DE2916149A1

DE2916149A1 - Antriebssystem fuer den uebertrager eines mit abtastung arbeitenden realzeit- ultraschall-abbildungssystems

Info

Publication number: DE2916149A1
Application number: DE19792916149
Authority: DE
Inventors: Jon C Taenzer
Original assignee: Picker Corp
Current assignee: Philips Nuclear Medicine Inc
Priority date: 1978-08-30
Filing date: 1979-04-20
Publication date: 1980-03-13
Also published as: JPS5532580A; US4238962A

Description

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Die Erfindung betrifft ein Antriebssystem für den Übertrager eines mit Abtastung arbeitenden Realzeit-Ultraschall-Abbildungssystems.

Derartige Ultrascliall-Abbildungssysteme werden für medizinische Diagnosezwecke verwendet und umfassen einen Dltraschall-Übertrager, eine Abbildungselektronik: und eine Anzeige- bzw. Wiedergabevorrichtung. Die Abbildungselektronik steuert den Übertrager so, daß er TJltraschallenergie in den Körper eines Patienten hinein abgibt. Im Körper des Patienten bewirkt die Ultraschall energie Echos an Trenn- bzw. Zwischenflächen von Körpergeweben, die unterschiedliehe akustische Impedanz-Eigenschaften besitzen. Einige dieser Echos werden zum Übertrager reflektiert, der sie in elektrische Ausgangssignale umsetzt. Die Abbildungselektronik verarbeitet die elektrischen Ausgangssignale und veranlaßt die Wiedergabevorrichtung, sichtbare Bilder zu erzeugen, die die Strukturen im Körper des Patienten darstellen.

Ein solches Ultraschall syst em ist als Realzeit-B-Abtaster bekannt, dessen Übertrager in einer Kammer oder einem Gefäß untergebracht ist. das ein Wasserbad enthält. Eine Antriebsvorrichtung bewegt den Übertrager längs eines Pfades innerhalb des Wasserbades, wobei gleichzeitig Stöße bzw. Impulse von Ultraschallenergie durch den Übertrager erzeugt werden. Das Antriebssystem umfaßt eine Überwachungsvorrichtung, die Signale erzeugt, die die Positionen des Übertragers längs des Pfades anzeigen.

Im Betrieb bringt eine Bedienungsperson die Wasserbadkammer über dem interessierenden Bereich des Körpers des Patienten an. Die Antriebsvorrichtung bewegt den Übertrager, und die Abbildungsei ektronik veranlaßt die Erzeugung von Ultraschallenergie. Die vom Übertrager in Antwort auf die von diesen einfallenden Impulsen stammenden Echos erzeugten elektrischen

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Signale und die die Position des Übertragers anzeigenden Signale werden in der Weise verarbeitet, daß eine Serie von schnell aufeinanderfolgenden sichtbaren Bildern des Inneren des Körpers des Patienten erzeugt wird. Solche Bilder werden typischerweise mit einer Häufigkeit von ungefähr 15 bis 30 Bildern pro Sekunde erzeugt, was die Sichtbarmachung von Bewegungen oder Änderungen von inneren Körperteilen oder Organen des Patienten ermöglicht.

Eine Diskussion der verschiedenen Ultraschalltechniken, einschließlich des bekannten B-Abtastverfahrens findet sich in einem Artikel mit dem Titel "Methods of Acoustic Visualization" von Green, P.S. und anderen, der im International Journal of Nondestructive Testing, Band I (1969), Seiten 1-27, veröffentlicht wurde. Ein weiteres Beispiel eines solchen Systems ist in der US-Patentanmeldung mit der Seriennummer 725 178 vom 21. September 1976 beschrieben.

