DE2736102A1 - Wandleranordnung zum abtasten von lebendem gewebe - Google Patents

Wandleranordnung zum abtasten von lebendem gewebe

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DE2736102A1
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Ephraim H Frei
Sidney B Lang
Mordechai Moshitzky
Bruce Sollish
Shmuel Yerushalmi
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Yeda Research and Development Co Ltd
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Description

Die Erfindung betrifft eine Wandleranordnung zum Abtasten bzw. zur Palpation von lebendem Gewebe, d.h. sie betrifft eine Einrichtung und ein Verfahren zum viskoelastischen Messen, um verdickte bzw. verdichtete Bereiche im menschlichen Gewebe aufzufinden, und betrifft insbesondere eine Wandleranordnung mit mindestens zwei im Abstand voneinander angeordneten, kleinen Wandlerelementen, um eine bessere Untersuchung von menschlichem Gewebe, insbesondere dem Gewebe der weiblichen Brust zu gewährleisten, wobei sehr kleine, verdickte bzw. verdichtete Bereiche aufgefunden werden können und wobei die Palpation bzw. das Abtasten (im folgenden wird meist nur noch von Abtasten gesprochen) viel schneller als zur Zeit vorgenommen werden kann und auch mit einer verhältnismäßig geringen übung der prüfenden Person durchgeführt werden kann.
Zur Zeit werden drei Hauptmethoden zum Diagnostizieren von Brustkrebs angewandt, nämlich die Röntgen-Mammographie, die Thermographie und die Palpation bzw. das Abtasten. Gewisse Tätigkeiten werden auch mit Ultraschallwellen durchgeführt. Keines dieser Verfahren ist jedoch allein ausreichend und auch eine Kombination mehrerer von ihnen ist nichtzufriedenstellend. Mit dem Abtasten können im allgemeinen keine Geschwulste oder Tumore festgestellt werden, die kleiner als etwa ein Zentimeter sind.
Eines der genauesten Verfahren ist die Palpation oder das Abtasten, aber dies wird manuell durchgeführt, ist somit subjektiv, zeitaufwendig und damit kostspielig. Kein Instrument ist bisher so weit entwickelt worden, um das Abtastverfahren durchführen zu können. Dies beruht hauptsächlich auf der Tatsache, daß kein gut arbeitender Wandler die auf dem Tastsinn beruhende Information im Bereich der Beschaffenheit bzw. Festigkeit (der mechanischen Impedanz) von lebendem Gewebe in elektrische Signale umwandeln kann.
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Die Erfindung schafft daher eine Einrichtung, um die gleiche Information zu erhalten, die ein Arzt durch das Abtasten erhält, wobei die Einrichtung viskoelastische Eigenschaften bzw. Besonderheiten besser analysieren kann, die Information dann aufzeichnen kann und eine objektives, schnelles und zuverlässiges Verfahren schafft, um pathologische Zustände, insbesondere Brustkrebs zu diagnostizieren.
Gemäß der Erfindung ist eine Anzahl kleiner piezoelektrischer Elemente, welche in Abständen voneinander angeordnet sind, in einer entsprechenden Anordnung vorgesehen. Die Wandlerelemente können in Form von in Abstand voneinander angeordneten Fingern seih , die 1 bis5mm breit und in einem Abstand von 1 bis 5mm angeordnet sind. Die Finger können seitlich nebeneinander in einem bestimmten Abstand voneinander angeordnet sein, oder eine Anzahl Finger kann einen Mittelfinger umgeben, oder es kann irgendeine andere Anordnung verwendet werden. Die Wandlerelemente können dann in einer entsprechenden Zuordnung zueinander, beispielsweise an der Fingerspitze eines elastischen Handschuhs angebracht sein. Infolgedessen kann der Finger des Benutzers die Wandlerelemente in einen lokalen Gewebebereich drücken, wobei etwa derselbe Druck auf jedes Wandlerelement ausgeübt wird, und jedes Wandlerelement kann einen Ausgang abgeben, welcher sich auf die Beschaffenheit bzw. Festigkeit des Gewebes unter dem einzelnen Wandlerelement bezieht. Ein Unterschied im Ausgang des einen Nandlerelements bezüglich des Ausgangs eines benachbarten Wandlerelements kann dann entweder den Rand oder den Hauptteil eines verdickten bzw. verdichteten Gewebebereichs nachweisen und bestimmen, der viel kleiner ist als ein Klumpen bzw. eine Verdikkung mit dem klein sten Durchmesser, den ein erfahrener Arzt fühlen und feststellen kann, wenn er einen Patienten manuell abtastet .
