DE2617118A1

DE2617118A1 - Verfahren zur laufzeitabhaengigen regelung der echoanzeige bei ultraschalluntersuchungen nach dem impuls-echoverfahren

Info

Publication number: DE2617118A1
Application number: DE19762617118
Authority: DE
Inventors: Carl Dipl Ing Kretz
Original assignee: Kretztechnik AG
Current assignee: GE Medical Systems Kretztechnik GmbH and Co oHG
Priority date: 1975-04-22
Filing date: 1976-04-17
Publication date: 1976-11-11
Also published as: AT357346B; DE2617118B2; ATA308575A; DE2617118C3

Description

Verfahren zur laufzeitabhhngigen Regelung der Echo anzeige bei Ultraschalluntersuchungen nach dem Impuls-Echoverfahren Bei der Untersuchung von Objekten nach dem Impuls-Echoverfahren mit Ultraschall erfolgt die Beurteilung des IJitersuchungsergebnisses vorwiegend auf Grund des Verhältnisses der Tntensitäten jener Fchos, die auf Grund der ausgesandten Impulse aus dem Objekt erhalten werden.
Festzuhaltn ist, daß die Echos dabei entweder unmittelbar sichtbar gemacht, z.B. in einer A- oder B-Bilddartellung auf einem Bildschirm angezeigt bzw. zum Aufbau eines dargestellten Bildes benützt oder in anderer Form, z.B. zu akustischen Anzeigen verwendet bzw. für die Steuerung weiterer Untersuchungsgeräte herangezogen werden können. In allen diesen Fallen kommt es praktisch, wie erwähnt, auf das Intensitätsverhältnis von verschiedenen, aus dem Objekt empfangenen Echos, nicht aber auf die absolute Intensität der Einzelechos anQ Diese absolute Intensität der Echos ist anderseits für den Anwendungsbereich jedes der erwähnten Verfahren von großer Bedeutung. Bei allen Obten tritt eine laufzeitabhängige Schallschwächung ein, die hauptsächlich auf der Divergenz des eingeleiteten Schallbündels, der SchalAabsorption und den auftretenden Reflexionsverlusten beruht.
Diese Schallschwächung führt dazu, daß die von einer Reflexionsfläche vorbestimmter Größe empfangenen Echos umso kleinere Intensität besitzen, je weiter diese Reflexionsfläche vom Schallkopf entfernt ist. Stellt man die Empfindlichkeit des verwendeten Untersuchungsgeratene so ein, daß starke Echos aus dem schallkopfnahen Bereich des Obäcktes die jeweilige 4nzeige od.dgl. gerade noch nicht übersteuern, so sind meist die Echos von weiter entfernten Peflexionsflachen so klein, daß sie nicht mehr mit genügender Sicherheit ausgewertet werden konnen oder sogar flberhaupt nicht erfaßbar sind. Erhöht man hingegen die Empfindlichkeit so stark, daß Echos von Reflexionsflächen in größerer Entfernung noch in auswertbarer Form angezeigt werden, so wird das Gerät durch die starken Echos von nahen Reflexionsflächen übersteuert, so daß kein eindeutiger Zusammenhang zwischen Echo anzeige und Echointensität sowie des Intensitätsverhältnisses herstellbar ist und damit auch eine entsprechende Beurteilung unmöglich wird0 T:jie bereits erwähnt wurde, hangt der Intensitätsverlust bei Echos aus tieferen Bereichen des Objektes von mehreren Faktoren ab, die praktisch nur bei einem in sich ruhenden im wesentlichen homogenen Körper vollständig reproduzierbar erfaßt werden können. Geräte mit einer rein laufzeitabhängigen Verstärkung - die auch unter der Bezeichnung 11Tiefenausgleich" bekannt ist - vermögen aus diesen Gründen nicht bzw. nur in Sonderfällen die laufzeitabhängige Schallschwächung vollständig bzw "richtig" zu kompensieren. In den meisten untersuchten Objekten, insbesondere bei praktisch immer inhomogenen, lebenden