DE2025794A1 - Aktives Meßglied mit mehreren elektroakustischen Wandlern für Ultraschall - Google Patents
Aktives Meßglied mit mehreren elektroakustischen Wandlern für UltraschallInfo
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Description
1A-37 918
■ zu der Patentanmeldung
P. HOPPMANN-LA ROCHE & CO. A.G,
BASEL, SCHWEIZ
betreffend
Aktives Meßglied mit mehreren elektroakustischen Wandlern für Ultraschall.
Die Erfindung betrifft ein aktives Meßglied mit mehreren elektroakustischen
Wandlern für Ultraschall zur Anwendung am menschlichen oder tierischen Körpern im Eahmen medizinische» Untersuchungen.
Pur biologische Untersuchungen unter Anwendung von Ultraschall
stehen verschiedene Untersuchungseinheiten zur Verfügung. Die
meisten dieser Einheiten werden von Hand am Körper gehalten oder an den Körper angedrückt. Sie sind groß und unhandlich und passen
sich nur schwer der Körperkrümmung an.
Außerdem hat sich herausgestellt, daß sich die meisten der bekannten
Geräte nicht in Verbindung mit einer pneumatischen Manschette oder einer ähnlichen Vorrichtung zur indirekten Blutdruckmessung
unter Anwendung von Ultraschall verwenden lassen. Bei dieser indirekten Blutdruckmessung wird die Bewegung der
Wandung einer Arterie t die sich unter äußerer Druckanwendung,
z.B. mittels einer aufblasbaren Manschette, abschnüren läßt, während des raschen Wechsels der Aikerie zwischen einer erweiterten
und einer verengten Stellung festgestellt. Dazu dient ein elektroakustischer Wandler für Ultraschall, kurz ein Ultraschallwandler,
der unter der Manschette dicht auf der Haut liegt und sowohl Ultraschallwellen abstrahlt als auch die im betreffenden
00 9 8 50/U89 - . - 2 -
Körperglied reflektierten Ultraschallwellen empfängt. Unter Anwendung
dieser Technik kann der systolische Blutdruck aus dem
äußeren Manschetten- oder Blasen-Druck in dem Moment "bestimmt
werden, in welchem die ursprünglich vollkommen abgeschnürte Arterie ihre erste Öffnungsbewegung macht. Ia entsprechender
Weise wird 'der diastolische Blutdruck aus dem Manschettendmck in dem Moment bestimmt, in welchem die Ahschnürung der Arterie
zu irgend einem Zeitpunkt des Herzzyklus aufhört. Die Veränderungen der Arterienwand-Stellung werden vorzugsweise unter
P Ausnutzung des Doppierffektes festgestellt, welcher besagt, daß die Frequenz der reflektierten Ultraschallwelle von der festen
Frequenz der erzeugenden Ultraschallwelle um einen Betrag abweicht, der der Geschwindigkeit einer bewegten Oberfläche, im
vorliegenden Fall der Arterienwand, proportional ist. Man könnte sagen, daß die reflektierte Ultraschallwelle entsprechend der
Geschwindigkeit derArterienwand frequenzenmoduliert ist ο
Es wurde nun festgestellt, daß es zur Erzielung von Daten, die
über die Bewegung einer Arterienwand zuverlässig Auskunft geben, nicht genügt, einfach einen Ultraschallwandler unter der Manschette
anzuordnen. Dies liegt daran, daß die Lage und Größe einer Arterie, z.B. der Brachialis im menschlichen Arm, von Person
zu Person unterschiedlich ist. Außerdem ist der Armdurchmesser bei keinem Patienten gleich.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein aktives Meßglied mit mehreren Ultraschallwandlern zu schaffen, mit dessen
Hilfe sich zuverlässige Blutdruckmessungen für einen großen Bereich verschiedener Körperabmessungen, z.B. verschiedener Armdurchmesser,
durchführen lassen.