Es kann auch ein Wechselstrom mit einer vorbestimmten Frequenz an einen oder mehrere der Wandler angelegt und der Ausgangsstrom des anderen Wandlers oder der anderen Wandler gemessen werden. Durch die auf diese Weise erhaltene Schwingung mit einer vorbe-
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stimmten Frequenz kann die Empfindlichkeit und die Zuverlässigkeit der Untersuchung erhöht werden.
Diese Information, die die Beschaffenheit bzw. Festigkeit des Gewebes unter jedem Wandlerelement betrifft, kann auf einem X-Y-Schreiber oder -Aufzeichnungsgerät dargestellt werden, um die Lage des bzw. der Wandler an jeder Stelle aufzuzeichnen, und um auch den Wert bzw. die Größe der Beanspruchung und Belastung an dieser Stelle aufzuzeichnen. Dies könnte mit derzeit kommerziell verfügbaren X-Y-AufZeichnungseinrichtungen, deren Schreibstift in Schwingung versetzt wird, d.h. der sogenannten "Z"-Darstellung durchgeführt werden. Auch könnte hierzu ein Speicheroszillograph verwendet werden. Wenn sich der Druck bzw. die Belastung von einer Stelle zur anderen merklich ändert, wenn die Brust abgetastet wird, kann es vorteilhaft und zweckmäßig sein, die Druck-Verformungs- bzw. Spannungs-Dehnungsabhängigkeit aufzunehmen, um dadurch besser bedeutsame Änderungen in der Beschaffenheit, Festigkeit oder Konsistenz des darunterliegenden Gewebes aufzuzeigen.
Um das Verfahren zu beschleunigen, können gleichzeitig mehrere Wandlerelemente betrieben werden. Infolgedessen können auch mehrere Schreibstifte vorgesehen sein, die parallel Aufzeichnungen auf der X-Y-AufZeichnungseinrichtung vornehmen, oder es können mehrere Kurven oder Schreibspuren parallel auf dem Speicheroszillographen aufgezeichnet werden. Auch kann der Unterschied im Signal von zwei benachbarten Wandlern aufgenommen werden.
Auch kann irgendein gefordertes Wandlermaterial für die Elemente verwendet werden, wie beispielsweise für piezoelektrische, keramische Wandler, für Differentialwandler, für biegsame Widerstände, deren Widerstandswert sich mit dem Druck ändert, und für piezoelektrische Elektret-Wandler. Elektrete werden aus organischen Verbindungen hergestellt, welche üblicherweise durch Abkühlen von einem flüssigen oder weichen Zustand in den festen Zustand bei Vorhandensein eines elektrischen Feldes oder durch Polymerisation bei Vorhandensein eines elektrischen Feldes gebildet werden. Lei-
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tende Elektroden sind in bekannter Weise angeordnet, übliche Materialien, die zur Herstellung von Elektreten verwendet werden, sind Bienenwachs und Polymerisate in flächiger Form, wie beispielsweise Polyvenylxdenfluorid. Weitere Kunstharzplatten oder Tafeln, die "polfähig" ("pole-able") sind und dann piezoelektrisch sind, sind Polyvinylfluorid, Polyvinylchlorid sowie die Kopolymeren wie Tetrafluor-Polyäthylen, ferner Polyakrylnitril und Akrylnitrilmethylmethakrylat. Die Elektroden können dann einzeln oder in einer bestimmten Anordnung vorgesehen sein. Derartige Elektrete sind als Wandlerelemente vorteilhaft, da ihre mechanische Impedanz gut der Impedanz von lebendem Gewebe entspricht. Darüber hinaus kann die Beschaffenheit bzw. die Konsistenz eines Elektretes in großem Umfang geändert werden, indem verschiedene Stoffe oder verschiedene Kombinationen von Stoffen verwendet werden. Die Anpassung der Impedanz des Wandlers an das zu untersuchende Gewebe hat den Vorteil einer höheren Empfindlichkeit, eines besseren Signal-Rausch-Verhältnisses und ist während der Untersuchung viel angenehmer.
