DE2643918C3 - Gerät zur Ultraschallabtastung - Google Patents
Gerät zur UltraschallabtastungInfo
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Description
schallwandlerelementen 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 Ausfuhrungsbeispiel nach der F i g. 1 sollen insgesamt
ca. fünf feste Tiefen des Empfangsfokus einstellbar sein. Die Empfangsfläche schwankt dabei zwischen minimal
zwei benachbarten Plättchen der mittleren Wandlerelemente 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 Näherungsformeln) 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 3 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 χ 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 Strahlers 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 Reduktion auf insgesamt acht Kanäle (ohne Zwischenstufe) wären acht Serienschalter für jedes Plättchen nötig, & h. insgesamt also
8x240=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 F i g. 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 F i g. 1 ergibt sich die schaltungsmäßige
Reduktion in der Weise, daß das aus 3 χ 80 Einzelwandlerelementen bestehende Array über insgesamt 3 χ 80 Schaltglieder 4, im folgenden Flächenmu-
sterschalter genannt, auf eine Zwischenebene aus
insgesamt zwanzig sog. Schienen 5 matrixartig durchverbunden ist Im Ausführungsbeispiel nach der F i g. 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 der Sendeschalter 8 erfolgt hingegen durch ein zweites Schieberegister 14 mit der Ansteuerlogik 15. Das Bauelement 16 stellt den Sendeoszillator
zur Speisung zu aktvierender 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 ErapfangsFläche. 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
so der maximal vorgesehenen Zahl von Wandlerelementreihen pro Array. Im Ausführungsbeispiel nach der
F i g. 1 definiert das 80-bit-Schieberegister 9 neben der fest vorgewählten maximalen Flächenbreite des größten Empfangsblockes auch noch die Position der
aufzubauenden Bildzeile. Von links nach rechts werden dabei in das Schieberegister 9 in Blockform 20 bit
eingeschrieben und zur Fortschaltung der Bildzeile der 20-bit-BIock 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 Positionsinformation 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 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 8 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 flächeninäßig 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, 31 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. 22 erfolgt hingegen über die
Steuerleitung 35, 36. Liegt an beiden Steuerleitungen eine Null, so sind die beiden äußeren 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 F i g. 1
entsprechend durch jenes der F i g. 3 erweitert werden. Hierbei besteht die Aufgabe, die Signale nunmehr
sämtlicher zwanzig Schienen der Schienenmatrix 5 gemäß F i g. 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 MaB nicht
überschreiten darf. Dieses Maß beträgt eine 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 wäh
rend des Zeilenaufbaus. Werden hingegen insgesant
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 F i g. 3 zu jenem der F i g. 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 Schienen 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 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 F i g. 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 Biidzeile 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
so 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 hautnahem Strukturen
auslösen, welche unmittelbar nach Umschaltung im Sichtbild als Geisterbildner dargestellt werden. Die
genannten Schwierigkeiten ließen sich im Prinzip
dadurch umgehen, daß nach einem Schaltungskonzept
gesucht wird, bei dem nur nach vorhergehender Verstärkung, & h. also bei hohen Signalpegeln, geschaltet wird. Dies würde jedoch zu einem unerwünscht
hohen Bauelementaufwand führen, weil dann im Falle elektronischer Fokussierung insgesamt dreißig voneinander
unabhängige Kanäle gebildet werden müßten.
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 F i g. 4 anhand zweier Teilbilder näher erläutert Die F i g. 4 zeigt dabei die Teilbildverschachtelung
bei gleichzeitiger elektronischer Fokussierung mit entsprechend denkbarer Zuordnung von Schwingerspalten
zu einzelnen Verzögerungskanäien K. Die Verschachtelung der F i g. 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 F i g. 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 Größe 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
Sichtbild mit angegeben. Entsprechendes gilt auch für die jeweilige mit S gekennzeichnete Sendefläche am
oberen Bildrand. Beispielsweise beträgt also für das
erste Teilbild bei einer Sendefläche von 3 χ 10 Wandlern die maximale Empfangsfläche (bei zusätzlicher
elektronischer Fokussierung) insgesamt 3 χ 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
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 ein wesentlich geringere Eindringtiefe als Teilbild 1, so daß die hierzu
erforderliche Bildaufbauzeit klein bleibt Die maximal erzielbare Bildfrequenz sinkt jedoch aufgrund des
Mehrfachbedarfs an Zeit für das zweite Teilbild geringfügig von z.B. ca. 70 auf 50Hz. 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
ίο 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 dieses Echos bei der
vorausgesetzten Betriebsfrequenz von 2 Hz lediglich um ca. 2SdB 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 2-MHz-Betriebsfrequenz auch
durch ein Zeilensprungverfahren gefunden werden, das in Modifikation Sprünge innerhalb der einzelnen Zeilen
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 werden. 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 Teilbild 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
2 mit schwächeren Sendeimpulsen gearbeitet wird, was wegen der geringen 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 von 74 dB auf
20
25
30
viederum ca. 54 dB. Hinsichtlich der Störabstände Tgeben sich bei beiden Bildübergängen also vergleich-
»are Verhältnisse.
Mit den F i g. 1 bis 4 ergibt sich nun der Bildaufbau bei :usätzlich mitlaufendem elektronischem Fokus in s
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 Schienenmatrix 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 Sendeschalter 8 auf die verringerte Sendefläche der ersten Zeile des folgenden
Teilbildes.
9. Anschließend erfolgt Senden mit ca. >/io der
vorherigen Sendeimpulsamplitude.