Es sind mechanische Antriebssysteme zur Bewegung des Übertragers in den beschriebenen Realzeit-B-Abtastsystemen bekannt. In der US-PS 4- 065 976 ist ein System beschrieben, das klinisch unter Versuchsbedingungen verwendet wurde, jedoch nicht kommerziell hergestellt worden ist. Bei dieser Anordnung wird eine Trag- bzw. Befestigungsstruktur für den Übertrager verwendet, die ein gelenkiges Parallelogramm bildet. Die Parallelogrammstruktur umfaßt zwei relativ lange Seitenschenkel und zwei relativ kürzere Endschenkel, die miteinander schwenkbar verbunden sind. Ein Ultraschall-Übertrager ist an dem einen der kürzeren Schenkel befestigt. Der Übertrager und die gelenkige Parallelogrammstruktur werden für ihre Bewegung in das Wasserbad eingetaucht.

Der dem Übertrager gegenüberliegende Endschenkel der Parallelogrammstruktur wird innerhalb des Wasserbades getragen. Im Betrieb bewegt eine Antriebsanordnung, die durch einen Elektro-

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motor betätigt wird und mit der ParäLlelogrammstruktur verbunden ist, die Parallelogrammstruktur. Diese Bewegung hat zur Folge, daß sich der Übertrager längs eines gekrümmten Pfades verschiebt bzw. bewegt. Während der Bewegung wird der Übertrager durch elektrische Signale angesteuert, die an ihn mit Hilfe von Leitungen übertragen werden, die sich von der Abbildungselektronik außerhalb des Wasserbades durch die Wand der Flüssigkeitsbadkammer hindurch erstrecken.

Das oben beschriebene Antriebssystem ist zwar grundsätzlich verwendbar, doch zeigt es eine Reihe von mit ihm zusammenhängenden Nachteilen. D ie se Nachteile stammen von der Größe, Masse und Komplexität des Systems, von der starken Bewegung des Wasserbades während des Betriebs des Systems, von mechanischen Gleichgewichts- bzw.Äuswuchtproblemen vonAbdichtungsschwierigkeiten bezüglich des Wassers, die sich aus der Tatsache ergeben, daß sich eine Vielzahl von Elementen durch die Wände der Fluidkammer hindurch erstrecken, von der Uichtlinearität des Verhältnisses zwischen der Lage des Übertragers und den Betrieb der Antriebsstruktur sowie von der großen Anzahl von sich bewegenden Teilen, die zu einer unnötigen Komplexität und hohen Kosten führt.

Ein weiteres Problem bei einem Parallelogrammsystem besteht in der Vielzahl der zu verwendenden Teile, die alle einen hydrodynamischen Widerstand aufweisen, wenn sie schnell in Wasser bewegt werden sollen. Dieses Phänomen führt dazu, daß die sich bewegenden Teile und ihre Verbindungsstrukturen mechanisch stark belastet werden und daß eine beträchtliche Kraft bzw. eine beträchtliche Leistung erforderlich ist, um die Bewegung dieser Teile mit den gewünschten hohen Geschwindigkeiten und der für die Abbildung erforderlichen Genauigkeit aufrechtzuerhalten. Die zusätzlichen Kraft- bzw. Leistungserfordernisse führen zu einer Vergrößerung der Abmessungen, des Gewichtes und der Komplexität und damit auch der Kosten des Antri eb s syst ems.

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Die Bewegung all dieser Teile führt auch, dazu, daß das Wasserbad in. unerwünschter Weise in Bewegung gerät. Dieses Problem kompliziert sich dadurch, daß der gekrümmte Bewegungspfad des Übertragers Komponenten besitzt, die sich in mehr als einer Richtung erstrecken. Als Ergebnis der Bewegung des Wassers können die Bilder ein -verschwommenes Aussehen erhalten und wird die Lebenserwartung einzelner Bauteile ., wie z.B. der Lager in unangemessener Weise verkürzt.

Darüber hinaus ist das Parallelogrammsystem notwendigerweise mechanisch schwierig auszubalancieren und diese G-leichgewichtsschwierigkeit führt dazu, daß in der Abtasteinheit, im Betrieb unangenehme und zu Schwierigkeiten führende Schwingungen auftreten. Das Problem der Schwingungen wird noch durch die relativ hohen zu bewegenden Hassen des Systems verschärft.