Wie vorstehend ausgeführt, übt der Wandler selbst eine Verformung oder Dehnung auf das Gewebe aus, und die sich aus dieser Verformung oder Dehnung ergebende Beanspruchung bzw. Belastung kann gemessen werden. Eine Palpation bzw.ein Abtasten mit einem derartigen Wandler kann auch durchgeführt werden, indem eine veränderliche Verformung bzw. Dehnung mit einem anderen (aktiven) Element an einer in der Nähe befindlichen Stelle des Gewebes hervorgerufen wird. Die sich ergebende Verformung bzw. Spannung und die Beanspruchung werden über das Gewebe übertragen und ergeben ein Signal an dem Wandler. Um ein sehr einfaches Beispiel zu geben, wird ein kleiner harter Teil des Gewebes durch das spannende bzw. dehnende Element unter dem Wandler hindurchbewegt. In einem derartigen Fall zeigt der Wandler eine höhere Belastung an, wenn das harte Gewebe unter ihm durchläuft.
Erforderlichenfalls kann das mittels des Wandlerelements erzeugte Signal von einem Rechner verarbeitet werden, welcher auch die Stellen des Wandlers oder der Wandler steuern kann. Dieser Rech-
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ner könnte auch auf eine andere Betriebsart übergehen, beispielsweise irgendeinen verdächtigen Bereich im einzelnen abtasten.
Die erfindungsgemäße Einrichtung kann vorteilhafterweise unterschiedlich verwendet werden:
(a) Eine große Anzahl Patienten kann mit Hilfe nur einer Fachkraft durchleuchtet werden;und es kann eine Aufzeichnung von diesem Vorgang erstellt werden.
(b) Der erfindungsgemäße Wandler kannfeine Unterschiede der Beschaffenheit bzw. Konsistenz messen, um dadurch eine bessere Differenzierung von verschiedenen pathologischen Zuständen bzw. Krankheitsbildern zu bekommen; und
(c) das Wandlerelement kann kleiner als ein menschlicher Finger sein. Infolgedessen können mit Hilfe der Palpation bzw. des Abtastens kleinere Tumore oder Geschwulste gefühlt werden, als es derzeit möglich ist.
Die Erfindung schafft somit eine Einrichtung für viskoelastische Messungen, insbesondere zur Palpation bzw. zum Abtasten der weiblichen Brust, wobei zum Fühlen und Abtasten eine Wandleranordnung bzw. ein Wandlerkopf verwendet wird, welcher zumindest zwei im Abstand voneinander angeordnete, verhältnismäßig kleine Wandler aufweist. Die Wandler können in einer vorgegebenen Zuordnung zueinander an einem Handschuh befestigt sein, der von einer untersuchenden Person getragen wird, oder sie können auf andere Weise gehalten werden. Die Wandler weisen Ausgangsleitungen auf, die mit Uberwachungsschaltungen verbunden sind, welche Unterschiede im Ausgang der Wandler überwachen, wenn beide gegen das Brustgewebe gedrückt werden, um verdickte oder verdichtete Zonen bzw. Gebiete zu fühlen, welche zu klein sein können, als daß sie durch manuelles Abtasten gefühlt werden könnten. Der Wandler kann an einem Lagemonitor- bzw. -Überwachungsgerät angebracht sein, so daß der Ausgang der Wandleranordnung fortlaufend auf eine bestimmte Stelle in der Wandlerkopfanordnung bezogen werden kann, und der Ausgang auf einer entsprechenden Sichtanzeige dargestellt werden kann.