Ein diese Aufgabe lösendes Meßglied kennzeichnet sich erfindungsgemäß
durch eine mit aufgedruckten, elektrischen Schaltungen versehene elastische leiterplatte von ungefähr rechteckigem
länglichen Format, die eine Krümmung in Längsrichtung
009850/U89 - 3 -
besitzt und mit welcher mehrere in Längsrichtung der Leiterplatte im Abstand voneinander angeordnete Ultraachallwandler
elektrisch und mechanisch verbunden sind.
Das erfindungsgemäße Me 6 glied stellt eine kompakte und leicht
zu handhabende Baueinheit dar, die sich aufgrund der vorgeformten Krümmung und der Flexibilität der Leiterplatte leicht
und ohne größere Verbiegung der Krümmung eines Armes, an den sie angelegt ist, anpaßt. Dabei treten außerdem nur sehr geringe
mechanische Spannungen zwischen der Leiterplatte, den Wandlern und einem vorzugsweise noch vorgesehenen elektrisch isolierenden
Überzug für die Leiterplatte und die Wandler auf, wodurch die Zuverlässigkeit und die Lebensdauer der Baueinheit insgesamt
erhöht wird. Dabei spielen die sehr unterschiedlichen Durchmesser z.B. von menschlichen Armen keine Rolle, da sich die
Krümmung der Leiterplatte wegen der Flexibilität ändern kann.
Bei einer bevorzugten Ausbildungsform umfaßt jeder Ultraschallwandler
ein Wandlerelement, an welchem eine elektrisch isolierende Ultraschallinse befestigt ist. Der elektrisch isolierende,
flexible Überzug für die Leiterplatte und die Wandlerelemeate besitzt dann am besten eine längliche, die Ultraschallinsen
freilassende Aussparung. Durch diese Ausbildung sind sich z.B. in den Arm eindrückende Vorsprünge vermieden, während andererseits
die abschnürenden Eigenschaften der Manschetten praktisch nicht beeinträchtigt werden. Außerdem kann eine Paste, welche
eine gute Ultraschall-Kopplung zwischen den Wandlern und z.B. einem Arm bewirkt, in die Aussparung eingebracht werden. Dies
hat den Vorteil, daß die Paste bei höherem Manschettendruck nicht seitlich herausgequetscht wird.
Dadurch, daß die Oberseiten der Wandlerelemente, die z.B. piezoelektrische Kristalle sein können, gegenüber dem Patienten
durch die Ultraschallinsen isoliert sind, und dadurch, daß der
009850/U89 " 4 '
Rest der Baueinheit in einer nicht leitenden Vergußmasse eingebettet
ist, kann mit Sicherheit kein elektrisches Bauelement mit dem Patient in Kontakt kommen. Mit anderen Worten ist die
gesamte Baueinheit einschließlich der Ultraschallinsen so isoliert,
daß auch die Gefahr der Übertragung kleinster Ströme auf den Patienten vermieden ist.
Ultraschallinsen in Verbindung mit Wandlerelementen in Form piezoelektrischer Kristalletesfcehen vorzugsweise aus einem kera-
w mischen Material, dessen thermischer Ausdehnungskoeffizient demjenigen
der zugeordneten Kristalle gleicht und in dem die Ultraschallgeschwindigkeit im Vergleich zum Körpergewebe hoch ist.
Dadurch erhält man einerseits ein Meßglied mit optimalem Wirkungsgrad und verkleinert andererseits die mechanischen Spannungen
noch weiter.
Besonders zweckmäßig ist eine Ausbildung der Ultraschallinsen
als Gehäuse mit einer den zugeordneten Kristall aufnehmenden Ausnehmung.
Wenn jedes Wandlerelement an einem elektrisch isolierenden, auf die Leiterplatte aufgeklebten Zwischenträger befestigt wird,
ist die Gefahr eines elektrischen Kurzschlusses auf der Unterseite der Kristalle besonders gering. Andere Weiterbildungen
der Erfindung sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet.
