DE2643918A1

DE2643918A1 - Geraet zur ultraschallabtastung

Info

Publication number: DE2643918A1
Application number: DE19762643918
Authority: DE
Inventors: Dieter Dipl Ing Hassler
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1976-09-29
Filing date: 1976-09-29
Publication date: 1978-03-30
Also published as: FR2373087A1; AT382245B; GB1577659A; DE2643918B2; US4235111A; NL7707270A; DE2643918C3; JPS5342480A; ATA524077A; FR2373087B1

Description

SIEMENS AKTIENGESELLSCHAFT Unser Zeichen

Berlin und München VPA 76 P 5110 BRD

Gerät zur Ultraschallabtastung

Die Erfindung bezieht sich auf ein Gerät zur Ultraschallabtastung mit einem Ultraschallapplikator, bestehend aus einer Mehrzahl von in ebener Fläche räumlich nebeneinander angeordneten Ultraschallwandlern und einer Steuereinrichtung, die eine dem gewünschten Fokusabstand entsprechende Anzahl von Ultraschallwandlern gleichphasig an einen Signalsender bzw. Signalempfänger anschaltet.

Bekannte Geräte dieser Art ermöglichen Zeilenabtastungen mit gleitender Anpassung des Fokus ohne allzu großen technischen Aufwand nur bei Mehrfachbeschallung ein und derselben Zeile mit sich schrittweise ändernder Sendefläche. Hierdurch erhöht sich jedoch in unnötiger Weise der Zeitaufwand für den Bildaufbau .

Aufgabe vorliegender Erfindung ist es, ein Gerät zur Ultraschallabtastung der eingangs genannten Art aufzubauen, das diesen Nachteil bekannter Geräte ohne technischen Mehraufwand und mit erwünscht optimaler Bildfrequenz und Bildqualität vermeidet.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Steuereinrichtung für die Wandlerelemente in dem Sinne ausgebildet ist, daß sie bei vorgegebener Sendefläche der Wandlerelemente nach Aussenden eines Sendesignals die aktive

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Kue 28 Kof / 24.9.1976

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Empfangsfläche in der Empfangsphase im Sinne einer Änderung der Fläche von einem Niedrigwert auf einen Höchstwert verändert.

Die Erfindung ermöglicht Fokusanpassung bei einmaliger Aussendung eines Sendeimpulses je Zeile noch während des Aufbaus der Bildzeile in unterschiedlichen Empfangsflächen. Damit ist ein Abtastgerät geschaffen, das nach dem Prinzip des mitlaufenden natürlichen Fokus bei wesentlich erhöhter Bildfrequenz und gleichzeitig geringstem technischen Aufwand optimale Bildschärfe im erwünschten Tiefenbereich ermöglicht. In vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung sollten durch die Steuereinrichtung die nacheinander einzustellenden Empfangsflächen jeweils so groß gewählt werden, daß die sich daraus ergebenden Tiefenlagen des natürlichen Fokus den Tiefen entsprechen, aus denen Echos von Körperstrukturen erwartet werden. Hierzu sollte auch eine Änderung der Empfangsfläche sowohl durch Änderung von Flächenbreite als auch Flächenhöhe erfolgen. Damit ergibt sich tiefenabhängige Anpassung der Sende/Empfangsfläche sowohl in Querlage als auch in Schichtdickenrichtung des Ultraschallabtaststrahles. Mit erheblich verbesserter Querauflösung wird somit auch gleichzeitig der Schichtdickenkontrast verbessert. Auch bei relativ großer Schichtdicke werden.somit selbst nicht senkrecht zur Abtastebene stehende Kontrastlinien scharf abgebildet. Die Schichtdicke sollte allerdings auch in einem angemessenen Verhältnis zur Querabmessung stehen. Zweckmäßigerweise sollte sie bei natürlicher Fokussierung nicht mehr als um den Faktor zwei stärker sein als die zugehörige Querabmessung des Schallstrahles. In Weiterbildung der Erfindung läßt sich dies in einfacher Weise dadurch realisieren, daß für jede der nacheinander einzustellenden Empfangsflächen die die Querabmessungen des Schallstrahles festlegende Flächenbreite höchstens etwa um den Faktor zwei größer gewählt ist als die Flächenhöhe, die die vom Schallstrahl erfaßte Schichtdicke festlegt. Eine zusätzliche Verbesserung der Querauflösung erhält man in weiterer vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung, sofern der Steuereinrichtung zusätzliche Mittel zur elektronischen Simulierung einer eindimensional gekrümmten Gesamtoberfläche sämtlicher

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Wandlerelemente zugeordnet sind. Im Gegensatz zu mechanisch fokussierten Ultraschallwandleranordnungen erreichen die vom Brennpunkt ausgehenden Ultraschallschwingungen (Zylinderwellen) die ebene, d.h. mechanisch nicht gekrümmte, Wandlerfläche in den unterschiedlichen Wandlerspalten zu unterschiedlichen Zeiten; wegen der unterschiedlichen Phasenlagen kann es bei Addition aller Teilschwingungen zu gegenseitiger Auslöschung kommen. Bildet man nun jedoch getrennte Empfangskanäle und schalter man dem elektrischen Empfangssignal der einzelnen Wandlerelemente jeder Spalte der Wandlerelementanordnung solche Terzögerungszeiten elektrisch zu, die die akustischen Signale beim Durchlaufen der Strecke von der ebenen Wandlerelementanordnung bis zur gekrümmten Oberfläche erlitten haben, und addiert man dann die elektrischen Signale, so erzielt man eine elektronische Fokussierung. Die so erzeugte scheinbare Krümmung der an sich ebenen Wandlerelementanordnung kann durch Wahl der Verzögerungszeiten verändert werden, wodurch, z.B. entsprechend dem mechanisch vorfokussierten Wandler der DT-OS 2 202 989, der Fokuspunkt verschoben bzw. die Brennweite der Wandleranordnung geändert wird. Zweckmäßigerweise sollten jedoch beim Gerät nach der Erfindung natürliche und elektronische Fokussierung in schaltungsmäßig aufeinanderfolgenden Stufen geschehen. Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen, von denen insbesondere die Unteransprüche 8 und 14 technisch besonders einfache und somit auch besonders wirtschaftliche Schaltungsdetails zur Ansteuerung eines Ultraschallapplikators des Gerätes nach der Erfindung beschreiben. Die dort angeführten Verknüpfungs- bzw. Steuerglieder ermöglichen eine einfache und schnelle Um- bzw. Neuprogrammierung des Abtastverlaufes. Der Übergang auf Teilbildschreibung ermöglicht ferner gemäß den Unteransprüchen bis 18 die Einfügung von sog. Austastlücken, mittels derer Schaltknacks, die sich bei Betätigung von Steuerschaltern störend ergeben, unterdrückt werden.