Ein weiterer Nachteil der bekannten Vorrichtung besteht darin, daß bei ihr eine Vielzahl von Elementen durch die Wände der Wasserbadkammer hindurchtreten müssen. An jeder Durchtrittsstelle ist eine entsprechende Abdichtvorrichtung erforderlich, die die Kosten und die Komplexität des Systems erhöht. Darüber hinaus besteht bei Dichtungen, insbesondere bei solchen, die beweglichen Teilen zugeordnet sind, bei einer starken Benutzung immer die Gefahr eines Ausfalls.

Somit liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein verbessertes Antriebssystem für den Übertrager eines mit Abtastung arbeitenden Realzeit-Ultraschall-Abbildungssystems zu schaffen, bei dem nicht nur die oben beschriebenen Nachteile vermieden bzw. verringert werden, sondern das auch eine ganze Reihe weiterer Vorteile bietet.

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Allgemein gesagt umfaßt das neue, erfindungsgemäße Antriebssystem eine Struktur, die den Übertrager für eine Hin- und Herbewegung längs eines Pfades trägt, und ein Antriebselement, das für eine oszillatorische Bewegung gelagert ist. Ein nachgebendes Kupplungselement erstreckt sich zwischen dem Antriebselement und dem Übertrager, um die Drehbewegung des Antriebselementes in eine Hin- und Herbewegung umzusetzen.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung umfaßt die Befestigungs- bzw. Halterungsstruktur für den Übertrager einen beweglichen Schlitten, der dazu dient, den Übertrager zu tragen bzw. zu stützen. Eine langgestreckte Führungsanordnung trägt den Schlitten und den Übertrager für die geradlinig erfolgende Hin- und Herbewegung.

Bei dieser bevorzugten Ausführungsform kann die Drehbewegung eines einzelnen Antriebselementes auf einfache Weise so ausgestaltet werden, daß sie eine Hin- und Herbewegung des Übertragers bewirkt. Die Bewegung des Übertragers wird ermöglicht, ohne daß hierfür eine große Anzahl von angelenkten bzw. gelenkig ausgestalteten Übertrager-Kopplungselementen mit einem entsprechend komplizierten Zusammenbau erforderlich wäre.

Diese Anordnung liefert ein Antriebssystem, das einfacher ist, eine geringere Masse, eine geringere Größe und geringere Kosten aufweist, als die bisher bekannten Systeme. Das erfindungsgemäße System kann mit einer geringeren Leistung angetrieben werden und führt zu einer geringeren Bewegung bzw. zu einem geringeren "Pumpen" des Fluidbades als dem Stand der Technik entsprechende Systeme.

Ein weiterer Torteil der erfindungsgemäßen Vorrichtung besteht darin, daß für eine Drehung des Antriebselementes, die weniger als ca. 35° beträgt, praktisch eine lineare Übertragungsfunktion zwischen der Winkelstellung der Antriebswelle und der

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Position des Übertragers besteht. Diese lineare Übertragungsfunktion erleichtert die Überwachung der Stellung des Übertragers durch die Verwendung von allgemein üblichen und einfachen Vorrichtungen, wie z.B. Potentiometern und Wellen-Kodierern, die ihrerseits eine lineare Übertragungsfunktion besitzen und somit mit der Mechanik des erfindungsgemäßen Systems kompatibel sind.

Gemäß einem anderen Kennzeichen der Erfindung umfaßt das mechanische Antriebssystem einen Antriebsarm, der an den Übertrager gekoppelt und so gelagert ist, daß er eine oszillatorische Bewegung ausführen kann, sowie eine Antriebswelle, die drehfest mit dem Antriebsarm verbunden ist, so daß dieser eine Oszillationsbewegung ausführt, wenn die Antriebswelle angetrieben wird. Die Antriebswelle und der Antriebsarm umgrenzen gemeinsam eine Leitung, die im Inneren der Welle und des Arms liegt und sich bezüglich dieser Elemente in Längsrichtung erstreckt. Diese Leitung führt aus der Mähe des Übertragers zu einer außerhalb des Systems liegenden Stelle. Das System umfaßt weiterhin elektrische Anschlußvorrichtungen, wie z.B. ein Koaxialkabel, die in dieser Leitung angeordnet und in elektrischer Weise mit dem Übertrager verbunden sind.