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Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform einer Gruppe von mehreren Wandlern kann einer der Wandler mit einer vorbestimmten Frequenz, beispielsweise von 10 bis 25Hz in Schwingung versetzt werden, und der andere Wandler kann zum Messen des Ausgangs verwendet werden, wodurch dann das darunterliegende Gewebe abgetastet wird.
Nachfolgend wird die Erfindung anhand von bevorzugten Ausführungsformen unter Bezugnahme auf die anliegenden Zeichnungen im einzelnen erläutert. Es zeigen:
Fig.1 eine Draufsicht auf einen Handschuh, welcher mit
einer Wandleranordnung gemäß der Erfindung versehen ist und welcher eine Verbindungsleitung auf der Rückseite des Handschuhs aufweist, welche mit einer Ausgangsleitung verbunden ist, welche zu entsprechenden Verarbeitungsschaltungen führt;
Fig.2 eine vergrößerte Ansicht einer Wandleranordnung, welche auf der Innenseite am vorderen Ende des Zeigefingers des Handschuhs der Fig.1 zu befestigen ist, wobei die Wandlerelemente zur Außenseite des Handschuhs hin zeigen;
Fig.3 eine Schnittansicht entlang der Schnittlinie 3-3 in Fig.2;
Fig.4 eine vergrößerte Schnittansicht des Zeigefingers des Handschuhs der Fig.1, an welchem die Wandleranordnung der Fig.2 und 3 angebracht ist;
Fig.5 ein Blockschaltbild einer Verarbeitungsschaltung, welche in Verbindung mit der Wandleranordnung der Fig.2 bis 4 verwendet werden könnte;
Fig.6 eine Draufsicht auf eine Ausführungsform der Erfindung, bei welcher eine große Anzahl von Wandleran-
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Ordnungen in Form einer Matrix angeordnet ist;
Fig-7 eine Schnittansicht entlang der Schnittlinie 7-7 in Fig.6; und
Fig.8 eine Seitenansicht in welcher die Anordnung eines speziellen, die Belastung ausübenden Elements dargestellt ist.
In Fig.1 ist eine Draufsicht auf die Rückseite eines elastischen, nachgiebigen Handschuhs 10 dargestellt, welcher ein elektrisches Anschlußteil 11 aufweist, das auf der Rückseite angebracht ist. Das elektrische Anschlußteil erhält eine Leitung 12, die von einer in Fig.1 nicht sichtbaren Wandleranordnung kommt, die auf der sich von der Spitze des Zeigerfingers aus erstreckenden Vorderseite liegt. Das Anschlußteil 11 weist auch eine Ausgangsleitung 13 auf, welche von dem Handschuh 10 zu entsprechenden Verarbeitungsschaltungen führt. Der Aufbau des Handschuhs kann die Form des herkömmlichen Arzt- oder Chirurgenhandschuhs haben und zumindest der Handschuhteil, der die Wandleranordnung aufnimmt, ist extrem dünn, um so das Anlegen eines gleichförmigen Druckes zwischen der Wandleranordnung und dem Gewebe, das abzutasten ist, nicht störend zu beeinflussen.
In Fig.2 und 3 ist eine Ausführungsform einer Wandleranordnung dargestellt, welche in dem Zeigefinger des Handschuhs der Fig.1 angebracht werden kann. In Fig.2 und 3 weist die Wandleranordnung als Träger 15 eine dünne, elastische Gummimembran auf, an welcher ein Paar im Abstand voneinander angeordneter Wandlerelemente 16 und 17 angebracht bzw. aufgeklebt sind. Obwohl die Wandler 16 und 17 irgendeine geforderte Form haben können, sind sie vorzugsweise in einer Form ausgebildet, welche der Impedanz des menschlichen Gewebes angepaßt ist.