Weitere Vorteile und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispiels anhand der Figuren 1 bis 6.

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Es zeigen:

Fig. 1 ein Ausführungsbeispiel im Prinzipschaltbild zur Erzeugung eines mitlaufenden natürlichen Fokus bei ebenen Ultraschallwandleranordnungen, im nachfolgenden Ultraschall-Array genannt,

Fig. 2 eine Ausführungsmöglichkeit für Flächenmusterschaltung mit Logik und Schieberegister zur Ansteuerung einer Spalte von drei übereinanderliegenden Wandlerelementen eines Ultraschall-Arrays,

Fig. 3 ein Prinzipschaltbild zur Realisierung einer zusätzlichen elektronischen Fokussierung,

Fig. 4 den möglichen Bildaufbau durch Ultraschall-Arrays gemäß den Fig. 1 bis 3 mit Austastlücken bei mitlaufendem natürlichen Fokus und zusätzlicher elektronischer Fokussierung,

Fig. 5 und 6 Steuerprogramme zur Steuerung insbesondere der elektronischen Fokussierung mit geringstem Zeit- und Schaltungsauf wand.

In der Fig. 1 ist das Ultraschall-Array mit 1 bezeichnet. Es besteht aus einer Vielzahl von Ultraschallwandlerelementen 2, die in mehreren übereinanderliegenden Reihen an der Applikationsfläche eines zugehörigen Trägerteiles 3 angeordnet sind. Beim vorliegenden Ausführungsbeispiel umfaßt das Array vorzugsweise achtzig Spalten zu je drei übereinanderliegenden Wandlerelementen 2. Die Betriebsfrequenz beträgt vorzugsweise 2 MHz. Bei einer Spaltenbreite von ca. 2 mm (Wandlerelementbreite plus Isolierfuge) ergibt sich somit ein Ultraschallbild, das aus beispielsweise sechzig Zeilen aufgebaut ist und eine Breite von ca. 12 cm bei einer Tiefe von ca. 18 cm hat. Mit dem Ausführungsbeispiel nach der Fig. 1 sollen insgesamt ca. fünf feste Tiefen des Empfangsfokus einstellbar sein. Die

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Empfangsfläche schwankt dabei zwischen minimal zwei benachbarten Plättchen der mittleren Wandlerelementreihe am Array und maximal zwanzig Spalten (bei zusätzlicher elektronischer Fokussierung) aus sämtlichen drei Wandlerelementreihen. Im Falle der zusätzlichen elektronischen Fokussierung sind im Höchstfall acht Kanäle für unterschiedliche Verzögerungszeiten erforderlich. Die vorgenannten Daten sind (unter Verwendung von Näherungsformein) so gewählt, daß bei elektronisch mitlaufender Fokussierung die 6 dB-Werte der effektiven Schallstrahlbreite über die ganze Bildtiefe etwa konstant ungefähr 4 mm bleiben. Damit wird die Klasse der Bildqualität herkömmlicher mechanisch bewegter Ultraschall-Abtastsysteme mit hoher Bildfrequenz erreicht. Die Schichtdicke der Abtastung schwankt dabei zwischen 5 und 8 mm. Andere Werte ergeben sich jedoch entsprechend für andere Betriebsfrequenzen, die auch andersartig dimensionierte Arrays mit beispielsweise höherer Spaltenzahl und dementsprechend höherer Zeilenzahl beinhalten. Die Bildabmessungen schwanken entsprechend und es ergeben sich auch demgemäß abweichende feste Tiefen des Empfangsfokus mit entsprechend variierenden Sende/Empfangsflächen.

Im vorliegenden Anwendungsfall besteht die Aufgabe der Signalverarbeitung darin, das Informationsangebot von insgesamt 3 x 80 Schwingerelementplättchen 2 als Signalquellen bei rein natürlicher Fokussierung zu einem einzigen bzw. bei zusätzlicher elektronischer Fokussierung zunächst bis auf acht Signale und dann nach Verzögerung ebenfalls bis auf ein Signal zu reduzieren. Hierbei sind im wesentlichen insgesamt vier Funktionen zu erfüllen: Es muß einerseits die Lage des wirksamen Strahlers bzw. der aufzubauenden Ultraschallzeile im Ultraschallbild definiert werden. Andererseits müssen auch Sende/ Empfangsflächenbreite des wirksamen Strählers sowie auch dessen Sende/Empfangsflächenhöhe festgelegt werden. Schließlich muß auch zeitkorrekte Umschaltung zwischen Senden und Empfang gewährleistet sein* Theoretisch ist es möglich, eine Schaltungsreduktion bis auf einen Kanal mit einem Serienschalter pro Ultraschallschwingungsplättchen vorzunehmen. Für eine direkte