Die Erfindung ist mit weiteren vorteilhaften Einzelheiten im folgenden anhand schematischer Zeichnungen an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert. E8 zeigern
Figur 1 eine isOmetrische Ansicht eines Me ß gliedes nach der
Erfindung,
Figur 2 einen längs der Linie 2-2 in Figur 1 abgeschnittenen Teil des Me β gliedes,
009850/U8 9 - - 5 -
Figur 3 einen Schnitt längs der linie 3-3 in Figur 1,
Figur 4 eine schematische Darstellung der Führung der elektrischen
Leiter auf der Leiterplatte des Meßgliedes,
Figur 5 eine Draufsicht auf das noch nicht mit einer Vergußmasse versehene Meßglied, ·
Figur 6 einen Schnitt längs der Linie 6-6 in Figur 5>
Figur 7 die isometrische Ansicht einer abgewandelten, alternativ verwendbaren Ultraschalllinse für das Meßglied,
Figur 7A einen Schnitt längs der Linie 7A-7A in Figur 7,
Figur 8 eine isometrische Darstellung einer abgewandelten Ausführungsform
eines Ultraschallwandlers für das Meßglied,
Figur 9 einen Schnitt längs der Linie 9-9 in Figur 8,
Figur 10 die schematische Darstellung des Meßgliedes in Anwendung
an einem menschlichen Arm unAer... einer Druck-Manschette,
Figur 11 einen Schnitt längs der Linie 11-11 in Figur 10,
Figur 12 einen schematisierten Längsschnitt durch eine aufgrund äußerer Druckanwendung abgeschnürte Arterie.
Die Figuren 1 bis 3 zeigen eine bevorzugte Ausbildungsform eines erfindungsgemäßen Meßgliedes 21. Dieses besitzt eine in eine
Oberfläche eingelassene Ausnehmung 22, welche mehrere freiliegende
Ultrasohalllinsen enthält, die jeweils zu einem Ultraschallwandler 25 bis 29 gehören. Die Ultraschallwandler sind mit jeweils
gleichem Abstand zueinander angeordnet und dienen zur gerichteten Abstrahlung von.Ultraschallenergie sowie zum
0098507U89
reflektierter Ultraschallenergie.
Die Ultraschallwandler 25 - 29 sind von einer flexiblen Leiterplatte
24 für eine gedruckte Schaltung getragen und umfassen jeweils ein Wandlerelement.31, welches über einen separaten
Zwischenträger 31 mit der Leiterplatte 24 verbunden ist und an welchem seinerseits die UltraschaBLinse 30 befestigt ist. Die
Leiterplatte und die Ultraschallwandler sind in gezeigter Weise in einer flexiblen oder semiflexiblen Vergußmasse 33 eingebettet
beziehungsweise von dieser bedeckt, wobei lediglich die UltraschaULinsen
30 freigelassen sind. Die durch die Vergußmasse gebildete glatte Oberfläche liegt in der gleichen Ebene wie die
stärksten Erhebungen der Ultraschallinsen 30. Die elektrische Verbindung von und zum Me. ß glied bzw. von und zur Wandler-Bau···
einheit und deren Kristalle 31 stellt ein Kabel 34 her.
Figur 3 zeigt die normale, eine vorgeformte Krümmung aufweisende Gestalt des Meßgliedes vor der Befestigung der Kristalle, durch
welche sichergestellt ist, daß das Me ß glied bei Anwendung an einer gekrümmten Körperfläche nur minimal gebogen werden muß.
Ohne die vorgeformte Krümmung müßte die Anordnung, wenn sie an den Körper angedrückt wird, zur Anpassung an die Krümmung des
Körpers von einem flachen Zustand in einen gekrümmten Zustand verformt werden. Dadurch würde die Stellung der Ultraschallwandler
25 - 29 stark verändert und entsprechend auch die Art und Richtung der Energieübertragung beeinflußt, was die Zuverlässigkeit des aktiven Meßgliedes als Eingangsglied eines bestimmten
Systems herabsetzen würde.
Aus !Figur 3 sind außerdem mehrere Einbuchtungen 35 in der Vergußmasse
jeweils zwischen benachbarten Ultraschallwandlern ersichtlich. Eine solche Ausbildung dient einem dreifachen Zweck,
nämlich der Verringerung der Ultraschall-Querkopplung, der Verkleinerung der mechanischen Spannungen in der Verkittung der
Ultra s enamins en 30 und in der Vergußmasse und zur Aufnahme
einer Paste für die Ultraschall-Kopplung, welche üblicherweise
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— 7 —
als Zwischenmedium bei der übertragung von Ultraschallenergie
von bzw. zu einem Patienten benutzt wird, in den Einbuchtungen 35 und der Ausnehmung 22.