Diese Anordnung mit einer innenliegenden Leitung ermöglicht die elektrische Verbindung des Übertragers mit außerhalb angeordneten Schaltungen durch das Innere des Antriebsarms und der Antriebswelle hindurch. Ein Vorteil dieser Anordnung besteht darin, daß dann, wenn der Antriebsarm und der Übertrager, wie das üblicherweise geschieht, in eine Wasserbadkammer eingetaucht sind, die Tatsache, daß die elektrischen Leitungen im Inneren der Welle und des Arms verlaufen, die Notwendigkeit für gesonderte Flüssigkeitsabdichtungen für einen elektrischen Verbinder beseitigt, der ausgehend vom Übertrager aus der Wasserbadkammer herausführt. Stattdessen verläßt der Verbinder das Wasserbad durch das Innere der Antriebswelle. Die aus Antriebsarm und Antriebswelle bestehende

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Baugruppe besitzt ihre eigene äußere Dichtung an der Stelle, wo sie durch die Wand der Wasserbadkammer hindurchtritt, und eben diese Dichtung wird gleichzeitig auch für die elektrischen Leitungen verwendet.

Gemäß einem spezielleren Gesichtspunkt dieses Merkmals umfaßt eine Ultraschall-Übertrager-Abtastvorrichtung eine Struktur, die eine Kammer umgrenzt, die das Fluidbad enthält, und einen elektroakustischen Übertrager innerhalb des Bades. Die Anordnung umfaßt weiterhin eine im wesentlichen langgestreckte mechanische Antriebsvorrichtung, die mit dem Übertrager gekoppelt ist und einen Teil besitzt, der sich durch eine Wand der Kammer hindurch erstreckt, um den Übertrager in Antwort auf das Anlegen von Antriebsleistung an die Antriebsstruktur hin- und herzubewegen. Die Antriebsstruktur umgrenzt eine langgestreckte Leitung, die sich durch den Teil der Antriebsstruktur hindurch erstreckt, der durch die Wand des Gefäßes hindurchtritt, und es erstreckt sich eine elektrische Verbindungsvorrichtung durch die Leitung von der Außenseite der Kammer bis zum Bereich des Ultraschall-Übertragers.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform umfaßt das nachgebende Kopplungselement zwischen dem Antriebselement und dem Übertrager einen Teil aus elektrisch leitendem Material, um die Verbindung zwischen dem Ultraschall-Übertrager und den elektrischen Leitungen zu ermöglichen, die sich durch die durch das Antriebselement umgrenzte innenliegende Leitung hindurch erstrecken.

Das erfindungsgemäße System umfaßt auch eine spezielle mechanische Ausgleichs- bzw. Ausbalancierungsvorrichtung, die dazu dient, die Vibrationen der Übertragereinheit auf ein Minimum herabzusetzen. Hierzu umfaßt das erfindungsgemäße System einen Antriebsarm, der mechanisch mit dem Übertrager gekoppelt ist. Eine dreh- bzw. schwenkbar gelagerte Antriebswelle ist mit dem Antriebsarm so gekoppelt, daß sie eine Drehbewegung