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Reduktion auf insgesamt acht Kanäle (ohne Zwischenstufe) wären acht Serienschalter für jedes Plättchen nötig, d.h. insgesamt also 8 χ 240 = 1920 Einzelschalter. Hinsichtlich letzteren Falles ergibt sich jedoch eine weniger aufwendige Lösung dann, wenn Redundanzen vermieden werden und mindestens eine Zwischenstufe der Reduktion gebildet wird. Zur Erzielung einer gewissen Ausbaufähigkeit werden daher insgesamt zwei aufeinanderfolgende Stufen für die Signalverarbeitung gewählt, die wahlweise in Kombination oder auch einzeln anwendbar sind. Die erste Ausbaustufe ermöglicht Abtastung nach dem Prinzip des mitlaufenden natürlichen Fokus (Prinzipschaltbild gemäß Fig. 1); die zweite Ausbaustufe hingegen ermöglicht zusätzliche elektronische Fokussierung (Prinzipschaltbild gemäß Fig. 3). Beide Stufungen sind sinnvollerweise so gewählt, daß eine Neu- bzw. Umprogrammierung von Schalterstellungen leicht und rasch noch während des Aufbaus einer Bildzeile vorgenommen werden kann. Durch Schaffung sog. Austastlücken werden Störungen durch Einfluß von Steuersignalen auf Sende- bzw. Empfangskanäle weitgehend eliminiert, wie im nachfolgenden noch näher erläutert wird. Hinsichtlich des Ausführungsbeispiels nach der Fig. 1 ergibt sich die schaltungsmäßige Reduktion in der Weise, daß das aus 3 x 80 Einzelwandlerelementen bestehende Array über insgesamt 3 x 80 Schaltglieder 4, im folgenden Flächenmusterschalter genannt, auf eine Zwischenebene aus insgesamt zwanzig sog. Schienen 5 matrixartig durchverbunden ist. Im Ausführungsbeispiel nach der Fig. 1 werden die Signale sämtlicher zwanzig Schienen 5 im Empfangsfall in einem Summierverstärker 6 (Pufferverstärker) mit vorgeschaltetem Empfangsschalter 7 auf ein Signal zurückgeführt. Wird nachfolgend zusätzliche elektronische Fokussierung, z.B. gemäß Prinzipschaltbild nach Fig. 3, gewählt, so gehen jedoch sämtliche zwanzig Schienen 5 getrennt über je einen zugeordneten Pufferverstärker zur nachfolgenden Schaltung. Im Sendefall übernehmen Sendeschalter 8 die Verteilung des Sendesignals auf die einzelnen Schienen 5. Zur Ansteuerung der Flächenmusterschalter 4 dient ein erstes Schieberegister 9 mit Logikblöcken 10 bis 13. Die Ansteuerung

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der Sendesehalter 8 erfolgt hingegen durch ein zweites Schieberegister 14 mit der Ansteuerlogik 15. Das Bauelement 16 stellt den Sendeoszillator zur Speisung zu aktivierender Wandlerelemente 2 im Sendefall dar. Der Block 17 ist eine Steuer- und Synchronisiereinheit für die Schieberegister 9 bzw. 14 und die Logikblöcke 10 bis 13 bzw. 15· Die zu erfüllenden Funktionen obiger Art erfordern eine weitere Zergliederung: Hierzu wird das Array 1 mit den Wandlerelementen 2 ansteuermäßig in insgesamt vier gleichartige Blöcke zu jeweils zwanzig Wandlerelementspalten aufgeteilt. Insgesamt zwanzig Spalten definieren hierbei die Gesamtfläche der im Anwendungsfall (natürliche und elektronische Fokussierung) größten einzustellenden Empfangsfläche c Jede Wandlerelementspalte eines solchen Blockes stellt dann wieder die bereits oben angeführte Untereinheit aus drei getrennt anzusteuernden Schaltern der Flächenmusterschalter 4 dar. Die Zahl drei ergibt sich dabei aus der maximal vorgesehenen Zahl von Wandlerelementreihen pro Array. Im Ausführungsbeispiel nach der Fig. 1 definiert das 80 bit-Schieberegister 9 neben der fest vorgewählten maximalen Flächenbreite des größten Empfangsblockes auch noch die Position der aufzubauenden Bildzeile. Yon links nach rechts werden dabei in das Schieberegister 9 in Blockform 20 bit eingeschrieben und zur Fortschaltung der Bildzeile der 20 bit-Block im Zeilentakt um je ein bit weitergeschoben. Zur Festlegung der Sende/Empfangsflächenhöhe dienen die dem Schieberegister 9 vorgeschalteten Logikblöcke 10 bis 13. Je nach vorgewähltem Programmablauf reichen diese Logikblöcke die vom Schieberegister 9 gelieferten Positionsinformationen entweder an sämtliche Reihen der Wandlerblöcke oder nur an einen Teil davon durch. Zur Festlegung der jeweiligen Flächenbreite dient hingegen das 20 bit-Schieberegister 14 in Verbindung mit den Sendeschaltern 8. Die Sendeschalter 8 bedienen in Abhängigkeit von den Informationen des Schieberegisters 14 nur so viele Schienen 5, wie es der gewünschten Sendefeldbreite entspricht. Im Empfangsfall werden durch die Sendeschalter 8 sämtliche Schienen 5 kurzgeschlossen, die eine zu große Empfangsfeldbreite ergeben würden. Der bzw. die Pufferverstärker 6 werden dabei im Sendemoment durch den bzw. die Eingangsschalter 7 vorübergehend von der Sendeenergie

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abgetrennt. Das geschilderte Ansteuerkonzept ermöglicht eine einfache und schnelle Programmierung. Höhe und Breite der Sende/Empfangsflächen, welche am häufigsten zu verändern sind, werden durch eine schnell schaltbare Logik 10 bis 13 bzw. durch ein nur kurzes Schieberegister 14 gesteuert. Die Logik 15 zwischen dem kurzen Schieberegister 14 und den Sendeschaltern erlaubt dabei eine Um- bzw. Neuprogrammierung des Schieberegisters 14 ohne Störprobleme durch Betätigung der Sendeschalter 8. Die Bildung einer Zwischenebene aus zwanzig Verbindungsschienen hat darüber hinaus auch noch den Vorteil, daß das Problem der Belastung eines einzelnen Kanals durch die unvermeidliche Kapazität anhängender Schalter im geöffneten Zustand verringert wird.

Das Grundelement zur Ansteuerung der Wandlerelemente einer einzigen Wandlerspalte zeigt nach Art eines Schaltungsschnittes die Fig. 2. Man erkennt sofort in Einzeldarstellung eine Flip-Flop-Registerstelle 18 des Schieberegisters 9 mit der zugehörigen Ansteuerleitung 19· Die Ansteuerung der drei in Spalte übereinander angeordneten, in den Flächen unterschiedlichen Einzelstrahler 20 bis 22 (das mittlere Element ist flächenmäßig größer ausgebildet als die darüber bzw. darunter angeordneten Elemente) erfolgt über Schaltstufen mit jeweils zwei im Gegentakt zueinander arbeitenden Flächenmusterschaltern 23, 24 bzw. 25, 26 bzw. 27, 28. Die Schaltlogik für die Flächenmusterschalter umfaßt dabei Invertierglieder 29, 30, sowie UND-Glieder 32 und 33, die untereinander sowie mit der Ausgangssteuerleitung 34 der Flip-Flop-Registerstufe 18 des Schieberegisters 9 einerseits und zwei externen Steuerleitungen 35 bzw. 36 der Steuer- bzw. Synchronisiereinheit 17 (Fig. 1) andererseits in der dargestellten Weise verknüpft sind. Steht am Ausgang der Flip-Flop-Registerstufe 18 des Schieberegisters 9 eine Eins, so wird der Schalter 26 geschlossen und somit bei geöffnetem Schalter 25 über die Sendeleitung 37 dem mittleren Wandlerelement 20 Sendeenergie zugeleitet. Die Ansteuerung der äußeren Wandlerelemente 21 bzw. erfolgt hingegen über die Steuerleitung 35, 36. Liegt an beiden Steuerleitungen eine Null, so sind die beiden äußeren