Ein handelsübliches, piezoelektrisches Wandlermaterial, welches in Verbindung mit der Erfindung verwendet werden kann, und das unter der Bezeichnung "Dynacon" bekannt ist, ist ein Kautschuk-
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oder Gummitmaterial, das mit einem leitenden Material getränkt ist und das gute piezoelektrische Eigenschaften bei verhältnismäßig niedrigen Druckwerten aufweist. Elektrete sind ebenfalls als Wandlerelemente bei der Erfindung vorteilhaft, da sie eine Impedanz haben, welche ziemlich gut der Impedanz des menschlichen Gewebes angepaßt ist.
Die Wandlerelemente 16 und 17 weisen eine mittlere Wandlerschicht aus dem Elektret, Kautschuk oder Guiami bzw. einem anderen Material 20 und 21 auf, und Elektroden sind auf den beiden Oberflächen der piezoelektrischen Körper aufgebracht, die als Elektroden 22 und 23 auf dem Element 20 und als Elektroden 24 und 25 auf dem Element 21 dargestellt sind. Die Elektroden 22 bis 25 sind mit entsprechenden Leitungen verbunden, welche in Fig.2 und 3 schematisch als die Leitungen dargestellt und angeschlossen sind, die an Anschlüssen 30 bis 33 enden. Obwohl die Leitung bzw. der Anschluß 30 der Deutlichkeit halber in Fig.3 so dargestellt ist, daß er die Trägermembran 15 durchdringt, sind in Wirklichkeit alle Leitungen auf der Oberseite der Membran 15 angebracht bzw. aufgeklebt.
Jedes der zwei Wandlerelemente 16 und 17 der Fig.2 bis 4 ist verhältnismäßig klein und kann üblicherweise eine Fläche von etwa 5mm χ 5mm und eine Dicke von etwa 1mm haben. Die Seitenlänge der Elemente kann jeweils 1 bis 5mm betragen (d.h. ihre Fläche kann von 1mma bis 25mm2 reichen),und sie können eine Dicke haben, die weniger als 1mm ist. Die Wandlerelemente können irgendeine geforderte Oberflächenform haben, die auch von der dargestellten quadratischen Form abweichen kann.
Die gesamte Anordnung der Fig.2 und 3 kann an der vorderen Fingerspitze 10a des Handschuhs 10 der Fig.1 angebracht bzw. aufgeklebt sein, wie in Fig.4 dargestellt ist. Infolgedessen ist die obere Fläche der Wandler durch die dünne Membran der Handschuhfingerspitze 10a bedeckt, welche jedoch ausreichend dünn gemacht ist, damit die Energieübertragung von den Wandlerelementen und 17 an das Gewebe, das unter der Fingerspitze 10a abzutasten
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ist, nicht störend beeinflußt wird.
Die Wandlerelemente 16 und 17 sind auch so zueinander angeordnet, daß etwa ein Abstand von 5mm zwischen ihren benachbarten parallelen Seitenkanten besteht. Der gewählte Abstand kann auch kleiner als 5mm sein und ist zu der Geometrie des jeweiligen Wandlerelements in Beziehung gesetzt. Die Wandlerelemente 16 und 17 sind in der Fingerspitze 10a so in eine entsprechende Lage gebracht, daß der Benutzer des Handschuhs die Wandlereleaente nahe der Mitte seiner Fingerspitzen festgelegt hat, so daß die Wandlerelemente 16 und 17 gegen das abzutastende Gewebe in einer Weise gedrückt werden können, welche dem Abtasten von Hand vollkommen gleicht bzw. entspricht.
Die nahe beieinander angeordneten Wandlerelenente 16 und 17 schaffen jedoch verschiedene Ausgänge, wenn sie gegen eine Gewebestelle gedrückt werden, die irgendeine kleine verdickte bzw. verdichtete Zone unter oder teilweise unter den einen, aber nicht dem anderen Wandlerelement aufweist. Auf diese Weise wird ein äußerst empfindlicher Ausgang von der Wandlerelementanordnung geschaffen, welche durch Abtasten von Hand bzw. durch manuelle Palpation nicht erzeugt werden könnte, da durch das Abtasten bzw. die Palpation selten verdickte bzw. verdichtete Stellen oder Bereiche gefühlt werden können, die kleiner als einen Zentimeter im Durchmesser sind.