Die elektrische Leitungsführung im Messglied ist aus Figur 4
ersichtlich. Das Kabel 34 umfaßt zwei einzeln abgeschirmte Leitungen
36und 37 (alternativ kann auch ein einziges Koaxialkabel mit gemeinsamer Masse benutzt werden), die mit einer gedruckten
Schaltung auf beiden Plachseiten 24' und 24 " der Leiterplatte
verbunden sind. Auf der Vorderseite 24' der Leiterplatte sind
die Stellen der Empfänger- und Sender-Kristalle zur Vereinfachung mit R bzw. mit T bezeichnet. Leitungszüge 38 und 39 auf der
Vorderseite für Signale mit Potential gegen Masse sind in Serie mit den Empfänger-Kristallen der Ultraschallwandler 25, 27 und
29 bzw. mit den Sender-Kristallen der Ultraschallwandler 26 und 28 verbunden. Die Leitungsführung ist so getroffen, daß die
Empfänger- und Sender-Kristalle voneinander getrennt sind und mit Masse über Leitungszüge 41 bzw 43 auf beiden Seiten der
Leiterplatte verbunden sind. Die Leitungszüge 41 auf beiden
Plachseiten sind über Leiter 42 und die Leitungszüge 43 auf beiden Plachseiten sind über Leiter 44 untereinander verbunden.
Alternativ kann auch eine gemeinsame Masseverbindung vorgesehen sein. Die Seele der Leitung 36 ist mit dem Leitungszug 38 verbunden,
während die Abschirmung mit dem Leitungszug 41 in Verbindung steht.Entsprechend ist die Seele der Leitung 37 mit dem
Leitungszug 39 und ihrer Abschirmung mit dem Leitungszug 43
verbunden.
Bei der beschriebenen Ausführungsform sind getrennte Senderund Empfänger-Wandler abwechselnd entlang der Längsachse der
Leiterplatte angeordnet. Es kann aber auch vorteilhaft sein, gemeinsame Sender- und Empfänger-Wandler zu benutzen. In einem
solchen Pail ist natürlich nur ein Leitungszug auf der Leiterplatte
für ein Signal mit Potential gegen Masse erforderlich.
009850/ U8 9
In den Figuren 5 und 6 ist das Meßglied ohne die umschließende Vergußmasse 33 gezeigt. Die Leitungszüge 38 und 39 sind mittels
Hochfrequenz-Abschirmteilen 45 bzw. 46 abgeschirmt, welche jeweils aus einer Isolierschicht 47, z.B. aus Fiberglas, bestehen,
welche mit einem Kupferüberzug 48 plattiert ist. Die Abschirmteile
sind mittels eines Bindemittels 49 an der Leiterplatte so befestigt, daß sie die benachbarten, mit Masse verbundenen
Leitungszüge 41 bzw. 43 überlappen. Das Hochfrequenz-Abschirmteil 45 ist mit dem Leitungszug 41 mittels eines Leiterstreifens 51
verbunden, während das Hochfrequenz-Abschirmteil 46 in entsprechender Weise mit dem Leitungszug 43 über einen Leiterstreifen
verbunden ist.
Die Leiterplatte besteht im wesentlichen aus einem nicht leitenden,
flexiblen Teil 53 f das aus Fiberglas oder aus einem
anderen geeigneten Material hergestellt und auf beiden Seiten mit einer dünnen Schicht eines leitfähigen Materials, z.B. aus
Kupfer, plattiert ist. Die Leiterplatte ermöglicht einen guten elektrischen Kontakt mit den Kristallen selbst dann, wenn die
Leiterplatte beträchtlich gebogen ist. Dadurch wird die Zuverlässigkeit erhöht. Bevor die Wandler befestigt werden, wird die
Leiterplatte bestimmten mechanischen Spannungen unterworfen und dadurch in die gewünschte Gestalt gebracht. Dabei ändert sich
die auf beiden Seiten befestigte Kupferschicht und ermöglicht die Beibehaltung der gekrümmten Gestalt der Leiterplatte als
Normalzustand. Die anschließend aufgebrachte Vergußmasse 33 trägt ebenfalls zur Aufrechterhaltung der gekrümmten Gestalt
bei.