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 Bildbereichs III bei entsprechender Auswahl der Kanäle.
t3. Der Registerinhalt des Schieberegisters 9 wird im
Gesamtblock um einen Takt (ein bit) weitergeschoben. Entsprechendes geschieht mit dem Registerinhalt
des Schieberegisters 72. Hinsichtlich des Schieberegisters 14 erfolgt Einstellung der Sendeschalter
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 ei
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
40
45
55 Zuordnung der Kanäle und Verzögerungsstrecken.
Dann reicht ein Weiterschieben des eingeschriebenen Registerinhalts um zehn Taktschritte zur Umprogrammierung
aus. Die dritte Möglichkeit, bei der überhaupt auf Umprogrammierung verzichtet werden kann,
besteht — wie vorhergehend bereits angedeutet — in einer Erhöhung der Anzahl det 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 Schaltstruktur 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 72 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 μββϋ (entsprechend knapp 5 cm Eindringtiefe)
in Anspruch nehmen, so daß entsprechend die Bildfrequenz gesenkt werden müßte. Mit nur zehn
Schritten (entsprechend 4 μεεο) kommt man aus, wenn
das Schieberegister 72 in Abständen von jeweils zwanzig Registerplätzen in sich selbst rückgekoppelt ist
und zusätzlich vier weitere Analogschalter vorgesehen werden. Die F i g. 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 79 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 Blokkes
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 Block 83 bis 85 dargestellten 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 Einsteubereich der Verzögerungsleitungen. Die zusätzlichen Kanzlumschalter 74 bis 77 der
Kanäle 5, 6, 7 bzw. 8 ermöglichen die korrekte Zuordnung in den Bereichen 1, II und IH 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 74 bis 77 hinter nicht dargestellten Kanalverstärkern anzuordnen. Dies ermöglicht Schalten bei hohem Pegel. Erst dann folgen die
umschaltbaren (programmierbaren) Verzögerungszei
ten. Mit der vereinfachten Umprogrammierung des
Schieberegisters 3 entsprechend dem Plan der Fig. 6 ergibt sich eine Abänderung des Zeitplanes des
Bildaufbaus lediglich in den folgenden Zwischenschritten. Zwischen den oben aufgeführten Schaltschritten 5
und 6 wird ein Schaltschritt 5' eingeschoben, innerhalb dessen das Schieberegister 72 im rückgekoppelten
Zustand um jeweils zehn bit weitergeschoben wird. Ferner werden in diesem Schaltschritt auch die
ίο Kanal-Umschalter 74 bis 77 umgeschaltet. Ein weiterer
Zwischenschaltschritt ergibt sich am Ende des vorhergehenden Schaltschrittes 7. In diesem weiteren Schaltschritt T wird das Schieberegister 72 erneut um weitere
zehn bit weitergeschoben. Der Aufbau des Teilbildes 2
is wird dabei um 4 usec verzögert Ferner erfolgt erneute
Umschaltung der Kanal-Umschalter 74 bis 77. Hinsichtlich 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.
Claims (20)
1. Gerät zur Ultraschallabtastung mit einem Ultraschailapplikator, bestehend aus einer Mehrzahl s
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 is Sendesignals die aktive Empfangsfläche (E) in der
Empfangsphase im Sinne einer Änderung der Fläche von einem Niedrigwert auf einon 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
Hefen entsprechen, aus denen Echos von Körper- 2s strukturen 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 30 groß gewählt ist, daß sich der natürliche Fokus in größter
darzustellender Bildtiefe befindet.
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 so
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 Wandlerelement?n
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 Vorgabe 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 Fiächenmusterschaltern (4) zusätzlich BlockbegrenzungsschaltgliederilO 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.
12. Gerät nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet
daß die Blockbegrenzungsschaltglieder dem ersten Schieberegister (9) zugeordnete Logikglieder
(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 (9) 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 F i g. 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.
18. Gerät nach einem der Ansprüche 15 bis 17, dadurch gekennzeichnet, daß unterschiedlichen
Teilbildern unterschiedliche Sendeenergien, z. B. durch Einstellung unterschiedlicher Sendeflächen,
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
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
Aus der DE-OS 24 43 686 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 Empfangsfläche in dsr 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 ergebende 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 tiefenabhängig 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 a!s 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 Wandlerelemente
zugeordnet sind. Im Gegensatz zu mechanisch fokussieren Ultraschailwandieranordnungen 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 Empfangskanäie und schaltet man dem elektrischen
Empfangssignal der einzelnen Wandlerelemente jeder Spalte der Wandlerelementanordnungen solche Verzögerungszeiten
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 DE-OS 22 02 989, der Fokuspunkt
verschoben bzw. 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 Verknüpfunges- bzw. Steuerglieder ermöglichen eine
einfache und schnelle Um- bzw. Neuprogrammierung des Abtastverlaufes. Der Übergang auf Teilbildschreibung
ermöglicht ferner gemäß den Unteransprüchen 15 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 F i g. 1 bis 6.
Es zeigt
F i g. 1 ein Ausführungsbeispiel im Prinzipschaltbild zur Erzeugung eines mitlaufenden natürlichen Fokus bei
ebenen Ultraschallwandleranordnungen, im nachfolgenden Ultraschall-Array genannt,
F i g. 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,
F i g. 4 den möglichen Bildaufbau durch Ultraschall-Arrays gemäß den F i g. 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 Schaltungsaufwand.
In der F i g. 1 ist das Ultraschall-Array mit 1 bezeichnet. Es besteht aus einer Vielzahl von Ultra-
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