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Wandlerelemente 21 bzw. 22 abgeschaltet. Eine Hinzuschaltung eines oder beider Wandlerelemente 21, 22 zum mittleren Wandlerelement 20 ergibt sich hingegen bei Anlegen einer Eins an eine bzw. beide Steuerleitungen.

Wird zusätzliche mitlaufende elektronische Fokussierung erwünscht, so muß das Schaltbild gemäß Fig. .1 entsprechend durch jenes der Fig. 3 erweitert werden. Hierbei besteht die Aufgabe, die Signale nunmehr sämtlicher zwanzig Schienen der Schienenmatrix 5 gemäß Fig. 1 auf insgesamt acht Kanäle mit unterschiedlichen Verzögerungszeiten zu verteilen. Die Gesamtzahl von acht Kanälen ergibt sich aus der Forderung nach möglichst geringer Eigenrichtwirkung der Empfangsspalten bei gegebener Empfangsflächenbreite und gegebener Fokusbrennweite. Die Aufteilung der Empfängerbreite in eine endliche statt unendliche Zahl von Spalten bzw." Kanälen unterschiedlicher elektronischer Verzögerungszeit ergibt nämlich einen Quantisierungsfehler, der ein gewisses Maß nicht überschreiten darf. Dieses Maß beträgt ein Achtel der Ultraschallwellenlänge, woraus sich auch die Mindestzahl der Kanäle ableitet. Bei Vorwahl von lediglich acht Kanälen muß die Zuordnung einzelner Spalten zu den Kanälen noch während des Aufbaus einer Bildzeile geändert werden. Bei verringertem Schaltungsaufwand erfordert dies jedoch eine Umprogrammierung während des Zeilenaufbaus. Werden hingegen insgesamt zehn Kanäle zur Signalverzögerung angewendet, so kann die Zuordnung der Spalten zu den Kanälen mit gleichbleibendem Programm konstant gehalten werden; der Schaltungsaufwand ist jedoch entsprechend hoch. Demgemäß ergibt sich bei zusätzlicher elektronischer Fokussierung die Zuschaltung des Prinzipschaltbildes gemäß Fig. 3 zu jenem der Fig. 1 über jetzt insgesamt zwanzig Pufferverstärker 38 mit vorgesetzten Kanalschaltern 39. Hinter den zwanzig Pufferverstärkern 38 befinden sich wie vorher zwanzig Schienen einer Schienenmatrix 40. Jede dieser SchJaien ist nun zu insgesamt acht Einzelkanälen 41 bis 47' mit insgesamt acht Kanalverstärkern 48 bis 55 mit nachgeschalteten Verzögerungsgliedern 56 bis 63 durchverbindbar. Zur Verbindung dienen dabei in Paketen 64 bis 71 zusammengefaßte Analogschalter. Die Stellung sämtlicher 20 χ 8 = 160 Einzelschalter wird

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von einem 160 bit-Schieberegister 72 definiert. Mit dem Prinzipschaltbild nach der Fig. 3 soll die elektronische Fokussierung so ausgelegt sein, daß sie in der Symmetrieachse vor der jeweiligen Empfangsfläche liegt. Symmetrisch zu "dieser Achse liegende Spalten können daher gleichen Verzögerungskanälen zugeordnet werden. Diese Symmetriebedingung ermöglicht zusätzliche Einsparung an Einzelkanälen. Ein Steuerprogramm für das Schieberegister 72, das eine derartige Symmetrierung (bei Verwendung der Mindestzahl von acht Kanälen) ermöglicht, wird im nachfolgenden im Rahmen der Bildaufbau-Funktionsbeschreibung der Prinzipschaltbilder gemäß den Fig.1 und 3 noch näher erläutert.

Gemäß der Erfindung müssen die Flächenmuster für Senden und Empfang bei mitlaufender natürlicher und/oder elektronischer Fokussierung während des Aufbaus einer Bildzeile am Verstärkereingang geschaltet werden. Wird dabei in relativ großem zeitlichen Abstand vom Sendepuls, d.h. zu Zeitpunkten, die großer Bildtiefe entsprechen, geschaltet, so hat die laufzeitabhängige Verstärkung des Verstärkertiefenausgleichs hohe Werte erreicht. In einem solchen Falle ist besonders störspannungsfreie Umschaltung erforderlich. Am gravierendsten sind Übersprechimpulse, die von der Steuerleitung der jeweiligen Steuerschalter auf die Empfangsleitung gelangen. Diese als Fehler elektronischer Schalter nur sehr schwierig zu beseitigenden Übersprechimpulse führen zu insgesamt zwei Arten von Bildfehlern. Im einen Falle entstehen Störsignale, die zu unerwünschten Querlinien bei der Bilddarstellung führen. Im anderen Fall wirken die Übersprechimpulse wie kleine Sendeimpulse, die Echosignale insbesondere der hautnahen Strukturen auslösen, welche unmittelbar nach Umschaltung im Sichtbild als Geisterbilder dargestellt werden. Die genannten Schwierigkeiten ließen sich im Prinzip dadurch umgehen, daß nach einem Schaltungskonzept gesucht wird, bei dem nur nach vorhergehender Verstärkung, d.h. also bei hohen Signalpegeln, geschaltet wird. Dies würde jedoch zu einem unerwünscht hohen Bauelementeaufwand führen, weil dann im Falle elektronischer Fokussierung insgesamt dreißig voneinander unabhängige Kanäle gebildet werden müßten.