Die einzelnen Ultiraschallwandler eind untereinander gleich aus
gebildet. Ihr piezoelektrischer Kristall besteht z.B. aus Bleizirkonattitanat und hat die gewünschte Resonanzfrequenz. Der
Kristall ist auf beiden Seiten in nicht gezeigter Weise mit feinen Silberablagerungen beschichtet, über die die elektrische
Verbindung erfolgt. Mit seiner Unterseite ist der Kristall 31
009850/U89 „ 9 _
auf einen Zwischenträger 32 aufgekittet, der den Kristall vor
Kurzschluß schützt. Der Zwischenträger ist zu diesem Zweck aus einem nicht leitenden Material, z.B. aus Fiberglas hergestellt
und auf seiner Unterseite mit einer dünnen Metallschicht versehen,
die ein problemloses Anlöten des Zwischenträgers an der leiterplatte ermöglicht. ·
Es wurde festgestellt, daß es für die Arbeitsweise des erfindungsgemäßen
Meßgliedes wesentlich auf die Ausbildung der Ultraschalllinse für den Kristall ankommt. Das Linsenmaterial muß
bestimmte Eigenschaften haben, Dazu gehört, daß die physikalischen Daten demjenigen des Kristallmaterials bzw. des piezoelektrischen
Materials gleichen, damit die Auswirkungen äußerer Spannungen und Dehnungen einschließlich der thermischen Ausdehnung
herabgesetzt sind. Im Material soll außerdem die Ultraschallgeschwindigkeit hoch sein, damit sich eine gute Strahlablenkung
vom Kristall ergibt. Schließlich soll das Material für die Ultraschalllinsen ein guter elektrischer Isolator sein. Eine
gleiche oder nahezu gleiche thermische Ausdehnung ist notwendig, damit bei Themperaturschwankungen keine übermäßigen Spannungen
im Kristall auftreten und eine gute Verbindung zwischen dem Kristall und Ultraschalllinse erhalten bleibt. Eine im Vergleich
zum Körpergewebe hohe Ultraschallgeschwindigkeit in . der Linse, ergibt die gewünschte, maximale Strahlspreizung am Übergang von
der Linse zum Körpergewebe. Es wurde festgestellt, daß sich Linsen aus keramischen Material und aus Glas am besten eignen.
Besonders günstige Eigenschaften hat z.B. Aluminiumoxid (Al O„).
Ultraschalllinsen aus Aluminiumoxid sind mechanisch fest, metal^lisierbar
und chemisch inert, so daß sie von einer Paste zur Ultraschall-Kopplung und von Reinigungsmitteln, z.B. von Alkohol,
nicht angegriffen werden.
Das um den Arm herumgelegte und angeschaltete Meßglied gibt die ültraschallenergie in einem .keilförmigen Strahl ab. Eine dazu
geeignete Gestalt der Linsen ist am besten aus den !Figuren 1, 3
und 5 ersichtlich. Dort hat jede Linse eine konvexe Krümmung
GÖ9850/U89" . -10-
202579Λ - ίο -
in Richtung ihrer Breite, so daß die vom Kristall abgegebene Ultraschallenergie durch Brechung am Linsen-Haut-Übergang gestreut
wird. Außerdem wild der reflektierte Anteil der gestreuten Energie beim Empfang aufgrund der konvexen Krümmung fokussiert.
Da flache Ultraschallwandler den Ultraschall von Natur aus als Parallelstrahlbündel abgeben, und da die Ultraschalllinsen entweder eine ebene oder eine in Richtung ihrer Länge konkav ge-.
krümmte Oberfläche besitzen, ist die Streuung der Ultraschall-™
ernergie in Richtung quer zur Längsachse des Meßgliedes auf einen sehr schmalen Bereich des Armes begrenzt.