Organismen, stellt die laufzeitabhängige Schallschwächung eine sehr komplizierte Funktion dar, deren Verlauf abschnittsweise verschiedenen Parametern gehorcht und die darüber hinaus an den Reflexionsstellen Unstetigkeitsstellen aufweist. Die Größe der einzelnen Parameter ändert sich nicht nur in Abhädgigkeit vom untersuchten Objekt und dem verwendeten Schallkopf, sondern unter Umständen auch bei Änderungen der untersuchten Stelle oder auch nur der Ankoppelungsstelle im bzw0 am gleichen Objekt. Abgesehen davon, daß es daher prinzipiell nicht möglich ist, den Verlauf der laufzeitabhängigen Schall schwächung durch eine einzelne Funktion darzustellen und man deshalb durch den Tiefenausgleich auch nur einen mittleren Verlauf der Schallsch''chung kompensieren kann, ist, besonders bei auftretenden Inho!nogenitäten, auch der Abgleich dieses näherungsweise verlauf enden Tiefenausgleiches auf die mittlere Schallschwächung im Objekt äußerst langwierig.
Durch die abweichung der vom Tiefenausgleich bewirkten Kompensation vom tatsächlichen Wert der laufzeitabhangigen Schallschwachung können innerhalb des Untersuchungsbereiches wiederholt Teilbereiche auftreten, in denen es zu Ubersteuerungen komt oder in denen für die Beurteilung maßgebliche Echos nicht angezeigt werden. Das ferner für die Beurteilung maßgebliche Intensitätsverhältnis der auftretenden Echos aus verschiedenen Tiefenbereichen kann ebenfalls durch die Unstetigkeiten weitgehend verfälscht werden0 Hauptziel der erfindung ist es, ein Verfahren zur laufzeitabhängigen Regelung der Echoanzeige bei Ultraschalluntersuchungen nach dem Impuls-Echoverfahren anzugeben, das eine weitgehende Dynamisierung des Tiefenausgleiches bei möglichst selbsttätiger Anpassung an das jeweilige Objkt ermöglicht, Ubersteuerungen auch bei hohen Echointensitäten vermeidet, möglichst die Herstellung eindeutiger Beziehungen hinsichtlich des Größenverhältnisses bei aus verschiedenen Tiefen stammenden Echos zuläßt und eine selbsttätige Ausblendung unwichtiger Signale ermöglicht, wobei unter diesen unwichtigen Signalen sowohl Echos kleiner Intensität aus Tiefenbereichen verstanden werden, aus denen Echos größerer Intensität vorliegen, als auch ein Störuntergrund.
Das erfindungsgemäße Verfahren besteht im wesentlichen darin, cta.n eine mit den Effektivwerten der auftretenden maximalen Echospannungen verknüpfte Rezugsspannung erzeugt wird, die nach einer mit der vcholaufzeit verknüpften Zeitfunktion abnimmt und vorzugsweise zusätzlich von einem allenfalls vorhandenen Störuntergrund beeinflußbar ist und diese Bezugsspannung als Regelspannung einem der Anzeigeeinrichtung vorgeordneten Verstärker für die ihm über ein Verzögerungsglied zugeleiteten Echosignale zugeführt wird, so daß die der Anzeigeeinrichtung zugeführten.
Signale innerhalb des Dynamikbereiches der Anzeigeeinrichtung liegen, wobei maximale Echos laufzeitabhängig verstärkt, Echos, deren Intensitäten um vorgegebene, laufzeitabhängige Werte unter jenen vorhergehender maximaler Echos liegen, unterdrückt und vorzugsweise ein auftretender Störuntergrund mit Ausnahme einer Anzeige der auftretenden Spannungsspitzen durch Zurückregelung der anzeige unterdrückt wird.
