DE2159130B2 - Ultraschall-Dopplergerät - Google Patents

Description

6. Ultraschall-Dopplergerät nach Anspruch 5, gekennzeichnet durch Schaltmittel (24) für die wahlweise Umschaltung des Oszillators (28) auf das eine oder andere Richtungssignal (Di odtr Dt)

Die Erfindung bezieht sich auf ein Ultraschall-Dopplergerät zum Erfassen der Bewegung von Medien, insbesondere von strömendem Blut in Blutgefäßen, mit Anzeigemitteln für die Dopplersignale sowie einem Signalerzeuger, welcher für entgegengesetzte Bewegungsrichtungen des Mediums unterschiedliche, der jeweiligen Richtung zugeordnete Richtungssigriale erzeugt. Unter dem Begriff »unterschiedliche Richtungssignale« soll dabei beispielsweise verstanden werden, daß die Signale sich z. B. in der Amplitude, Frequenz, Polarität od. dgl. voneinander unterscheiden. Es soll aber auch darunter verstanden werden, daß gegebenenfalls gleichartige Signale an getrennten Ausgängen erzeugt werden, wobei das Auftreten eines Signals an einem bestimmten Ausgang das Kriterium für die jeweilige Bewegungsrichtung des Mediums darstellt.

Geräte der genannten Art (sogenannte richtungsanzdgende Dopplergeräte) werden in der Medizin häufig zum Messen der Strömungsgeschwindigkeit sowie der Strömungsrichtung von Blut in Blutgefäßen verwendet. Bekannte Geräte enthalten dabei einen Schreiber, dessen Schreibstift in Abhängigkeit von den Richtungssignalen in entgegengesetzten Richtungen ausgelenkt wird, z. B. bei Richtungssignalen für die positive Strömungsrichtung über die Nullinie und bei Signalen für die negative Strömungsrichtung unter die Nullinie des Schreibers. Aus der Auslenkrichtung des Schreibstifts ergibt sich somit unmittelbar die Strömungsrichtung des Bluts, die Auslenkamplitude des Schreibstifts hingegen ist ein unmittelbares Maß für die Strömungsge-Echwindigkeit. „ · , .

Die Verwendung eines Schreibers allein als Anzeigemittel für die Strömungsrichtung von Blut in Blutgefäßen hat gewisse Nachteile. In der Praxis kommt es beispielsweise recht häufig vor, daß der untersuchende Arzt möglichst rasch ein Blutgefäß mit einer ganz bestimmten Strömungsrichtung des Bluts auffinden will, z. B. zum Zwecke einer raschen Injektion eines Medikaments, Kontrastmittels od. dgl. Das Aufsuchen eines solchen Gefäßes erfordert bei den bekannten Geräten eine dauernde Beobachtung des Schreibers durch den Untersucher. Diese Aufgabe zusätzlich zu seiner Arbeit am Patienten stellt nicht unerhebliche Anforderungen an die Konzentrationsfähigkeit des Untersuchers. Infolgedessen wird der Untersucher durch die Beobachtung des Schreibers von seiner eigentlichen Arbeit am Patienten abgelenkt, was wiederum das rasche Auffinden des Gefäßes beeinträchtigt. Ein weiterer Nachteil ergibt sich, wenn der Untersucher wünscht, daß erst nach Orten eines Blutgefäßes mit einer bestimmten Blutstromrichtung das Strömungssignal am Schreiber aufgezeichnet werden soll, z. B. aus Gründen einer einfacheren Auswertung des geschriebenen Signals oder um beispielsweise lediglich Schreibpapier zu sparen. Der Meßablauf in einer solchen zeitlichen Reihenfolge ist mit den bekannten Geräten praktisch nicht durchrührbar, weil das Erkennen der jeweils vorliegenden Strömungsrichtung lediglich an Hand des Schreibers selbst vorgenommen werden kann, d. h. der Schreiber während der Ortung schon eingeschaltet sein muß.

Aufgabe der Erfindung ist es, die genannten Nachteile zu beseitigen, d. h. ein Gerät der eingangs genannten Art anzugeben, welches unabhängig von einem Schreiber ein rasches Erfassen der Bewegung eines strömenden Mediums mit einer bestimmten Strömungsrichtung erlaubt und die Strömungsrichtung unabhängig von der Strömungsgeschwindigkeit, vorzugsweise akustisch, erkennbar macht.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch eine Einrichtung die Steuerung der Anzeigemittel in Abhängigkeit von den Richtungssignalen im Sinne der Erzeugung akustischer Richtungsanzeigen zusätzlich zu der Anzeige der Dopplersignale.