Eine andere für den gewünschten Zweck besonders geeignete Gestalt der Linsen ist in den Figuren 7 und 7A gezeigt. Dort besitzt
die Linse in Bereich einer eingesenkten Außenfläche 54 sowie eine konvexe als auch eine konkave Krümmung. Diese Gestalt
hat den Vorteil, daß die Ultraschallabstrahlung zur Seite, bezogen auf die Längsrichtung, noch weiter verringert ist und
das z.B. auf eine Arterie treffende Ultraschallbündel noch schmaler ist. Dabei wird die Energiekonzentration in der Mitte
erhöht und dadurch die Genauigkeit der Erkennung der Bewegung der Arterienwand verbessert. -
Die Ultraschalllinse 50 kann auf den Kristall 31 aufgeklebt sein.
Eine andere Form der Verbindung zwischen Kristall und Linse ist in den Figuren 8 und 9 gezeigt. Hier besitzt die elektrisch
nicht leitfähige Linse 55 in der Rückseite eine rechteckige Ausnehmung 56 und bildet dadurch ein Gehäuse für einen in die Ausnehmung
eingesetzten Kristall 57·. Dieser liegt vertieft in der Ausnehmung 56, so daß zwischen dem Kristall und der Leiterplatte
24 noch Platz für ein Isolierteil 58 z.B. au3 Silikon, Kunstharz oder einem anderen geeigneten Material freibleibt. An der
unteren Umfangskante 59 ist die Linse 55 mit der Leiterplatte
24 verlötet, Die elektrische Verbindung des Kristallea 57 mit dar Schaltung auf der Leiterplatte erfolgt über Leiterstreifen
61 die durch eine Aussparung 62 in der Leiterplatte hlndurchge-
0098S0/U89. ■ V1
führt und mit den entsprechenden Punkten'der Schaltung verbunden
eind.
In den Figuren 10 und 11 ist die Anwendung des Meßgliedes 21 •in Verbindung mit einer Üblichen, aufblasbaren Manschette 63
gezeigt. Die strichpunktiert angedeutete Manschette ist um einen Arm 64 zum Zwecke der eingangs erläuterten Blutdruckmessung mit
Ultraschall unter Ausnutzung des Doppler-Effektes herumgelegt.
Die dabei auftretende, eingangs erwähnte öffnungs- und Schließbewegung
der Arterienwand findet in dem Armabschnitt unter der Manschette statt. Entsprechend wird das vorgekrümmte Meßglied
21 zwischen der Manschette und dem Arm so angeordnet, daß es mit seiner Längsrichtung dem Armumfang folgt und den Arm
teilweise umschließt. Wenn dann der Manschettendruck erhöht wird, verbiegt sich das Meßglied wegen der ursprünglich vorgegebenen
Krümmung der Leiterplatte nur ganz minimax^'praktisch
unabhängig vom jeweiligen Armdurchmesser·
Die Anregung der Kristalle 31 der Ultraschallwandler 26 und 28 durch Anschluß an einen geeigneten OszüLator über das Kabel 34
führt zur Abgabe von Ultraschallenergie, die mittels der Ultraschalllinsen
30 zu einem in den Arm eindringenden Strahlenbündel von der in den Figuren 10 und 11 gezeigten Gestalt zusammengefaßt
ist, bei welcher das Bündel in Längsrichtung des Armes eine geringe Ausdehnung 65 und in Querrichtung dazu eine breite
Streuung 66 hat. Bei einer solchen Gestalt des Strahlenbündels ist es wahrscheinlich, daß das Strahlenbündel schon nach der
ersten Ausrichtung des Meßgliedes am Arm ohne weiteres die Arterie erfaßt. Das bedeutet, daß die Ausrichtung des Meßgliedes
am Arm nicht kritisch ist und nur selten nochmals geändert werden braucht. Der Abstand zwischen den einzelnen Wandlern 25 bis 29
ist entsprechend der erzielbaren Strahlstreuung so gewählt, daß sich die Ultraschallausstrahlung nahe an der Oberfläche der
Linsen überlappt. Der reflektierte Anteil der auf die Arterie
009850/U89. - 12 -
gerichteten Ultraschallenergie wird mittels der Ultraschallwandler
25, 27 und 29 aufgefangen.