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Vorteilhafter ist es, bei beibehaltenem Schaltungskonzept Störungen durch Übersprechimpulse der Schalter dadurch zu vermeiden, daß das gesamte Ultraschallbild aus ineinandergeschachtelten Teilbildern so aufgebaut wird, daß in jedem Teilbild wechselseitig Austastlücken entstehen, in denen ohne Störungseinfluß geschaltet werden kann. Das vorliegend vorgeschlagene Schaltungs- bzw. Bildaufbaukonzept wird in der Fig. 4 anhand zweier Teilbilder näher erläutert. Die Fig. 4 zeigt dabei die Teilbildverschachtelung bei gleichzeitiger elektronischer Fokussierung mit entsprechend denkbarer Zuordnung von Schwingerspalten zu einzelnen Verzögerungskanälen E. Die Verschachtelung der Fig. 4 läßt sich jedoch im Prinzip auch auf reine natürliche Fokussierung anwenden, wobei im Unterschied lediglich Sende- bzw. Empfangsflächen mit gegenüber elektronischer Fokussierung geringerer Flächenbreite einzusetzen sind.

Betrachtet man nun Fig. 4, so sieht man das Bildfeld mit beispielsweise einer Bildbreite von 12 cm und einer Bildtiefe von 18 cm bei ca. 16 cm langem Array 1 in insgesamt fünf Feldbereiche I bis V unterteilt. Gemäß der Fig. 4 soll das erste Teilbild nun aus den Bildfeldbereichen II, IV und V bestehen. Die Größer der wirksamen Empfangsfläche für Echosignale, die den einzelnen. Empfangsflächen zuzuordnen sind, ist durch die Anzahl der eingezeichneten aktiven Wandlerelemente mit der Kennzeichnung E für Empfang im Sjhtbild mit angegeben. Entsprechendes gilt auch für die jeweilige mit S gekennzeichnete ßendeflache am oberen Bildrand. Beispielsweise beträgt also für das erste Teilbild bei einer Sendefläche yon 3 χ 10 Wandlern die maximale Empfangsfläche (bei zusätzlicher elektronischer Fokussierung) insgesamt 3 x 20 Einzelwandler im Bereich V. Im Bereich IV ist die Empfangsfläche hingegen auf insgesamt 3 χ 14 Einzelwandler reduziert. Die kleinste Empfangsfläche im ersten Teilbild, nämlich jene des Bereiches II, weist hingegen nur noch insgesamt vier Wandlerelemente der mittleren Wandlerelementreihe des Arrays 1 auf. Im Teilbild 1 stellen ferner die Bereiche I und III Austastlücken dar, welche zur Umschaltung der Flächenmuster (Senden, Empfangsbereich II, Empfangsbereich IV) ausgenutzt werden. Am Übergang zwischen

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Bereich IV und V ist keine Austastlücke notwendig, -weil hier bei zusätzlicher elektronischer Fokussierung bereits nach Verstärkung in insgesamt acht Kanälen geschaltet werden kann. In der Fig. 4 besteht das·zweite Teilbild aus lediglich zwei Bereichen I und III, die zur Schreibung des Bildes in den Austastlücken von Teilbild 1 dienen. Hinsichtlich des zweiten Teilbildes stellt jetzt der Bereich II die Austastlücke für das Teilbild 1 dar. Das zweite Teilbild hat eine wesentlich geringere Eindringtiefe als Teilbild 1, so daß die hierzu erforderliche Bildaufbauzeit klein bleibt. Die maximal erzielbare Bildfrequenz sinkt jedoch aufgrund des Mehrbedarfs an Zeit für das zweite Teilbild geringfügig von z.B. ca. 70 auf 50 Hz. Die zeitliche Zusammensetzung des Gesamtbildes aus den beiden Teilbildern gemäß Fig. 4 kann je nach Wahl der Zeilenstruktur auf verschiedene Arten erfolgen. Eine erste Variante ermöglicht eine einfache und damit schnelle Programmierung der drei Schieberegister 9, 14 bzw. 72. Eine Umprogrammierung der langen Register 9 bzw. 72 ist lediglich im Takt der langsameren Bildfrequenz erforderlich, während der Schiebetakt der hohen Zeilenfrequenz entspricht. Lediglich das Schieberegister 14 wird schnell umprogrammiert. Die genannte erste Variante ergibt sich bei Bildschreibung im reinen Zeilensprungverfahren, d.h. z.B. wird Teilbild 1 zuerst komplett geschrieben und anschließend das geschriebene Teilbild 1 durch das Teilbild 2 ergänzt. Bei diesem einfachen Zeilensprungverfahren wirft jedoch die Erzeugung des zweiten Teilbildes wegen der geringen Bildtiefe das Problem auf, daß Echos beispielsweise aus größerer Tiefe wegen der relativ zum Zeilenabstand größeren Schallstrahlbreite unter Umständen auf Nachbarzeilen dargestellt werden. Bei normalem Körpergewebe sind nämlich diese Echos bei der vorausgesetzten Betriebsfrequenz von 2 MHz lediglich um ca. 28 dB amplitudenschwächer als Echos der darzustellenden hautnahen Struktur. Um sicher zu gehen, daß auf diese Weise nicht Bilder von tiefliegendem Gewebe in Oberflächennähe verlagert dargestellt werden, sollte ein Amplitudenabstand von mindestens 50 dB gegeben sein. Diese Bedingung läßt sich beispielsweise bei Erhöhung der Betriebsfrequenz z.B. von 2 MHz auf 4 MHz einhalten. Abhilfe kann jedoch bei beibehaltener