Der Grundgedanke der Erfindung besteht darin, eine weitgehend an die jeweils herrschenden Verhältnisses anpaßbare und eindeutig mit den maximalen Echowerten und der Laufzeit verknüpfte Bezugs spannung zu erzeugen und diese als Regelspannung für die Verstärkung der Echosignale zu erwenden. Dabei können Sonderaufgaben, wie die Unterdrückung eines Störuntergrundes bzw. die Unterdrückung nebensächlicher Echos, erfüllt werden, wobei bei einem Störpegel eine Änderung der Regelspannung nur in jenem Bereich durchgeführt werden kann, in dem ein Störpegel vorhanden ist, so das aus diesen Bereichen überhaupt eine Anzeige erhalten wird, aus den übrigen Bereichen aber die ordnungsgemäi proportionale Anzeige erfolgt. Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren wird es möglich, eine möglichst starke Aussteuerung eines Anzeigegerätes durch die einzelnen Echos durchzuführen, dabei aber eine Übersteuerung auch bei hohen Echo intensitäten zu vermeiden, so daß der eindeutige Zusammenhang zwischen jeweiliger Echogröße und Anzeige nicht verloren geht. Bei der automatischen Regelung unter Verwendung der erzeugten Regelspannung werden sowohl die Amplitude des ankommenden Signales als auch die laufzeitabhängige Schallschwächung berücksichtigt. Beikieinen Echos wurde von der Überlegung ausgegangen, daß für die Auswertung nach den bisherigen Erfahrungen nur Echoverhältnisse bis zu einem Maximalwert von etwa 15 dB maßgebend sind. Unter Berücksichtigung eines Sicherheitsfaktors kann daher die Forderung aufgestellt werden, daß Echos, die um mehr als 20 dB kleiner sind als die stärksten Echos aus ihrer unmittelbaren Umgebung, nicht angzeigt werden zu brauchen. Diese Unterdrückung bringt in der Praxis keinen Nachteil, sondern führt auch zu einer Heraussiebung und Anzeige der für die jeweiligen Verhältnisse maßgeblichen Echos, bei einer Bilddarstellung also zu einer kontrastreicheren Enddarstellung, die im allgemeinen die Auswertung der Anzeige erleichtert. Wie erwähnt wurde, ist es beim erfindungsgemäßen Verfahren auch möglich, einen allfälligen Störuntergrund weitgehend zu unterdrücken.
Hier ist zu berücksichtigen, daß sich häufig ein Echo nur wenig aus einem vorhandenen Störuntergrund heraushebt.
Eine Erhöhung der Verstärkung der Signale aus diesem Bereich führt nicht nur zu einer stärkeren Anzeige des Echos, sondern gleichzeitig auch zu einer verstärkten Anzeige des Störuntergrundes. Es wird also bei einer rein amplitudenabhängigen Verstärkungaregelung durch die Regelspannung ein schwaches Echo, das nur wenig über den Otöruntergrund ragt, gemeinsam mit dem Störuntergrund durch die automatische Verstärkungsregelung verstärkt, so daß ein Großteil des zur Verfügung stehenden Anzeigebereiches von der Anzeige des Störuntergrundes eingenommen wird oder dann, wenn sich ein Echo nicht merklich vom Störuntergrund unterscheidet bzw. aus einem bestiminten Bereich nur ein Störuntergrund feststellbar ist, der gesamte Anzeigebereich vom Störuntergrund ausgefüllt würde. Beide Fälle wurden die Anzeige unginstig beeinflussen. Aus diesem Grund kann bei dem erfindungsgemäßen Verfahren auch bei einem auStretenden Störuntergrund die Anzeige zurückgeregelt und der Störuntergrund mit Ausnahme der auftretenden Spannungsspitzen unterdrückt, also im Bereich des Störuntergrundes der Unterdrijokung dieses Störuntergrundes der Vorrang vor der proportionsrichtigen Darstellung eines Echos aus diesem Bereich gegeben werden. Jede weitere Erhöhung der Anzeige aus dem Bereich des Störuntergrundes würde keinen Gewinn bezüglich der Auswertbarkeit bringen, das Gesamtbild jedoch undeutlicher gestalten.