In Fig.5 ist eine Schaltungsanordnung zum Verarbeiten der Ausgangssignale der piezoelektrischen Wandlerelemente 16 und 17 dargestellt. Hierbei werden die Wandlerelemente 16 und 17 der Fig.5 jeweils gegen menschliches Gewebe, beispielsweise das Gewebe der weiblichen Brust gedrückt, und es werden Ausgangssignale von den Wandlerelementen 16 und 17 erzeugt, welche sich auf die viskoelastischen Eigenschaften des zu beanspruchenden bzw. zu verformenden Gewebes beziehen. Diese Ausgangssignale werden dann an einen Differenzverstärker 40 angelegt, welcher einen Unterschied zwischen den zwei Ausgangssignalen mißt, welche einen Unterschied in den viskoelastischen Eigenschaften des Gewebes unter den Wandlerelementen 16 und 17 anzeigen würden. Der Ausgang des Diffe-
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renzverstärkers kann dann mit einer entsprechenden Anzeige 41 verbunden sein. Gleichzeitig können die Ausgangssignale von dem Differenzverstärker 40 einer entsprechenden Speichereinrichtung 42 zugeführt werden, wodurch die Ausgangssignale gespeichert und auf irgendeine gewünschte Weise später verarbeitet werden, indem sie beispielsweise mittels eines Rechners für eine Anzeige auf einer Aufzeichnungseinrichtung verarbeitet werden, wobei die Anzeige bezüglich der X-Y-Koordinaten der Wandlerelementanordnung koordiniert sein würde. Hierzu kann die Wandlerelementanordnung der Fig.2 mit einem X-Y-Koordinatengenerator irgendeiner bekannten Ausführungsform verbunden werden.
In dem Ausführungsbeispiel der Fig.2 bis 4 sind bei der Ausführung der Wandleranordnung nur zwei Wandlerelemente 16 und 17 verwendet, welche in einem vorgegebenen Abstand voneinander angeordnet sind. Selbstverständlich können bei der Erfindung auch irgendeine andere Anzahl Wandlerelemente verwendet werden, die zueinander in irgendeinem vorgegebenen Muster angeordnet sind, und die Verwendung von zwei im Abstand voneinander angeordneten Wandlerelementen veranschaulicht in einfacher Weise die Grundausführung der Erfindung. Ferner sollte beachtet werden, daß die Wandlerelemente kleiner als die dargestellten Wandlerelemente mit einer Seitenlänge von 5mm χ 5mm bemessen werden können und kleinere Abstände als die dargestellten und beschriebenen haben können, um die Empfindlichkeit der Einrichtung zu erhöhen.
Auch muß die Wandleranordnung nicht notwendigerweise in dem Finger eines Handschuhs angeordnet sein; erforderlichenfalls kann eine Wandlermatrix auf einer elastischen, nachgiebigen Membran angeordnet sein, welche beispielsweise eine Anordnung von 100 Wandlerelementen auf einer Fläche von 10cm χ 10cm aufweisen könnte, wobei die Wandlerelemente in zueinander rechtwinkligen Zeilen und Spalten angeordnet sind. Diese Anordnung könnte dann für eine Brustpalpation verwendet werden, wobei die Anordnung unmittelbar an bzw. gegenüber der Brust angeordnet und angebracht wird und dann der Patient flach auf einer Platte liegt, welche einen Druck auf die gesamte Anordnung ausübt, wobei die einzelnen
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Wandlerelemente der Anordnung elektrische Ausgänge erzeugen, die sich auf die viskoelastischen Gewebeeigenschaften unmittelbar unter dem einzelnen Wandlerelement beziehen. Der Ausgang jedes Wandlerelementes kann dann in multiplexer Form ausgelesen werden, um eine entsprechende Anzeige zu schaffen, und kann verarbeitet werden, um Unterschiede zwischen den Ausgängen von benachbarten Gewebebereichen bzw. -zonen zu bestimmen und festzulegen.