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2 MHz-Betriebsfrequenz auch durch ein Zeilensprungverfahren gefunden werden, das in Modifikation Sprünge innerhalb der einzelnen Zeiüen mit solchen räumlichen Abständen ermöglicht, daß Echos aus großer Tiefe von vornherein nicht der falschen Zeile zugeordnet werden können. Letztere Lösungsmöglichkeit erfordert jedoch erhebliche Erhöhung an technischem Aufwand bei entsprechend vergrößerter Komplexität der Programmierung. Im Rahmen vorliegender Erfindung wird jedoch nun einer zweiten Variante, die den Zeilensprung vermeidet, der Vorzug gegeben. Diese Variante besteht darin, daß jeweils zugeordnete Zeilen des Teilbildes 1 und des Teilbildes 2 in unmittelbarer zeitlicher Aufeinanderfolge erzeugt v/erden. Die Verschachtelung der jeweiligen Zeilen der beiden Teilbilder kann dabei in dem Sinne erfolgen, daß beide Zeilen unmittelbar übereinander oder in direkter Nachbarschaft nebeneinander dargestellt werden. Diese Art der Teilbildverschachtelung bereitet praktisch keine Übergangsschwierigkeiten, da Echos aus größter Bildtiefe bei der Betriebsfrequenz von 2 MHz um bereits ca. 74 dB bedämpft sind und beim Übergang jeweils vom Teilbild 2 der einen Zeile auf ieilbild 1 der benachbarten Zeile unter Berücksichtigung des Austastbereiches I möglicherweise störende Echos bereits um ca. 34 dB stärker bedämpft sind als die erwünschten Echos. Eine weitere zusätzliche Verfeinerung erreicht man jedoch noch dadurch, daß bei Teilbild II mit schwächeren■Sendeimpulsen gearbeitet wird, was wegen der geringeren Eindringtiefe von Teilbild 2 möglich ist. Wird der Sendeimpuls von Teilbild 2 also z.B. um ca. 20 dB niedriger gewählt als jener des Teilbildes 1, dann sind die Echos ebenfalls um etwa 20 dB schwächer. In der Summe ergibt sich dann ein ausreichender Störabstand von ca. 54 dB bei der vorgeschlagenen Betriebsfrequenz von 2 MHz. Die Verhältnisse werden noch günstiger, wenn die Betriebsfrequenz entsprechend erhöht wird, weil Gewebebedämpfungen größer sind. Der oben angeführte Störabstand von ca. 74 dB bei Übergang von Teilbild 1 auf Teilbild 2 stellt lediglich einen Maximalwert dar. Selbstverständlich muß die Absenkung des Leistungsniveaus bei Teilbild 2 durch entsprechend höhere Verstärkung ausgeglichen werden. Hierdurch sinkt jedoch der Störabstand für den Übergang von Teilbild 1 auf Teilbild 2

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von 74 dB auf wiederum ca. 54 dB. Hinsichtlich der"Störabstände ergeben sich bei beiden Bildübergängen also vergleichbare Verhältnisse.

Mit den Figuren 1 bis 4 ergibt sich nun der Bildaufbau bei zusätzlich mitlaufendem elektronischem Fokus in Teilschritten wie folgt:

1. In das Schieberegister 9 werden zwanzig bit randbündig eingeschoben, womit die Position der Bildzeile 1 definiert wird. Beim Schieberegister 14 werden zehn bit in Registermitte gebracht. Das Schieberegister 72 wird einmalig gemäß den Anforderungen der Achssymmetrie des Schallfeldes programmiert .

2. Es folgt der Sendeimpuls.

3. Irgendwann während des Aufbaus des Teilbildes 1, z.B. im Bildbereich I, erhält das Schieberegister 14 zwei bit in Registermitte. Über die Logik 15 werden die Sendeschalter 8 so eingestellt, daß alle Schienen der Schiaienmatrix 5 offen, d.h. nicht kurzgeschlossen, sind.

4. Nunmehr erfolgt Empfang im Bereich II. Die Definition der Empfangsbreite erfolgt durch Auswahl der Kanäle (Schalten nach Verstärkung).

5. Hinsichtlich des Schieberegisters 9 erfolgt Zuschaltung der beiden äußeren Wandlerreihen im Bildbereich III über die Logik 10 bis 13.

6. Es erfolgt Empfang des Bereiches IV bei entsprechender Auswahl der Kanäle.

7. Empfang des Bereiches V.

8. Es erfolgt Freigabe der Registerinformation des Schieberegisters 14 über die Logik 15 zur Einstellung der Sendeschal-

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ter 8 auf die verringerte Sendefläche der ersten Zeile des folgenden Teilbildes.

9. Anschließend erfolgt Senden mit ca. 1/10 der vorherigen S ende impuls amplitude.

10. Nunmehr erfolgt Empfang im Bereich I, wobei die Signalverstärkung um den Faktor 10 gegenüber vorher erhöht ist.

11. Bei Empfangseinstellung im Bereich II erhält das Schieberegister 14 zehn bit für die nächstfolgende Zeilenposition. Die Logik 15 verhindert dabei die Weitergabe der neuen Information an die Sendeschalter 8,

12. Es erfolgt Empfang des Bildbereiches III bei entsprechender Auswahl der Kanäle.

13. Der Registerinhalt des Schieberegisters 9 wird im Gesamtblock um einen Takt (ein bit) weitergeschoben. Entsprechendes geschieht mit dem Registerinhalt des Schieberegisters Hinsichtlich des Schieberegisters 14 erfolgt Einstellung der Sendesehalter 8 gemäß dem mit Schritt 11 eingestellten neuen Registerinhalt.

14. Es erfolgt sinngemäße Fortsetzung bis zur letzten Bildzeile.

Die erzielte Vereinfachung im Bildaufbau ergibt einen Mehraufwand an notwendigen Programmwechseln der Schieberegister. Insbesondere muß auch das lange Schieberegister 72 mit Zeilenfrequenz umprogrammiert werden. Dies läßt sich jedoch auf leichte Weise mit verschiedenen Mitteln lösen. Eine Lösungsmöglichkeit besteht beispielsweise darin, daß zur rascheren Umprogrammierung des Schieberegisters 72 die Speisung des Schieberegisters im Parallelbetrieb über eine Vielzahl von Zuleitungen erfolgt. Eine zweite Möglichkeit besteht in einer besonderen Anordnung der Registerplätze im Zusammenspiel mit einer Änderung der Zuordnung der Kanäle und Verzögerungsstrecken. Dann reicht ein Weiterschieben des eingeschriebenen Registerinhalts um zehn Takt-

