empfangen, wenn man dem Ultraschallschwinger eine reflektierende Platte gegenüberstellt.In Figs. 6 to 8 different sound pulses are shown as they are delivered at appropriate excitation of the ultrasonic vibrator 34 of the latter and received for example by a not shown test oscillator having been switched receive electronics NEN Kgs. With the device shown in FIG. 5, one can receive it by placing a reflecting plate opposite the ultrasonic vibrator.

Dargestellt in den Diagrammen nach den Fig. 6 bis 8 ist stets der Ver­ lauf der dem Ultraschallimpuls entsprechenden Spannung U in Volt, wie sie an dem erwähnten Testempfänger abgelesen werden kann, über der Zeit t in Sekunden. Die Anregung jedes einzelnen, jeweils durch einen Strich darge­ stellten Ultraschallimpulses erfolgt durch den Computer 48 dabei so, daß die Fouriertransformierte dieses Einzelimpulses erzeugt und dem Ultra­ schallschwinger 34 analog zugeführt wird. In einer vereinfachten Ausfüh­ rung können aber einfach Rechtecksignale oder Nadelpulse und dergleichen auf der elektrischen Seite eingesetzt werden.Is shown in the diagrams of FIGS. 6 to 8 always the course of the Ver corresponding to the ultrasonic pulse voltage U in volts, as can be read from the mentioned test receiver over the time t in seconds. The excitation of each individual, each represented by a line Darge presented ultrasonic pulse by the computer 48 so that the Fourier transform of this single pulse is generated and the ultra sound transducer 34 is supplied analog. In a simplified embodiment, however, square wave signals or needle pulses and the like can be used on the electrical side.

Wie Fig. 6 zeigt, wird eine erste Impulsanordnung, die hier aus vier sehr kurzzeitig hintereinander folgenden Einzelimpulsen gleicher Amplitude be­ steht, periodisch im Zeitabstand t1 erzeugt und abgesandt. Mit diesen Im­ pulsen der ersten Impulsanordnung 50 wird beispielsweise eine sich schnel­ ler bewegende Gewebegrenzfläche, z. B. eine Herzkammerwand, abgetastet.As shown in FIG. 6, a first pulse arrangement, which here consists of four individual pulses of the same amplitude which follow one another very briefly, is generated and sent periodically at time interval t1. With these pulses in the first pulse arrangement 50 , for example, a tissue interface that moves more quickly, e.g. B. a ventricular wall, scanned.

Zusätzlich werden Einzelimpulse mit etwas geringerer Amplitude als zweite Impulsanordnung 52 erzeugt, sie fallen etwa mittig zwischen zwei Impulsa­ nordnungen 50 der ersten Periode der Impulsanordnungen und haben eine geringere Wiederholfrequenz, die hier durch t2 gekennzeichnet ist. Danach liegen zwischen zwei zweiten Impulsanordnungen stets drei erste Impulsan­ ordnungen. In der Praxis kann das Verhältnis noch viel größer sein, bei­ spielsweise kann aller 50 erste Impulsanordnungen eine zweite Impulsan­ ordnung folgen. Mit den zweiten Impulsanordnungen 52 können langsamere Bewegungen von Gewebegrenzflächen, beispielsweise Wehen, erfaßt werden.In addition, individual pulses are generated with a slightly lower amplitude than the second pulse arrangement 52 , they fall approximately in the middle between two impulses 50 of the first period of the pulse arrangements and have a lower repetition frequency, which is characterized here by t2. Then there are always three first impulse arrangements between two second impulse arrangements. In practice, the ratio can be much larger, for example every 50 first pulse arrangements can be followed by a second pulse arrangement. With the second pulse arrangements 52 , slower movements of tissue interfaces, for example contractions, can be detected.