Bei dem erfindungsgemäßen Dopplergerät ist somit erreicht, daß der Untersucher auch ohne Zuhilfenahme eines Schreibers die Strömungsrichtung eines bewegten Mediums, also z. B. von Blut in einem erfaßten Gefäß, sofort erkennen kann. Da die Richtungsanzeige akustisch geschieht, kann sich der Untersucher im Falle der Blutgefäßortung voll auf den Patienten konzentrieren. Das gewünschte Gefäß kann somit erheblich rascher gefunden werden und die Anforderungen an die Konzentrationsfähigkeit des Untersuchers sind geringer. Die eventuelle Einschaltung eines Schreibers kann zu einem beliebigen Zeitpunkt erfolgen, also z. B. schon während des Ortungsvorgangs oder erst nach bereits erfolgter Ortung des gewünschten Gefäßes.

In einer speziellen Ausbildung der Erfindung kann für jede Bewegungsrichtung eine eigene akustische Richtungsanzeige vorgesehen werden. Im allgemeinen reicht es jedoch aus, wenn lediglich eine Bewegungsrichtung akustisch angezeigt wird. Eine solche Richtungsanzeige erhält man beispielsweise durch einen Richtungskennton, z. B. 500-Hz-Brumm, der einer aku-

stischen Anzeige der Dopplersignale überlagert wird. Zur Erzeugung des Richtungskenntons ist zweckmäßig ein Oszillator vorgesehen, der durch da? jeweilige zugeordnete Richtungssignal bei dessen Auftreten an die akustischen Anzeigemittel angeschaltet wird.

Weitere Vorteile der Erfindung werden an Hand einer Figur, welche ein Ausführungsbeispiel der Erfindung im Prinzipschaltbild darstellt, im folgenden näher erläutert.

Das dargestellte Gerät dient insbesondere zum Erfassen von Bluiströmungen in Blutgefäßen.

In der Figur ist mit 1 ein aus einem Ultraschallsender 2 sowie einem Uliraschallempfänger 3 bestehendes Ultraschall-Sende-Empfangssystem bezeichnet. Der Sender 2 sowie der Empfänger 3 bestehen in der dargestellten Form aus zwei nebeneinander angeordneten piezoelektrischen Kristallplättchen. Selbstverständlich kann auch ein einziger, wechselweise ais Sender und Empfänger arbeitender Kristall verwendet werden.

Der Ultraschallsender 2 wird von einem Hochfrequenzsender 4 mit der Frequenz/b (5 MHz) gespeist. Die Signale des Senders 4 werden ferner in der Phase unverschoben einem ersten Summierglied 5 sowie in der Phase um den Winkel α = -90° verschoben einem zweiten Summierglied 6 zugeführt. Die Phasenverschiebung geschieht mittels eines dem Sender 4 nachgeschalteten Phasenschiebers 7.

Die vom Ultraschallempfänger 3 kommenden Signale (reflektierte Ultraschallwellen) werden in einem Hochfrequenzverstärker 8 verstärkt und anschließend zur Überlagerung mit dem jeweiligen phasenverschobenen bzw. nicht phasenverschobenen Sendesignal ebenfalls den Summiergliedern 5 bzw. 6 zugeführt. Jedem Summierglied 5 bzw. 6 ist ein Demodulator 9 bzw.

10 nachgeschaltet, an deren Ausgängen getrennte Dopplersignale Di bzw. Di auftreten, wenn die Empfangssignale vom strömenden Blut stammen. Das Dopplersignal Di ist dabei gegenüber dem Dopplersignal Di bei positiver Strömungsrichtung des Bluts um den Winkel +90° und bei negativer Strömungsrichtung um den Winkel —90° phasenverschoben.

Das Dopplersignal D\ wird über eine Entkoppelstufe

11 sowie einen Niederfrequenzverstärker 12 einem Lautsprecher 13 zur akustischen Anzeige (Strömungsgeräusch) zugeführt. Zum Zwecke der Erzeugung von die Strömungsrichtung anzeigenden elektrischen Signalen (Richtungssignale) werden die Dopplersignale Di und Di außerdem einer aus Impulsformgliedern 14, 15 (Differenzierglied mit nachgeschaltetem Schmitt-Trigger), monostabilen Kippstufen 16, 1" sowie UND-Gliedern 18,19 bestehenden Riehtungsimnuls-Erzeugeeinrichtung zugeleitet. Da diese Einrichtung bekannt ist, kann auf eine nähere Erklärung ihres Aufbaus sowie ihrer Funktionsweise verzichtet werden. Wesentlich ist lediglich, daß die Einrichtung das Vorliegen einer positiven Blutströmung (bezogen auf die Einstrahlrichtung des Ultraschalls in das Gefäß) durch Auftreten von Spannungsimpulsen Dj am Ausgang des UND-Gliedes 18, das Vorliegen einer negativen Blutströmung hingegen durch das Auftreten von Spannungsimpulsen Di am Ausgang des UND-Gliedes 19 anzeigt.