Der mit einem schmalen Strahlenbündel erzielbare Vorteil
ist ohne weiteres aus Fig. 12 entnehmbar. Ein schmales Strahlenbündel
verkleinert den Fehler, der aus der Abtastung der Wandbewegung des nur teilweise abgeschnürten Arterienabßchnittes
67 herrührt. Da sich im Vergleich zu diesen der vollständig abgeschnürte Abschnitt 68 mit größerer Geschwindigkeit
bewegt, führt das schmalere Strahlenbündel zu ausgeprägteren Doppler-Signalen.
Natürlich hängt die genaue Anzahl der tatsächlich zu verwendenden Ultraschallwandler von der Größe der Kristalle
und dem am Arm zu überdeckenden Gebiet ab. Für die oben beschriebene Ausführungsform wurde festgestellt, daß eine Bedeckung
von drei Vierteln des inneren Gebietes eines durchschnittlichen Armes als Minimum durchaus zufriedenstellend
ist.
69I¥
- 13 -
009850/U 89.
Claims (9)
- Patentansprüche\.) Aktives Meßglied mit mehreren elektroakustisch^ Wandlern für Ultraschall zur Anwendung an menschlichem oder tierischem Körper im Rahmen medizinischer Untersuchungen, gekennzeichnet durch eine mit aufgedruckten elektrischen Schaltungen (38, 39, 41, 43) versehene elastische Leiterplatte (24) von ungefähr rechteckigem, länglichem Porraat, die eine Krümmung in Längsrichtung besitzt una mit welcher mehrere in Längsrichtung der Leiterplatte im Abstand voneinander angeordnete Ultraschallwandler (25 bis 29) elektrisch und mechanisch verbunden sind.
- 2. Meßglied nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Ultraschallwandler (25 bis 29) ein Wandlerelement (31, 57)umfaßt, an welchem eine elektrisch isolierende, Ultraschalllinse (30, 55) befestigt ist.
- 3. Meßglied nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Leiterplatte (24) und die Wandlerelemente (25 bis 29) in einem elektrisch isolierenden, flexiblen Überzug (33) eingebettet sind, welcher eine längliche, die Ultraschalllinsen (30, 55) freilassende Aussparung (22) besitzt.
- 4. Meßglied nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Überzug (33) in der Umgebung der Aussparung (22) eine glatte, in der Ebene der stärksten Erhebung der Ultraschallinsen (30, 55) liegende Oberfläche besitzt.-H-009850/ U89
- 5. Meßglied nach Anspruch 2, 3 oder 4, dadurch g e kennzeichnet, daß die Wandlerelemente piezoelektrische Kristalle (31, 57) sind und daß die Ultraschalllinsen (30, 55) aus einem keramischen Material bestehen, dessen thermischerAusdehüungkoeffizient demjenigen des zugeordneten Kristalles gleicht und in dem die Ultraschallgeschwindigkeit im Vergleich zu Körpergewebe hoch ist.
- 6. Meßglied nach Anspruch 5, dadurch gekennzeich net, daß das keramische Material Aluminiumoxid (A^O*) ist.
- 7. Meßglied nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß jede Ultraschallinse (55) als Gehäuse mit einer den zugeordneten Kristall(57) aufnehmenden Ausnehmung (56) ausgebildet ist.
- 8. Meßglied nach einem der Ansprüche 2 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß jedes Wandlerelement (31, 57) an einem elektrisch isolierenden, auf die Leiterplatte (24) aufgeklebten Zwischenträger (32, 58) befestigt ist.
- 9. Meßglied nach einem der Ansprüche 2 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Ultraschalllinsen (55) eine in Längsrichtung der Leiterplatte (24)konvex und in Querrichtung konkav gekrümmte Außenfläche (54) besitzen.697400985 0/H 89Leerseite
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