Fig. 7 zeigt, daß zunächst mit einer ersten Impulsanordnung 50 von je­ weils sieben Einzelimpulsen eingeschallt wird, beispielsweise um erst ein­ mal ein Ziel auffinden zu können. Die Periode ist t1. Wenn das Ziel gefun­ den ist, wird die Impulsanordnung verändert, in Fig. 7 ist dies darge­ stellt durch zwei weitere zweite Impulsanordnungen 52 mit jeweils nur zwei Einzelpulsen. Um die örtliche Auflösung weiter zu steigern, wird unter Bei­ behaltung der zeitlichen Periode anschließend noch eine dritte Impulsan­ ordnung 54 gewählt, die in Fig. 7 dargestellt ist durch einen Einzelpuls im rechten Bereich der Figur. Aus Fig. 7 ist ersichtlich, daß der erste Impuls jeder Impulsanordnung 50, 52, 54 jeweils t1 Sekunden hinter dem Erstimpuls der vorangegangenen Impulsanordnung 50, 52, 54 auftritt. Es wird also nur mit einer Periode gearbeitet. Fig. 7 shows that initially with a first pulse arrangement 50 of seven individual pulses each, for example in order to be able to find a target first. The period is t1. When the target is found, the pulse arrangement is changed, in FIG. 7 this is illustrated by two further second pulse arrangements 52 , each with only two individual pulses. In order to further increase the local resolution, a third pulse arrangement 54 is then selected while maintaining the time period, which is shown in FIG. 7 by a single pulse in the right-hand area of the figure. From Fig. 7 it can be seen that the first pulse of each pulse assembly 50, 52, 54, respectively 52 seconds t1, occurs after the initial pulse of the previous pulse arrangement 50, 54. So you only work with one period.

Ähnliches gilt in Fig. 8. Auch hier fallen periodisch in Zeitabständen t1 jeweils Impulse an, nämlich einerseits Impulse einer ersten Impulsanord­ nung 50 bestehend aus drei Einzelpulsen mit etwas geringerer Amplitude und eine zweite Impulsanordnung 52 bestehend aus einem Einzelpuls mit etwas höherer Spannung. Diese beiden Impulsanordnungen 50, 52 alternieren nun jedoch nicht, sondern auf drei zweite Impulsanordnungen 52 folgte eine erste Impulsanordnung 50. Anders ausgedrückt läuft die zweite Impulsan­ ordnung 52 periodisch mit der Periodenzeit t1 durch, nach im Ausführungs­ beispiel 3 ausgesandten zweiten Impulsanordnungen 52 wird jedoch deren Aussendung unterdrückt, also es wird die vierte Aussendung der zweiten Impulsanordnung unterdrückt, statt dessen wird eine erste Impulsanordnung 50 ausgesandt.The same applies in Fig. 8. Here, too, pulses occur periodically at time intervals t1, namely on the one hand pulses of a first pulse arrangement 50 consisting of three individual pulses with a slightly lower amplitude and a second pulse arrangement 52 consisting of a single pulse with slightly higher voltage. However, these two pulse arrangements 50 , 52 do not alternate, but three second pulse arrangements 52 are followed by a first pulse arrangement 50 . In other words, the second Impulsan running trim 52 periodically with the period of time t1 by, but whose emission is suppressed by the emitted in the execution, for example 3 second pulse arrangements 52, so it is suppressed, the fourth transmission of the second pulse arrangement, instead a first pulse assembly 50 is emitted.

Claims (10)