In der Praxis wird die Verzögerung der Signale im Verzögerungsglied so groß gewählt, daß jedes Signal gleichzeitig mit der aus ihm abgeleiteten Regelspannung bei dem Verstärker einlangt, also praktisch seine eigene Verstärkung durch die aus ihm abgeleitete Regelspannung regelt.
Zur Erzeugung der Regelspannung kann zusätzlich zu der mit den maximalen Echo spannungen verknüpften Bezugsspannung eine weitere, den auftretenden minimalen Spannungswerten der Echos entsprechende Bezugs spannung erzeugt werden, wobei in weiterer Folge die beiden Bezugsspannungen verglichen und jeweils die größere von ihnen als Regelspannung dem Verstärker zugeführt wird0 Durch diesen Verfahrensschritt kann man uoaO dann, wenn der Spannungsabfall der mit den maximalen Echo spannungen verknüpften Bezugsspannungen auf Grund der gewählten Zeitfunktion und auftretenden, größeren zeitlichen Abständen zwischen aufeinanderfolgenden Echos so groß würde, daß eine negative Bezugsspannung entsteht, erreichen, daß die wirksam werdende Regelspannung immer positiv bleibt.
Nach einer weiteren Ausbildung kann zur Erzeugung der ersten Bezugsspannung eine Spitzengleichrichtung der von einem Schallkopf oder einem Vorverstärker abgegebenen, demodulierten Echo spannung vorgenommen und die erhaltene Spannung nach einer vorgegebenen bzw. vorgewählten Zeitfunktion abklingen gelassen werden, bis eine neue Spannungsspitze auftritt, deren Wert höher ist als der Augenblickswert der abklingenden Spannung, wobei die abklingende Spannung dann auf den zuletzt eingelangten Spitzenwert bzw. einen diesem proportionalen Wqert angehoben wird, so daß diese abklingende Spannung eine zeitlich veränderliche, mit den Spitzenwerten der Echo spannung verkntipfte Hilfaspannung bildet, aus der durch Abziehen einer zweiten Hilfsspannung die erste Bezugsspannung gebildet wrd. Dabei ist es möglich, die Schnelligkeit des Abklingens der ersten Hilfsspannung zu regeln und im Bedarfsfall die erste Hilfsspannung auch nach einer nicht linearen Zeitfunktion abklingen zu lassen.
Die Hilfsspannung wird jeweils durch neu einlangende Echos hinreichender Größe auf einen dem jeweiligen Echo proportionalen Wert angehoben und klingt von dem dabei jeweils erreichten Absolutwert entsprechend der vorgewählten Zeitfunktion von neuem ab. Auf diese Weise wird eine funktionelle Anpassung an die verschiedenen, die Echointensitäten beeinflussenden Faktoren möglich und damit für die Praxis ein tatsächlicher Tiefenausgleich durchführbar.
Weitere Einzelheiten und Vorteile des erfindungsgemäßen Verfahrens gehen aus der nachfolgenden Zeichnungsbeschreibung hervor.
In der Zeichnung ist der Erfindungsgegenstand beispielsweise erläutert. Es zeigt: Fig. 1 das Blockschaltbild einer zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens geeigneten Schaltungsanordnung und Fig. 2 und 3 Kurvenzüge, an denen die Wirkungsweise des erfidnungsgemäßen Verfahrens bei einer möglichen Anwendung unter Auswahl bestimmter, für andere Anwendungsfälle variierbarer Parameter erklärt wird.
ei er Schaltungsanordnung nach Fig 1 werden von dem Schallkopf kommende, nach dem Impuls-Echoverfahren bei einer Ultraschalluntersuchug gewonnene Echo signale in elektrischer FonT iiber eine Leitung 1 einem Vorverstärker mit nachgeschaltetem Demodulator 2 zugeführt.