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des Antriebs arms in Antwort auf die Drehung der Antriebswelle bewirkt. Eine Ausgleichsgewichtsanordnung ist an der Antriebswelle befestigt, um das sich ergebende Massenzentrum der beweglichen Systemkomponenten in die Wellenachse bzw. in deren üähe zu verlagern. Ein weiteres Ausgleichs element ist drehbar auf . der Antriebswelle befestigt. Eine Kurbelanordnung, die zum Anlegen von Antriebs energie dient, ist vorgesehen, um die Antriebswelle hin- und herzubewegen. Die Kurbel-Anordnung ist auch mechanisch mit dem Ausgleichs element gekoppelt, um das Ausgleichselement bezüglich der Antriebswelle, gedoch gegen die Bewegung der Antriebswelle phasenverschoben, hin- und herzubewegen bzw. oszillieren zu lassen. Dadurch, daß die Ausgleichs-Gewichtsstruktur an der Antriebswelle drehfest befestigt ist, werden die Trägheitsmomente des mechanischen Antriebs syst ems um seinen Schwenkpunkt herum kompensiert bzw. ausgeglichen. Dies wirkt der Tendenz entgegen, am Schwenkpunkt in Antwort auf schnelle Oszillationen der Antriebswelle Querkräfte zu erzeugen. Das Ausgleichselement, das bezüglich der Antriebswelle drehbar ist, ist so angeordnet, daß seine Verbindung mit der Kurbel struktur, die zu einer phasenverschobenen Drehung bezüglich der Antriebswelle führt, .der Wirkung von Torsions-Trägheitsmomenten entgegenwirkt, wie sie durch das Einführen von Antriebsleistung in die Kurbelstruktur erzeugt werden.

Die Erfindung wird im folgenden anhand eines Ausführungsbeispiels unter Bezugnahme auf die Zeichnung beschrieben; in dieser zeigt:

Fig. 1 ein Blockdiagramm, das ein Ultraschall-Abbildungssystem unter Verwendung der vorliegenden Erfindung wiedergibt,

Fig. 2 eine schematische Darstellung eines Teils des Systems aus Pig. 1,

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Fig. 3 eine graphische Darstellung, die die geometrischen Verhältnisse zwischen der Bewegung von Teilen des in Fig. 2 dargestellten Systems wiedergibt,

Fig. 4 eine detaillierte schematische Darstellung eines Teils des Systems aus Fig. 1,

Fig. 5 eine detaillierte Darstellung, die teilweise im Querschnitt einen Aufriß eines Teils des Systems aus Fig. 1 wiedergibt,

Fig. 6 einen detaillierten Aufriß, teilweise im Querschnitt, der weiterhin den in Fig. 5 wiedergegebenen Teil darstellt und

Fig. 7 eine detaillierte graphische Darstellung eines Teils des in Fig. 4 wiedergegebenen Systems.

In Fig. 1 ist ein mit mechanischer Abtastung arbeitendes Realzeit-Ultraschall-Abbildungssystem in Blockform wiedergegeben. Das System 10 sendet Impulse bzw. Stöße von einfallender Ultraschallenergie in ein zu untersuchendes Objekt, beispielsweise einen menschlichen Körper aus und erzeugt Realzeit-Bilder des Patienten durch, die Verwendung bzw. die Auswertung von elektrischen Signalen, die die Ultraschallechos aus dem Körper des Patienten darstellen.

Das System 10 umfaßt eine Übertrager-Abtasteinheit 12, eine Abbildungselektronik 14 und eine Anzeige- bzw. Wiedergabevorrichtung 16. Die Übertragereinheit 12 umfaßt eine Vorrichtung, die eine Kammer umschließt, die dazu dient, ein Flüssigkeitsbad aufzunehmen, in das ein Ultraschall-Übertrager eingetaucht ist. Die Einheit 12 umfaßt auch eine Antriebsvorrichtung für die mechanis ehe Abtastung, die dazu dient, den Übertrager längs eines vorgegebenen geradlini-

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gen Weges in eine hin- und hergehende Abtastbewegung zu versetzen. Die Einheit 12 umfaßt auch eine Überwachungsvorrichtung, die dazu dient, elektrische Signale zu erzeugen, die die momentane Lage des Übertragers auf seinem Weg angeben bzw. anzeigen.

Die Abbildungselektronik umfaßt eine Leistungsschaltung zur Betätigung des Ultraschall—Übertragers, so daß dieser Impulse bzw. Stöße von Ultraschallenergie aussendet, wenn er längs seines Pfades in eine Abtastbewegung geführt wird. Der Übertrager erzeugt elektrische Ausgangssignale, die ültraschallechos darstellen, die an Zwischenflächen zwischen Körpergeweben mit unterschiedlichen Eigenschaften erzeugt werden. Die die Echos darstellenden elektrischen Signale werden der Ab-

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bildungselektronik/ebenso zugeführt, wie die die momentane Stellung des Übertragers darstellenden Signale.