1. Ultraschallmeßeinrichtung für die Medizintechnik und bevorzugt für die fetale Analyse,
  • - mit einem Ultraschallschwinger (34), der aus einer flachen Scheibe aus keramischem, piezoelektrischem Material hergestellt ist, eine Fläche von mindestens einem Quadratzentimeter insgesamt aufweist und eine in seiner Abstrahlrichtung vorn liegende erste Elektrode auf einer Haupt­ fläche (20) und eine in seiner Abstrahlrichtung hinten liegende zweite Elektrode auf der zweiten Hauptfläche (22) aufweist,
  • - mit einem Senderteil (40), das mit dem Ultraschallschwinger (34) ver­ bunden ist und
  • - mit einem Empfängerteil (38), das ebenfalls mit dem Ultraschall­ schwinger (34) verbunden ist,
    dadurch gekennzeichnet, daß der Ultraschallschwinger (34) eine mög­ lichst unregelmäßige Form aufweist und/oder aus einer Vielzahl von kleinen Einzelschwingern (30) aufgebaut ist, deren erste Elektroden alle miteinander verbunden und deren zweite Elektroden alle miteinander verbunden sind.
1. ultrasonic measuring device for medical technology and preferably for fetal analysis,
  • - With an ultrasonic transducer ( 34 ), which is made of a flat disc made of ceramic, piezoelectric material, has an area of at least one square centimeter in total and a first electrode in its radiation direction at the front on a main surface ( 20 ) and one in its radiation direction second electrode on the second main surface ( 22 ),
  • - With a transmitter part ( 40 ), which is connected to the ultrasonic transducer ( 34 ) and
  • - With a receiver part ( 38 ), which is also connected to the ultrasonic transducer ( 34 ),
    characterized in that the ultrasonic vibrator ( 34 ) has an irregular shape as possible and / or is constructed from a large number of small individual vibrators ( 30 ), the first electrodes of which are all connected to one another and the second electrodes of which are all connected to one another.
2. Ultraschallmeßeinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Fläche des Ultraschallschwingers (34) mehr als drei, insbeson­ dere mehr als zwölf und vorzugsweise mehr als zwanzig Quadratzentime­ ter beträgt. 2. Ultrasonic measuring device according to claim 1, characterized in that the area of the ultrasonic vibrator ( 34 ) is more than three, in particular more than twelve and preferably more than twenty square centimeters ter. 3. Ultraschallmeßeinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der aus einer Vielzahl von Einzelschwingern (30) hergestellte Ul­ traschallschwinger (34) so aufgebaut ist, daß die kleinen Einzelschwin­ ger (30) dicht an dicht nebeneinander angeordnet sind und insbesondere benachbarte Einzelschwinger (30) nur durch die Breite eines Säge­ schnitts voneinander getrennt sind, daß der Abstand zwischen ihnen kleiner als fünf, insbesondere kleiner als drei Millimeter ist und daß sie sich auf einer regelmäßigen Fläche, insbesondere einer Ebene, be­ finden.3. Ultrasonic measuring device according to claim 1, characterized in that the ultrasonic transducer ( 34 ) made from a plurality of individual transducers ( 30 ) is constructed in such a way that the small individual transducers ( 30 ) are arranged close together and in particular adjacent individual transducers ( 30 ) are separated from each other only by the width of a saw, that the distance between them is less than five, in particular less than three millimeters, and that they are located on a regular surface, in particular a plane. 4. Ultraschallmeßeinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß bei einem Ultraschallschwinger (34) mit möglichst unregelmäßiger Form die Seitenlinien nicht parallel zueinander verlaufen, insbesondere daß der Ultraschallschwinger (34) eine Form eines regelmäßigen n-Ecks hat, wobei n eine ungerade, ganze Zahl ist.4. Ultrasonic measuring device according to claim 1, characterized in that in an ultrasonic transducer ( 34 ) with the most irregular shape possible, the side lines do not run parallel to one another, in particular that the ultrasonic transducer ( 34 ) has a shape of a regular n-corner, where n is an odd, whole Number is. 5. Ultraschallmeßeinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Senderteil (40) angesteuert wird über einen Computer (48), der mit dem Senderteil (40) über einen D/A-Wandler verbunden ist und daß der Empfängerteil (38) ausgangsseitig an den Computer (48) angeschlos­ sen ist, mit dem er über einen A/D-Wandler verbunden ist.5. Ultrasonic measuring device according to claim 1, characterized in that the transmitter part ( 40 ) is controlled via a computer ( 48 ) which is connected to the transmitter part ( 40 ) via a D / A converter and that the receiver part ( 38 ) on the output side the computer ( 48 ) is connected to which it is connected via an A / D converter. 6. Verwendung einer Ultraschallmeßeinrichtung