Der Verstärker ist so ausgelegt, daß es auch bei stärksten Echosignalen zu keiner Übersteuerung kot. Die demodulierten, den Spannungsverlauf U3 aufweisenden Signale werden an eine Leitung 7 gelegt, die sich in die Leitungen 35 bis 3c aufteilt. per die Leitungen Da und 3b wird der Spannungsverlauf U3 an zwei Spitzengleichrichter 4 und 11 gelegt. Der Spitzengleichrichter 4 ist so geschaltet, daß er die maximale, in der Leitung 3a auftretende Spannung über eine Leitung 5 einem Zeitglied 6 zuführt. In diesem Schaltblock wird bewirkt, daß die Spannung nach Überschreiten des Spitzenwertes nach einer vorgewählten Zeitfunktion abnimmt. Diese Hilfsspannung U7 wird über eine Leitung 7 an den Eingang eines Summationsverstärkers 8 gelegt Die Schaltung des Zeitgliedes 6 ist so gewählt, daß die zeitlich abklingende Spannung U7 wieder angehoben wird, wenn über die Leitung 5 vom Spitzengleichrichter 4 eine Spannung einlangt, die größer ist als der Momentanwert der abklingenden Spannung U7. Die Anhebung der Hilfsspannung U7 erfolgt jeweils auf das eben auftretende höchste Potential der vom Spitzengleichrichter 4 abxegebenen Spannung. Dem Summationsverstärker 8 wird über eine Leitung 9 eine weitere negative Hilfsspannung U9 zugeführt. Diese Hilfsspannung U9 einen fest eingestellten oder fest einstellbaren Wert aufweisen, in anderen Fällen aber auch variabel sein, wobei dann eine ITSoglichkeit darin besteht, die Hilfsspannung U9 entsprechend einer vom Zeitglied 6 abgegebenen Spannung über eine strichliert eingezeichnete Leitung 7a zu regeln. Dadurch, daß die Hilfsspannung U9 negativ ist, wird sie im Summationaverstärker 8 von der ersten Hilfsspannung U7 ebgezogen.Aus der entstandenen Differnzspannung w5rd eine Bezugsspannung R1 gemeldet, die über eine Leitung 10 einer Logik-Schaltung 13 zugeführt wird.
Der an der Leitung 3b liegende Spitzengleichrichter 11 ist entgegengesetzt zu dem Spitzengleichrichter 4 gepolt und entlädt einen vorgespannten Kondensator immer auf den Wert der kleinsten Spannung, die ihm über die Leitung 3b zugeführt wird. Steigt diese Spannung an, so folgt der Spitzengleichrichter und der ihm nachgeordnete Kondensator nicht diesem Spannungsverlauf, sondern der Kondensator lädt sich viel langsamer auf, als es dem Spannungsanstieg entspricht. Sinkt aber die Spannung unter den in 11 auftretenden Momentanwert ab, so wird auch die Spannung im Spitzengleichrichter dem Spannungsverlauf in 3b unmittelbar folgen.
Die so erhaltene Spannung, die immer dem unteren Wert der in 3 auftretenden Spannung entspricht, stellt eine zweite Bezugsspannung R2 dar, welche über eine Leitung 12 der Logik-Schaltung 13 zugeführt wird. Diese Logikschaltung 13 vergleicht die beiden ankommenden Bezugs spannungen R1 und R2 und führt jeweils die größere von ihnen als Regelspannung R über eine Verbindung 14 einem Differentialverstärker 15 zu.
Die Spannung U3 wird über die Leitung 3c auch einem Verzögerungsglied 17 zugeführt, von dem aus der gesamte Spannungszug über eine Leitung 18 dem Differentialverstärker 15 zugeführt wird. Die Verzögerung im Verzögerungsglied 17 ist so bemessen, daß ein bestimmtes, aus dem Vorverstärker 9 kommendes Signal den Differentialverstärker 15 erst unmittelbar nach dem Zeitpunkt erreicht, in dem die aus dem gleichen Signal gewonnene Regelspannung R ebenfalls im Differential-Verstärker angelangt ist Der Differentialverstärker bildet aus Echospannung und Regelspannung eine Ausgangsspannung, die über den Ausgang 16 einem Anzeigegerät bzw. einem diesem vorgeschalteten Verstärker zugeführt wird. Im einfachsten Fall wird im irn Differntialverstärker 15 einfach eine Differenz zwischen dem über 18 zugeführten Echosignal und der über 14 zugeftihrlen Pegelspannung R gebildet. Es ist aber auch möglich, diese beiden Signale im Verstärker 15 in einer anderen Funktion aufeinander einwirken zu lassen.