Fortsetzung Krüger

Zum Zwecke der Gewinnung einer optischen Richtungsanzeige können die jeweils an den Ausgängen der UND-Glieder 18 bzw. 19 auftretenden Spannungsimpuise in nachgeschalteten Integriergliedern 20 bzw. 21 aufsummiert und anschließend jeweils getrennt dem nicht invertierenden bzw, invertierenden Eingang eines Operationsverstärkers 22 zugeführt werden. Dem Operationsverstärker 22 ist ein Schreiber 23 nachgeschaltet, dessen Schreibstift bei positiver Ausgangsspannung des Operationsverstärkers 22 über die Nullinie und bei negativer Ausgangsspannung unter die Nullinie ausgelenkt wird.

Die Spannungsimpulse können ferner auch zur Gewinnung einer von der optischen unabhängigen, akustischen Richtungsanzeige wahlweise mittels eines Umschalters 24 (die Impulse Dt bei gezeichneter Schaltstellung des Schalters 24 am Schaltkontakt 25, die Impulse Di bei Umschaltung des Schalters 24 an dem Schaltkontakt 26) einem Transistorschalter 27 zugeführt werden. Ein dem Schalter 27 zugeführter Impuls

*5 Di oder D4 bewirkt dabei, daß der Schalter 27 geschlossen wird. Das Schließen des Schalters 27 wiederum bewirkt, daß ein über den Niederfrequenzverstärker 12 mit dem Lautsprecher 13 verbundener 500-Hz-Oszillator 28 eingeschaltet wird, wodurch dem am Lautsprecher 13 vorhandenen Dopplergeräusch ein 500-Hz-Ton überlagert wird. Ein dritter, an Masse liegender Schaltkontakt 29 ermöglicht, daß unabhängig vom Auftreten von Impulsen Di bzw. Di der Oszillator 28 immer ausgeschaltet ist (Unterbrechung der akustisehen Richtungsanzeige).

Die Funktionsweise des erfindungsgemäßen Geräts nach der Figur ergibt sich somit wie folgt: Das Ultraschall-Sende-Empfangssystem 1 wird am Körper des Patienten angesetzt und der Ultraschallstrahl des Senders 2 in das Gewebe eingestrahlt. Erfaßt die Sendekeule des Senders 2 dabei strömendes Blut, so werden die dabei auftretenden Dopplersignale durch den Lautsprecher 13 akustisch angezeigt. Strömt das Blut dabei in negativer Richtung (bezogen auf die Einstrahlrichtung des Ultraschallstrahls), so treten Impulse Da am Ausgang des UND-Gliedes 19 auf, welche in der gezeichneten Schaltstellung des Schalters 24 den Schalter 27 schließen. Der Oszillator 28 wird dadurch angeworfen und dem Strömungsgeräusch am Lautsprecher 13 somit ein 500-Hz-Ton überlagert. Das Auftreten des 500-Hz-Tons zusätzlich zum Ströniungsgeräusch zeigt dem Untersucher an, daß die Schallkeule des Ultraschallsenders 2 Blut mit negativer Strömungsrichtung erfaßt hat. Ertönt in der gezeichneten Schaltsteilung des Schalters 27 im Lautsprecher 13 hingegen nur ein Dopplergeräusch ohne 500-Hz-Ton, so erkennt der Untersucher automatisch das Vorliegen von Blut mit positiver Strömungsrichtung.

Hierzu 1 BUt⁺ Zeichnungen

Claims (5)

Patentansprüche:

1. Ultraschall-Dopplergerät zum Erfassen der Be wegung von Medien, insbesondere von strömendem Blut in Blutgefäßen, mit Anzeigemitteln für die Dopplersignale sowie einem Signalerzeuger, welcher für entgegengesetzte Bewegungsrichtungen des Mediums unterschiedliche, der jeweiligen Richtung zugeordnete Richtungssignale erzeugt, ge- ίο kennzeichnet durch eine Einrichtung(27.28) für die Steuerung der Anzeigemittel (13) in Abhängigkeit von den Richtungssignalen (Di, D^ im Sinne der Erzeugung akustischer Richtungsanzeigen zusätzlich zu der Anzeige der Dopplersignale (Dx).

2. Ultraschall-Dopplergerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß fur jede Bewegungsrichtung eine eigene akustische Richtungsanzeige vorgesehen ist.

3. Ultraschall-Dopplergerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß lediglich für eine Bewegungsrichtung eine akustische Richtungsanzeige vorgesehen ist.

4. Ultraschall-Dopplergerät nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß als akustische Riehtungsanzeige einer akustischen Anzeige der Dopplersignale ein Richtungskennton, z. B. 500 Hz-Brumm, überlagert wird.

5. Ultraschall-Dopplergerät nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß zur Erzeugung des Riehtungskenntons ein durch das entsprechende Richtungssignal (z. B. Da) an die akustischen Anzeigemittel (13) anschaltbarer Oszillator (28) vorgesehen