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schritte zur Umprograinmierung aus. Die dritte Möglichkeit, bei der überhaupt auf Umprogrammierung verzichtet werden kann, besteht - wie vorhergehend bereits angedeutet - in einer Erhöhung der Anzahl der Kanäle von insgesamt acht auf zehn unter Inkaufnahme entsprechender Erhöhung des technischen Aufwandes. Von sämtlichen angedeuteten Möglichkeiten ist insbesondere die Möglichkeit zwei hinsichtlich Minimisierung des Aufwandes für Sehaltstruktur und Programmierung besonders interessant. Werden aus Gründen geringeren technischen Aufwandes lediglich acht anstelle beispielsweise von zehn Kanälen gewählt, so muß die Zuordnung der Arrayspalten zu den einzelnen Kanälen während des Aufbaus einer Bildzeile geändert werden. Die günstigste Auswahlmöglichkeit einer entsprechenden Zuordnung von Schwingerspalten zu Kanälen ergibt sich aus Fig. 5. Es sind demnach lediglich zwei Zuordnungen erforderlich, von denen die eine in den Bildbereichen IV und V, die andere hingegen in den Bereichen I, II, III eingestellt werden muß. Die entsprechende Zuordnung wird durch den Programminhalt des Schieberegisters bestimmt. In Fig. 5 bezeichnen die Ziffern innerhalb der Blöcke 72' bzw. 73 jeweils Nummern von Schwingerspalten. Die Ziffern rechts der Blöcke stellen die jeweils zugehörigen Kanalzuordnungen in den Bereichen IV bzw. V hinsichtlich der Schwingerspalten des Blockes 72' und der Bereiche I, II bzw. III hinsichtlich der Schwingerspalten des Blockes 73 dar. Beim Schieberegister 72 bestünde die einfachste Möglichkeit zur Umprogrammierung darin, das ganze Schieberegister mit 160 Plätzen jeweils neu mit Informationen zu belegen. Bei einer für MOS-Schaltkreise maximal sinnvollen Taktfrequenz von 2,5 MHz würde dies immerhin 0,4 χ 160 = 64/usec (entsprechend knapp 5 cm Eindringtiefe) in Anspruch nehmen, so daß entsprechend die Bildfrequenz gesenkt werden müßte. Mit nur zehn Schritten (entsprechend 4/usec) kommt man aus, wenn das Schieberegister in Abständen von jeweils zwanzig Registerplätzen in sich selbst rückgekoppelt ist und zusätzlich vier weitere Analogschalter vorgesehen werden. Die Fig. 6 zeigt letztere Möglichkeit in einem Feld von insgesamt .zwanzig Array-Spalten. Die zusätzlichen Analogschalter sind mit 74 bis 77, die zugehörige Ansteuerlogik mit 78 bezeichnet. In der linken Blockdarstellung

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bis 81 ist die Zuordnung der Array-Spalten zu den Kanälen veranschaulicht, wie sie für die Bildbereiche IV und V erforderlich sind. Die Ziffern der Blöcke 79 bzw. 80 bezeichnen wiederum die Nummern der Registerplätze bzw. die Nummern zugeordneter Schwingerspalten. Die Ziffern des Blockes 81 bezeichnen hingegen die Nummern entsprechend zugeordneter Kanäle der Bereiche IV bzw. V. Mit 82 ist die bereits erwähnte Rückkoppelleitung des Schieberegisters 72 bezeichnet. Im Schieberegister wird die Reihenfolge der Informationsbits grundsätzlich beibehalten, so daß eine feste Zuordnung zwischen den Schieberegisterplätzen und den Kanälen bestehen bleibt. Ist das Schieberegister nach jeweils zwanzig bits jedoch endlich zurückgekoppelt und der Registerinhalt entsprechend um zehn Takte weitergeschoben, so ergibt sich die in den rechten Blocks 83 bis 85 dargestellte Zuordnung von Array-Spalten und Kanälen. Man erkennt sofort die Ähnlichkeit mit der Zielkonfiguration (für Bildbereich I, II, III). Allerdings liegt noch eine Vertauschung von Kanälen gegenüber der gewünschten Zuordnung vor. Bei geeigneter Programmierung der Verzögerungszeiten könnte das Problem als gelöst angesehen werden. Allerdings erfordert dies einen relativ großen Einstellbereich der Verzögerungsleitungen. Die zusätzlichen Kanalumschalter 74 bis 77 der Kanäle 5, 6, 7 bzw. 8 ermöglichen die korrekte Zuordnung in den Bereichen I, II und III bei relativ engem Einstellbereich -der Verzögerungsleitung. Die korrekten Kanalzuordnungen in den unterschiedlichen Bereichen.I bis V sind am Ausgang des Programmierungsschaltbildes gemäß der Fig. 6 durch Angabe der entsprechenden Kanalziffern speziell angedeutet. Zur Vereinfachung der Darstellung wurde auf die nähere Erläuterung der Parallelverschiebung der Zeilenabtastung nicht eingegangen. Sie ist vorliegenden Ansteuervorgängen im ganzen additiv überlagert. Zur Vermeidung von Schalter-Störproblemen wäre ..es auch vorteilhaft, die Analogschalter Ik bis 77 hinter nicht dargestellten Kanalverstärkern anzuordnen. Dies ermöglicht Schalten bei hohem Pegel. Erst dann folgen die umschaltbaren (programmierbaren) Verzögerungszeiten. Mit der vereinfachten Umprogrammierung des Schieberegisters 3 entsprechend dem Plan der Fig. 6 ergibt

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sich eine Abänderung des Zeitplanes des Bildaufbaus lediglich in den folgenden Zwischenschritten. Zwischen den oben aufgeführten Schaltschritten 5 und 6 wird ein Schaltschritt 5¹ eingeschoben, innerhalb dessen das Schieberegister 72 im rückgekoppelten Zustand um jeweils zehn bit weitergeschoben wird. Ferner werden in diesem Schaltschritt auch die Kanal-Umschalter 74 bis 77 umgeschalten. Ein weiterer Zwischenschalt schritt ergibt sich am Ende des vorhergehenden Schaltschrittes 7. In diesem weiteren Schaltschritt 7^! wird das Schieberegister erneut um weitere zehn bit weitergeschoben. Der Aufbau des Teilbildes 2 wird dabei um 4/usec verzögert. Ferner erfolgt erneute Umschaltung der Kanal-Umschalter 74 bis 77. Hinsihtlich des bisherigen Schrittes 12, d.h. Empfang im Bildbereich III, ist hingegen kein weiterer Zwischenschritt (oder eine entsprechende Bildverzögerung) notwendig, weil die mittels Schieberegister 72 eingestellte Kanalzuordnung auch für Bereich II des nächsten Teilbildes benötigt wird.