Die Wirkungsweise der beschriebenen Schaltung wird zunächst an Hand des Diagrammes in Fig. 2 erläutert, wo der zeitliche Verlauf der verschiedenen, erwähnten Spannungen für einen Sonderfall angedeutet wurde Die stark ausgezogene Linie U3 stellt einen Spannungsverlauf dar, wie er am Ausgang des Vorverstärkers 2 auftreten kann. Bei dem gewählten Beispiel treten im Laufe der Zeit mehrere Echo signale unterschiedlicher Spannung E1 bis E4 auf. Auf Grund des Echosignales E1 wird die erste Hilfsspannung U7 zunächst auf den Spitzenwert angehoben und klingt anschließend nach einer vorgegebenen Zeitfunktion ab. Die Spannungsspitze des Echosignales E2 ist kleiner als der Absolutwert der Hilfsspannung U7 zum gleichen Zeitpunkt, so daß durch das Echosignal E2 der Spannungsverlauf der Hilfsspannung nicht beeinflußt wird. Bei dem Echosignal E3 ist jedoch der Wert der Spannungsspitze größer als der Wert, den die von E1 her abklingende Hilfsspannung U7 im Augenblick des Auftretens der Echo spannung E3 besitzt. Die Hilfsspannung U7 wird daher auf den Wert von U3 angehoben und klingt anschließend wieder nach der vorgegebenen Funktion ab.
Das Echo E4 kann ebensowenig wie das Echo E2 und aus den gleichen Gründen den Verlauf der Hilfsspannung U7 beeinflussen.
Der Vorgang des Anhebens der Hilfsspannung U7 tritt immer dann auf, wenn der Momentanweri eines Echos höher als der t-Iomentanwert der von eines vorhergehenden Echo her abklingenden Hilfsspannung wird. Das Anheben der Hilfsspannung U7 kann sich mehrmals wiederholen. Die Spannung U7 wurde nur der Einfachheit halber linear abklingend dargestellt. Das Abklingen der Hilfsspannung U7 kann auch nach jeder anderen wählbaren Zeitfunktion erfolgen.
Im Summationsverstärker 8 wird von der Spannung IT7 die zweite Hilfsspannung U9 abgezogen, so daß eine erste Bezugsspannung R1 entsteht, die, einen konstanten Wert der Spannung U9 angenommen, parallel zu U7 verläuft und strichpunktiert angedeutet wurde. Die Spannung Ug muß in der Praxis keineswegs konstant sein, sondern kann auch eine zeitlich veränderliche Größe sein. Der Verlauf der zweiten Bezugsspannung R2 ist strichpunktiert unter der Linie für U3 erkennbar. Während der Echosignale steigt die Bezugsspannung R2 etwas an, doch ist es unmöglich, daß die Spannung R2 einen über U3 liegenden Wert erreicht. In Fig. 2 wurde der besseren Übersicht halber'ein Verlauf der Spannung U3 ohne Störuntergrund dargestellt. Die Regelspannung R folgt zunächst ab E1 dem Verlauf der Bezupannung w1. An den Stellen X1 und X2 wird die erste Bezugsspannung R1 kleiner als die zweite Bezugsspannung R2 und es tritt die Logik-Schaltung 13 in Funktion, so daß ab diesem Zeitpunkt die Regelspannung R, wie punktiert dargestellt, dem Verlauf von R2 folgt, bis beim Echo E3 R1 wieder über R2 angehoben wird und dementsprechend R bis Z2 der ersten Bezugsspannung R1 und von da an wieder der zweiten Bezugsspannung R2 folgt.