Eine Anordnung, wie die vorstehend beschriebene, ist in Fig.6 und 7 dargestellt, in welchen die Anordnung auf einer dünnen, elastischen Gummi- bzw. Kautschukmembran 50 angebracht ist, welche eine Dicke von beispielsweise 1mm haben kann, und wobei die Anordnung aus zehn Zeilen von jeweils zehn Wandlerelementen besteht, die in zehn zu den Zeilen senkrechten Spalten angeordnet sind.
Ein typisches Wandlerelement 51 der Anordnung ist in Fig.7 dargestellt, und besteht aus einem Wandlerhauptteil 52, welches aus einem Gummi- oder Kautschukmaterial besteht, das mit leitendem Material getränkt bzw. durchsetzt ist, das unter der Bezeichnung "Dynacon" bekannt ist, und bei welchem gedruckte Elektroden 53 und 54 auf den beiden Außenflächen des Wandlerhauptteils 52 aufgebracht sind. Der Wandlerhauptteil 52 wird dann auf dem elastisch nachgiebigen Träger oder der Unterlage 50 aufgebracht und aufgeklebt.
An den Elektroden 53 und 54 angebrachte Leitungen gehen dann von den Elektroden jedes der Wandlerelemente aus und münden in ein entsprechendes, nicht dargestelltes Kabel. Einige dieser Leitungen sind an der oberen linken Ecke der Fig.6 schematisch dargestellt.
In den Ausführungsformen der Fig.6 und 7 kann die Unterlage bzw. der Träger 50 flächig sein, und eine Abmessung von 10cm χ 10cm haben, wobei die einzelnen Wandlerelemente eine Abmessung von etwa 5mm χ 5mm haben und in einem Abstand von etwa 5mm angeordsind.
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AS
In Fig.8 ist eine weitere Ausführungsform der Erfindung dargestellt, wobei ein passives Wandlerelement 80 mit dem Aufbau der Fig.7 in einem Abstand von fünf Millimetern bis zu einigen Zentimetern von einem Wandlerkopf 81 angeordnet ist, der eine Druck- bzw. Scherbeanspruchung ausübt, was eine Druck- bzw. Scherbeanspruchung in dem Gewebe zur Folge hat. Der einen Druck ausübende Wandlerkopf 81 weist einen Magnetanker 82 auf, der von einem Solenoid 83 umgeben ist, das mit einer entsprechenden, nicht dargestellten elektrischen Erregungsquelle verbunden ist. Eine kleine Auflage 84 aus Gummi oder Kautschuk ist am unteren Ende des Ankers 82 angebracht. Außerdem wird durch an das Solenoid 83 angelegte Impulse eine Beanspruchung bzw. ein Druck auf das Gewebe unter der Auflage 84 ausgeübt, wobei die zu erwartenden Beanspruchungen an einen passiven Wandler 80 oder an mehrere derartige Wandler angelegt werden und von den viskoelastischen Eigenschaften des Gewebes zwischen der Auflage 84 und dem Wandler 80 abhängen. Der aktive Wandler 81 schafft eine Wechselverformung bzw. Beanspruchung vorzugsweise im Bereich von 10 bis 25Hz, die an das Gewebe angelegt wird, und nicht nur einen konstanten Druck, wodurch sich Wechselschwingungen ergeben, welche an einem Wandler 80 oder mehreren Wandlern ab- bzw. aufgenommen werden. Derartige Wechselfrequenzen verbessern das Signal-Rausch-Verhältnis gemäß einem bekannten, in der Elektrotechnik üblichen Verfahren, und erhöhen auf diese Weise die Empfindlichkeit und Zuverlässigkeit der erfindungs gemäß en Anordnung. ..