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Claims

Patentansprüche 5643918

1. Gerät zur Ultraschallabtastung mit einem Ultraschallapplikator, bestehend aus einer Mehrzahl von in ebener Fläche räumlich nebeneinander angeordneten Ultraschallwandlern und einer Steuereinrichtung, die eine dem gewünschten Fokusabstand entsprechende Anzahl von Ultraschallwandlern gleichphasig an einen Signalsender bzw. Signalempfänger anschaltet, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuereinrichtung (4 bis 17) für die Wandlerelemente (2) in dem Sinne ausgebildet ist, daß sie bei vorgegebener Sendefläche (S) der Wandlerelemente nach Aussenden eines Sendesignals die aktive Empfangsfläche (E) in der Empfangsphase im Sinne einer Änderung der Fläche von einem Niedrigwert auf einen Höchstwert verändert.

2. Gerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß durch die Steuereinrichtung (4 bis 17) die nacheinander einzustellenden Empfangsflächen jeweils so groß gewählt sind, daß die sich daraus ergebenden Tiefenlagen des natürlichen Fokus den Tiefen entsprechen, aus denen Echos von Körperstrukturen erwartet werden.

3. Gerät nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß eine Änderung der Empfangsfläche sowohl durch Änderung von Flächenbreite als auch Flächenhöhe erfolgt.

4. Gerät nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß für jede der nacheinander einzustellenden Empfangsflächen die die Querabmessung des Schallstrahles festlegende Flächenbreite höchstens etwa um den Faktor zwei größer gewählt ist als die Flächenhöhe, die die vom Schallstrahl erfaßte Schichtdicke festlegt.

5. Gerät nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß durch die Steuereinrichtung (4 bis 17) die Sendefläche jeweils so groß gewählt ist, daß sich der natürliche Fokus in größter darzustellender Bildtiefe befindet.

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6. Gerät nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Steuereinrichtung(4 bis 17) zusätzlich Mittel (38 bis 72) zur elektronischen Simulierung einer eindimensional gekrümmten Gesamtoberfläche sämtlicher Wandlerelemente zugeordnet sind.

7. Gerät nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß natürliche und elektronische Fokussierung in schaltungsmäßig aufeinanderfolgenden Stufen geschieht.

8. Gerät nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Zeilendurchtaktung entlang dem Applikator (1) in Blöcken mit fest vorgebbarer Anzahl von Wandlerelementen erfolgt, welche Blöcke lediglich während der Sende/Empfangszeiten durch die Steuereinrichtung auf die erwünschten Sende/ Empfangsflächen aufgrund Weg- bzw. Wiederzuschalten von Wandlerelementen schaltbar sind.

9. Gerät nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Gesamtfläche eines Durchtaktblockes der größten einzustellenden Empfangsfläche entsprechend gewählt ist.

10. Gerät nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, daß zur Yorgabe der Blocktaktfrequenz ein erstes Schieberegister (9) dient, das im Übergangstakt aufeinanderfolgender Sende/Empfangszyklen Flächenmusterschalter (4) für die Wandlerelemente im Sinne der fortschreitenden blockweisen Freigabe von Wandlerelementen zur Beaufschlagung mit Hochfrequenzsende- oder Ultraschallempfangsenergie aktiviert... . -

11. Gerät nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß den Flächenmusterschaltern (4) zusätzlich Blockbegrenzungsschaltglieder(iO bis 13; 8, 14) zugeordnet sind zur Begrenzung der Blockflächen auf die erwünschten Sende- bzw. Empfangsflächen durch Teilblockierung einzelner Flächenmusterschalter für Signale des ersten Schieberegisters (9) einerseits und Teilblockierung weiterer Flächenmusterschalter für die Weiterleitung von Sende/EmpfangsSignalen andererseits.

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12. Gerät nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Blockbegrenzungsschaltglieder dem ersten Schieberegister (9) zugeordnete Iiogikglieder (10 bis 13) zur Vorgabe der Sende/Empfangsflächenhöhe einerseits sowie ein zweites Schieberegister (14) mit zugeordneten Sende/Empfangsenergieschaltern (8) für die Vorgabe der Sende/Empfangsflächenbreite andererseits umfassen.

13. Gerät nach Anspruch 10 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Flächenmusterschalter mit dem ersten Schieberegister^) nebst Logikgliedern (10 bis 13) einerseits und dem zweiten Schieberegister (14) mit Sende/Empfangsenergieschaltern (8) andererseits über eine Schienenmatrix (5) blockweise verbunden sind.

14. Gerät nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß im Falle nachfolgender zusätzlicher elektronischer Fokussierung sämtliche Signalausgänge der Schienenmatrix (5, 40) über je ein Analogschaltglied (64 bis 71) mit einer vorgebbaren Anzahl, vorzugsweise acht, Kanalverstärkern (48 bis 55) mit nachgeschalteten Verzögerungsgliedern (56 bis 63) zur Aufteilung der Empfangsbreite in eine bestimmte Anzahl unterschiedlicher elektronischer Verzögerungszeiten verbunden sind.

15. Gerät nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuereinrichtung (4 bis 17 bzw. 38 bis 72) zum Aufbau von Ultraschall-Teilbildern (z.B. gemäß Fig. 4) ausgelegt ist, die so ineinanderschachtelbar sind, daß sich in jedem Teilbild wechselweise Austastlücken für Flächenmusterumschaltimpulse ergeben.

16. Gerät nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß die Teilbilder wahlweise zeitlich nacheinander oder zeitlich ineinander verschachtelt mit Zeilenwechseltakt erzeugt werden.

17. Gerät nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß bei Teilbilderzeugung im Zeilenwechseltakt zugeordnete Teilbildzeilen wahlweise nebeneinander oder übereinander darstellbar sind.

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18. Gerät nach einem der Ansprüche 15 bis 17, dadurch gekennzeichnet, daß unterschiedlichen Teilbildern unterschied-, liehe Sendeenergien, z.B. durch Einstellung unterschiedlicher Sendeflächen, zugeordnet sind.

19. Gerät nach einem der Ansprüche 1 bis 18, dadurch gekennzeichnet, daß für die Schichtdicke die Sende- bzw. Empfangsflächen gegebenenfalls mechanische Krümmungen senkrecht zur Abtastebene aufweisen.

20. Gerät nach einem der Ansprüche 1 bis 19, dadurch gekennzeichnet, daß bei zusätzlicher elektronischer Fokussierung diese wahlweise in Abtastrichtung oder in Schichtdickenrichtung erfolgt.

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