Bei der beim Ausfühliungsbeispiel angenommenen Funktion des Differentialverstärkers 15 werden nur jene Echospannungen weitergeleitet, deren Wert über dem gleichzeitig auftretenden .ert aber Regelspannung z liegt. Die Echos werden daher gemäß Fig. 2 nur mit jenen Spannungswerten angezeigt, mit denen sie d e punktiert dargestellte Regelspannung R überragen. Dss bereutet, daß die echos E unc' E3 beim Ausführungsbeispiel gleich groß mit dem vollen Spannungswert U9, das Echo E4 nur mit einem Teilwert und das Echo E2 überhaupt nicht dargestellt wird. Es ist möglich, den Spannungswert U9 so zu wählen, daß eine ihm entsprechende Spannung unter Berücksichtigung einer allenfalls vorhandenen Machverstärkung gerade eine vollständige Aussteuerung des Anzeigegerätes bewirkt. Bei dieser Einstellung kann auch berücksichtigt werden, daß die Regelspannung 2 so verläuft, daß nur Echos, beim Ausführungsbeispiel E2, von der Anzeige ausgeschlossen werden, die mindestens 20 dB unter dem Spitzenwert liegen.
Durch die beschriebene Regelung wird eine Übersteuerung der Anzeigevorrichtung vermieden und die Echos werden immer so weit verstärkt, als dies sinnvoll ist. wenn man die Spannung U7 nach einer so steilen Kennlinie abklingen ließe, daß das Abklingen schneller als das Ausklingen der Echos erfolgt, so könnte man auch eine Anzeige erhalten, bei der alle Echosignale das Anzeigegerät voll aussteuern. Diese Art der Regelung ist zwar bei einer Auswertung des Echoverhältnisses nicht sinnvoll, kann aber bei bestimmten Untersuchungen zu gut auswertbaren Bildern führen, wenn es z.B. nur darauf ankommt, die seitliche Lage von Echos anzugeben und dabei nur eine Aussage über den Ort, nicht aber die Größe einer Reflexionsfläche zu machen.
Bei dem Beispiel nach Fig. 2 wurde angenommen, daß keine merkliche Störspannung auftritt, Fig. 3 zeigt demgegenüber den Spannungsverlauf beim Auftreten einer starken Störspannung, die noch dazu unmittelbar an ein Echo anschließt.
Gegeiiiiber P'ig. 2 ergibt sich hier ein grundlegender Unterschied im Verlauf der zweiten Bezugsspannung 22* Diese steigt mit dem Beginn des Echos Eg stark an und verläuft dann entsprechend den unteren Spitzen der Störspannung.
Die Spannungen U7 und R1 haben prinzipiell den gleichen Verlauf wie beim Beispiel nach Fig. 2. Die Spannung R2 steigt zu den Zeitpunkten X3 und X5 über R1 an und sinkt bei X4 unter R1 ab. Dementsprechend folgt die Regelspannung R (punktiert eingezeichnet) bis X3 der Spannung R1 und das Echo E5 wird zunächst in der vollen Höhe von U9 dargestellt.
Ferner folgt R von X3 bis r4 der Spannung R2, dann bis wieder der Spannung R1 und ab Z5 der Spannung R2. Wie erwähnt, werden hier wieder die über R liegenden Spannungen angezeigt und es wird vermieden, daß die Störspannung den größten Teil des Anzeigebereiches ausfüllt.
Ohne Änderun des Grundgedankens kann das erfindungsgemäße Verfahren auf verschiedene Weise variiert werden.
Wie schon erwähnt wurde, muß das Abklingen der Spannung U7 nicht linear erfolgen, sondern kann einer anderen Zeitfunktion gehorchen. Ebenso kann die die Dynamik ergebende bzw0 den Dynamikbereich darstellende zweite Hilfsspannung U9 nicht konstant, sondern zeitlich variabel ausgebildet sein, wobei auch eine Steuerung auf Grund der Amplitude der jeweils ankommenden Echospannung oder der Zeit, z.B.
der nach dem Sende impuls vergangenen Zeit, denkbar ist.
Nach einer weiteren Variante kann die Wirksamkeit der Regelung daduch beeinflußt werden, daß die vom Signal zwischen Schallkopf und Anzeigevorrichtung durchlaufenen Verstärker wenigstens zum Teil nichtlineare Verstärkungskennlinien besitzen.