  • - mit einem Ultraschallschwinger (34), der aus einer flachen Scheibe aus keramischem, piezoelektrischem Material hergestellt ist, eine Fläche von mindestens einem Quadratzentimeter insgesamt aufweist, eine in seiner Abstrahlrichtung vorn liegende erste Elektrode auf einer Haupt­ fläche (20) und eine in seiner Abstrahlrichtung hinten liegende zweite Elektrode auf der zweiten Hauptfläche (22) aufweist, und der zur Un­ terdrückung von Querwellen im Ultraschallschwinger (34) eine möglichst unregelmäßige Form aufweist und/oder aus einer Vielzahl von kleinen Einzelschwingern (30) aufgebaut ist, deren erste Elektroden alle mitein­ ander verbunden und deren zweite Elektroden alle miteinander verbun­ den sind
  • - mit einem Senderteil (40), das mit dem Ultraschallschwinger (34) ver­ bunden ist und
  • - mit einem Empfängerteil (38), das ebenfalls mit dem Ultraschall­ schwinger (34) verbunden ist,
    für die Erfassung bewegter Gewebegrenzflächen in der Medizintechnik und bevorzugt in der fetalen Analyse.
6. Use of an ultrasonic measuring device
  • - With an ultrasonic transducer ( 34 ), which is made of a flat disc made of ceramic, piezoelectric material, has an area of at least one square centimeter in total, a front lying in its radiation direction first electrode on a main surface ( 20 ) and one in its radiation direction second electrode located on the second main surface ( 22 ), and which has the most irregular shape possible for the suppression of transverse waves in the ultrasonic oscillator ( 34 ) and / or is constructed from a large number of small individual oscillators ( 30 ), the first electrodes of which are all included connected and the second electrodes are all connected to each other
  • - With a transmitter part ( 40 ), which is connected to the ultrasonic transducer ( 34 ) and
  • - With a receiver part ( 38 ), which is also connected to the ultrasonic transducer ( 34 ),
    for the detection of moving tissue interfaces in medical technology and preferably in fetal analysis.
7. Verfahren zum Betreiben einer Ultraschallmeßeinrichtung für die Medi­ zintechnik und bevorzugt für die fetale Analyse mit einer Ultraschall­ meßeinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß von dem Ultraschallschwinger (34) periodisch einerseits eine erste Impulsanord­ nung (50) und andererseits eine zweite Impulsanordnung (52) abgesandt wird, die sich in der Wiederholfrequenz und in der Ausbildung von der ersten Impulsanordnung (50) unterscheidet, daß die beiden periodi­ schen Impulsanordnungen (50, 52) von dem Ultraschallschwinger (34) wieder empfangen werden und daß die Auswertung im Empfängerteil (38) so erfolgt, daß die empfangenen Echosignale nach Wiederholfre­ quenz und Ausbildung sortiert werden und die von den ersten Impulsa­ nordnungen (50) stammenden Signale getrennt von denjenigen der zwei­ ten Impulsanordnung (52) dargestellt werden.7. A method of operating an ultrasonic measuring device for medical technology and preferably for fetal analysis with an ultrasonic measuring device according to claim 1, characterized in that the ultrasonic vibrator ( 34 ) periodically on the one hand a first Impulsanord voltage ( 50 ) and on the other hand a second pulse arrangement ( 52 ) is sent, which differs in the repetition frequency and the design of the first pulse arrangement ( 50 ), that the two periodic rule arrangements ( 50 , 52 ) are received again by the ultrasonic oscillator ( 34 ) and that the evaluation in the receiver part ( 38 ) is carried out in such a way that the received echo signals are sorted by repetition frequency and training and the signals originating from the first pulses ( 50 ) are shown separately from those of the second pulse arrangement ( 52 ). 8. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß mit der er­ sten Impulsanordnung (50) eine schneller erfolgende Bewegung an einer Gewebegrenzfläche, beispielsweise eine Bewegung eines Teils eines Herzens, und daß mit der zweiten Impulsanordnung (52) eine langsame erfolgende Bewegung, zum Beispiel die Wehentätigkeit erfaßt wird.8. The method according to claim 6, characterized in that with the most pulse arrangement ( 50 ) a faster movement at a tissue interface, for example a movement of a part of a heart, and that with the second pulse arrangement ( 52 ) a slow movement to Example of contraction is recorded. 9. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß eine Impul­ sanordnung (50, 52, 54) einen Monoimpuls aufweist, der möglichst kurz ist und insbesondere nach einer Halbwelle deutlich abgeklungen ist.9. The method according to claim 6, characterized in that a pulse arrangement ( 50 , 52 , 54 ) has a mono pulse which is as short as possible and in particular has decayed significantly after a half-wave. 10. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Frequenz des Ultraschallschwingers (34) im Bereich zwischen 200 KHz und 8 MHz, insbesondere im Bereich von 1 bis 4 MHz liegt.10. The method according to claim 6, characterized in that the frequency of the ultrasonic vibrator ( 34 ) is in the range between 200 kHz and 8 MHz, in particular in the range of 1 to 4 MHz.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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DE19937479A1 (en) * 1999-08-07 2001-03-15 Bosch Gmbh Robert Ultrasonic sensor arrangement
US6310429B1 (en) * 1998-05-18 2001-10-30 Nortel Networks Limited Acoustic wave transducer device

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