Ende der Beschreibung
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Claims (9)

  1. Patentansprüche
    Wandleranordnung zum Abtasten von lebendem Gewebe, gekennzeichnet durch zumindest ein erstes und ein zweites Druckwandlerelement (16, 17), die in Abstand voneinander angeordnet und auf einer gemeinsamen Unterlage (15) angebracht sind, wobei die ersten und zweiten Wandlerelemente (16, 17) im allgemeinen flach und dünn sind und normalerweise in einer gemeinsamen Ebene angeordnet sind, und wobei jedes der Wandlerelemente (16, 17) elektrische Ausgangsleitungen (31 bis 33) hat,und durch eine Schaltungsanordnung (40), die mit jedem der Wandlerelemente (16, 17) verbunden ist, um einen Unterschied im Ausgang der ersten und zweiten Wandlerelemente (16, 17) festzustellen, wenn die ersten und zweiten Wandlerelemente (16, 17) gegen im Abstand voneinander angeordnete Bereiche des lebenden Gewebes gedrückt werden, um dadurch lokale verdickte Zonen in dem lebenden Gewebe festzustellen.
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    ORIGINAL INSPECTED
    -ζ-
  2. 2. Wandleranordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß jedes der Wandlerelemente (16, 17) kleiner als etwa 25mm2 in einem Bereich ist, welcher gegen lebendes Gewebe gedrückt werden kann, und daß die Wandlerelemente (16, 17) in einem Abstand voneinander angeordnet sind, der kleiner als etwa 5mm ist.
  3. 3. Wandleranordnung nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Wandlerelemente (16, 17) eine mechanische Impedanz haben, die der mechanischen Impedanz von lebendem Gewebe ähnlich ist.
  4. 4. Wandleranordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Wandleranordnung (16, 17) in einem Handschuh (10) und nahe an der Fingerspitze (10a) des Handschuhs (10) angebracht ist.
  5. 5. Wandleranordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die gemeinsame Unterlage eine dünne, elastische Membran (15) ist.
  6. 6. Wandleranordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Wandlerelemente (16, 17) Elektrete sind.
  7. 7. Wandleranordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennnzeichnet, daß die Wandlerelemente (16, 17) piezoelektrische Elemente sind, die Hauptteile aus einem Polyvinylidenfluorid-Polymer, Polyvinylfluorid, Polyvinylchlorid sowie den Kopolymeren wie Tetrafluorpolyäthylen sowie Polyakrylnitril und Akrylnitril-Methylmethakrylat aufweisen.
  8. 8. Wandleranordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennnzeichnet, daß Einrichtungen (82 bis 84) vorgesehen sind, um einen Wechselstrom mit vorbestimmter Frequenz an eines oder mehrere der Wandlerelemente (81.) anzulegen, und um den Ausgang an einem oder mehreren Wandlerelementen (80) zu messen, die auf die Schwingung des durch den Wechselstrom betätigten Wandlerelements (81) ansprechen.
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  9. 9. Wandleranordnung zum Abtasten von lebendem Gewebe, insbesondere nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch mindestens einen ersten aktiven (81) und einen zweiten passiven Druckwandler (80), die in einem vorbestimmten Abstand voneinander angeordnet und auf einer gemeinsamen Unterlage angebracht sind, wobei die zweiten Wandler (80) im allgemeinen flach und dünn und normalerweise in einer gemeinsamen Ebene angeordnet sind, und jeder der Wandler (80, 81) elektrische Ausgangsleitungen aufweist, und durch eine Schaltungsanordnung (82 bis 84) die mit dem ersten Wandler (81) verbunden ist, um an diesen (81) einen Wechselstrom anzulegen, um den Wandler (81) mit einer geforderten Frequenz in Schwingung zu versetzen, um eine Sohwingungsbeanspruchung auf das Gewebe darunter auszuüben, und durch eine Ausgangsschaltung, die mit dem zweiten Wandler (80) verbunden ist, um ein Ausgangssignal von dem zweiten Wandler (80) entsprechend der Beanspruchung bzw. dem Druck auf das Gewebe zwischen dem ersten (81) und dem zweiten Wandler (80) zu schaffen.
    809807/0803
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