Claims

Patentansprüche:

1. Verfahren zur laufzeitabhängigen Regelung der Echoanzeige bei Ultraschalluntersuchungen nach dem Intpuls-chorisrfahren, dadurch gekennzeichnet, daß eine mit den vffektiaMerten der auftretenden maximalen Echospannung verknüpfte Bezugsspannung erzeugt wird, die nach einer mit der Echolaufzeit verknüpftenZeitfunktion abnimmt und vorzugsweise zusätzlich von einem allenfalls vorhandenen Störuntergrund beeinflußbar ist und diese Bezugs spannung als Regelspannung einem der Anzeigeeinrichtung vorgeordneten Verstärker für die ihm über ein Verzögerungsglied zugeleiteten Echosignale zugeführt wird, so daß die der Anzeigeeinrichtung zugeführten Signale innerhalb des Dynamikbereiches der Anzeigeeinrichtung liegen, wobei maximale Echos laufzeitabhängig verstärkt, Echos, deren Intensitäten um vorgegebene, laufzeitabhängige Werte unter jenen vorhergehender maximaler Echos liegen, unterdrückt und vorzugsweise ein auftretender Störuntergrund mit Ausnahme einer Anzeige der auftretenden Spannungsspitzen durch Zurückregelung der Anzeige unterdrückt wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Verzögerung der Signale im Verzögerungsglied (17) so groß gewählt wird, daß jedes Signal gleichzeitig mit der aus ihm abgeleiteten Regelspannung (R) bei dem Verstärker (15) einlangt.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß zur Erzeugung der Regelspannung (R) zusätzlich zu der mit den maximalen Echo spannungen verknüpften Bezugsspannung (R1) eine weitere, den auftretenden minimalen Spannungswerten der Echos entsprechende Bezugsspannung (R2) erzeugt, die beiden Bezugsspannungen verglichen und jeweils die größere von ihnen als Regelspannung (R) dem Verstärker zugeführt wird.

4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß zur Erzeugung der ersten Bezugsspannung (R1) eine Spitzengleichrichtung der von einem Schallkopf oder einem Vorverstärker abgegebenen, demodulierten Echospannung vorgenommen und die erhaltene Spannung nach einer vorgegebenen bzw. vorgewählten Zeitfunktion abklingen gelassen wird, bis eine neue Spannungepitze auftritt, deren Wert höher ist als der Augenblickswert der abklingenden Spannung, wobei die abklingende Spannung dann auf den zuletzt eingelangten Spitzenwert angehoben wird, so daß diese abklingende Spannung eine zeitlich veränderliche, mit den Spitzenwerten der Echospannung verknüpfte HilSsspannung (U7) bildet, aus der durch Abziehen einer zweiten Hilfsspannung (Ug) die erste Bezugsspannung (R1) gebildet wird.

5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Schnelligkeit des Abklingens der ersten Hilfsspannung (U7) geregelt wird.

6. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Hilfsspannung (U7) nach einer nichtlinearen Zeitfunktion abklingen gelassen wird.

7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Hilfsspannung (Ug) zumindest in einem vorbestimmten Bereich wählbar eingestellt wird.

8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß eine zeitlich veränderliche zweite Hilfs-Spannung (u9) verwendet wird, deren Verlauf von der ersten Hilfsspannung (U7? gesteuert wird.

9. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß zur Steuerung der zweiten Hilfsspannung (Ug) ein eigener Funktionsgenerator vorgesehen wird.

10. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Regelspannung (R) von der dem Verstärker (15) zugeführten Echospannung abgezogen wird, wobei die Hilfsspannung (Ug) so groß gewählt wird, daß die ihr entsprechende, maximal auftretende Echospannung nach der Verstärkung die Anzeigeeinrichtung voll ausstevert.

11. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß ein Regler zum Einstellen der zweiten Hilfsspannung (U9) mit einem Regler zur Einstellung der Verstärkung gekoppelt ist, so daß der jeweils eingestellte Wert der zweiten Hilfsspannung (u9) genauso groß ist, wie der zum Aussteuern der Anzeigevorrichtung erforderliche Spannungswert.

12o Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß der Verstärker (15) ein Differentialverstärker ist, dem die Echospannung und die Regelspannung getrennt zugeführt werden.

13. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens einzelne, gegebenenfalls aber alle verwendeten, vom ungeregelten oder geregelten Echosignal durchlaufenen Verstärker eine nichtlineare Verstärkungscharakteristik besitzen.