Die Abbildungselektronik 14- verarbeitet die die Echos darstellenden Signale ebenso wie die die Lage wiedergebenden Überwachungssignale. Die Anzeigevorrichtung verwendet die verarbeiteten Signale um eine schnelle Folge von mit Hilfe von Ultraschall gewonnenen, im wesentlichen eine Realzeit-Wiedergabe vermittelnden Bildern, die die innere Struktur oder den inneren Zustand des Körpers des Patienten in dem untersuchten Bereich aufzeigen.

Die Abbildungselektronik 14- und die Anzeigevorrichtung 16 können ebenso wie der Ultraschall—Übertrager in geeigneter Weise so vorgesehen werden, wie dies in dem oben "bezeichneten Artikel und den oben angegebenen Patentschriften beschrieben ist ο

2 zeigt einen Teil der Übertrager-Antriebsvorrichtung des erfindungsgemäßen Systems. Ein Ultraschall-Übertrager 20 ist auf einem Schlittenelement 22 montiert. Der Übertrager 20 ist eine geeignete piezoelektrische Vorrichtung,

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die auf elektrische Signale in der Weise anspricht, daß sie Schallenergie erzeugt, und die gleichzeitig auf von ihr empfangene Schallenergie in der Weise anspricht, daß sie entsprechende elektrische Signale erzeugt.

Der Schlitten 22 ist für eine Hin- und Herbewegung auf einer linearen Führungsschiene 24 montiert. Ein Antriebsarm 26 ist an einer Antriebswelle 28 befestigt und der Antriebsarm und die Antriebswelle sind so gelagert, daß sie eine Drehbewegung um die Achse der Antriebswelle ausführen können. In Antwort auf das Anlegen einer hin- und hergehenden Drehkraft an die Antriebswelle 28 wird der Antriebsarm 26 dazu veranlaßt, um die Achse der Antriebswelle in den durch die Pfeile 30 angegebenen Richtungen vor und zurück zu oszillieren.

Der Antriebsarm 26 ist mit dem Schlitten 22 durch ein nachgebendes bzw. federndes Kopplungselement 32 in der Form einer Blattfeder verbunden. Die Blattfeder 32 ist zwischen einem Vorsprung 34 des Schlittens 22 und dem unteren Ende des Antriebsarms 26 befestigt. Eine Drehbewegung der Antriebswelle 28 verursacht eine entsprechende Drehbewegung des Antriebsarms. Diese Bewegung wird mit Hilfe des nachgebenden bzw, federnden Kopplungselementes 32 dazu verwendet, um den Schlitten 22 und den mit ihm verbundenen Übertrager 20 längs der Führungsschiene 24- vor und zurück hin- und herzubewegen.

Auf diese Weise vermag ein einzelner drehbarer Antriebsarm eine geradlinige Bewegung des Übertragers zu veranlassen, was darauf beruht, daß ein nachgebendes bzw. federndes Kopplungselement verwendet wird. Dies ist vor allen Dingen deswegen von Bedeutung, weil im Betrieb der Antriebsarm, der Übertragerschlitten, der Übertrager und die Führungsschienen in ein Wasserbad eingetaucht sind. Die Verwendung eines einzelnen Antriebselementes und die Verwendung einer linearen Bewegung des Übertragers führt dazu, daß das Was-

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serbad im kleinstmöglichen Umfang in Bewegung versetzt wird und daß kleinstmögliche hydrodynamische Widerstände auftreten. Die auf der Verwendung von relativ wenigen sich, "bewegenden Teilen beruhende kleine zu bewegende Masse ermöglicht auch, ein sehr schnelles Abtasten mit einer Geschwindigkeit bzw. einer Rate von näherungsweise 15 Zyklen pro Sekunde und bewirkt einen außerordentlich, geringen Energie- bzw. Leistungsaufwand.

Das erfindungsgemaße Abtastsystem führt zu einer im wesentlichen linearen Übertragungsfunktion zwischen der Winkelstellung der Antriebswelle 28 und der Position des "Übertragers 20 auf seinem linearen Weg. Dies ist deshalb wünschenswert, weil die meisten der Überwachungsvorrichtungen, die verfügbar sind, um die Winkelstellung der Welle in elektrische Signale umzusetzen, wie z.B. Potentiometer und Wellenwinkel-Kodierer lineare Übertragungsfunktionen besitzen.

I¹Xg. 3 zeigt ein vereinfachtes geometrisches Modell des erfindungsgemäßen mechanischen Systems und illustriert das Verhältnis zwischen der Übertrager site ILung d und dem Winkel a. der Antriebswelle. In Fig. 3 befindet sich die Antriebswelle 28 im Punkt A, während der Schlitten im Punkt B angeschlossen bzw. mit der das Kopplungselement bildenden Blattfeder verbunden ist. Der Antriebsarm ist starr mit der Antriebswelle verbunden und besitzt eine Länge L. Der Einfachheit halber wird angenommen, daß die Blattfeder, die das nachgebende bzw. elastische Kopplungselement bildet, ein schwenkbar angeschlossenes Verbindungsglied mit der Länge 1 ist. Diese Häherung ist ohne weiteres angemessen, da die Vorrichtung nur innerhalb eines kleinen Bereiches von Winkelstellungen der Antriebswelle betrieben wird. Die Geometrie ermöglicht einen Anfangswinkel b zwischen der Blattfeder un* der Schlitten-Führungsschiene. Wenn die Antriebswelle gedreht wird und der Antriebsarm einen Winkel a überstrebht, so bewegt

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sich der Schlitten über eine Strecke d, so daß sich die einzelnen Teile dieser mechanischen Vorrichtung aus der mit durchgezogenen Linien wiedergegebenen Stellung in die durch gestrichelte Linien angedeutete Stellung bewegen. Die mathematische Beziehung zwischen der Schlittenstellung d und dem Wellenwinkel a wird gegeben durch:

d = I cos b + L sin a - <£ cos/sin (sin b - L-L cos a) 7

Obwohl diese Beziehung eine geringfügige Hichtlinearität aufweist, läßt sich durch eine geeignete Wahl der Länge L des Antriebsarms, der Länge 1 der Blattfeder und des Anfangswinkels b erreichen, daß diese Beziehung über einen begrenzten Bereich mit beliebiger Genauigkeit eine gute lineare Annäherung ergibt. Wählt man beispielsweise L = 5 cm, 1 = 1»3 cm und b = 3°, dann ist die Übertragungsfunktion mit einer Genauigkeit von 0,5 % eine perfekte gerade Linie über einen Winkelbereich der Antriebswelle von 34-°, was einem Schlittenhub von 3 cm entspricht. Hieraus sieht man, daß die erforderlichen Abmessungen zur Erzielung einer hinreichenden Linearität durchaus sinnvoll sind. Obwohl das Modell nach Pig. 3 die Blattfeder als schwenkbar angeleriktes Verbindungsglied annähert, zeigen Versuche, daß eine ausgezeichnete Übereinstimmung zwischen dieser theoretischen Basis und den auf experimentellem Wege erhaltenen Ergebnissen besteht.

Es werden spezielle neue Vorrichtungen verwendet, um die mechanische Balance bzw. die mechanische Auswuchtung der Antriebsvorrichtung des erfindungsgemäßen Systems zu verbessern, wodurch unerwünschte Vibrationen der Übertragereinheit 12, von der das Antriebssystem einen Teil bildet, auf ein Minimum herabgesetzt werden. Fig. 4- zeigt in vereinfachter Form die zur Erzielung dieser mechanischen Aus-* wuchtung verwendete Anordnung.

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Wenn der Antriebsarm 26 dadurch, in vor- und zurückgerichtete Schwingungen versetzt wird, daß man die Drehrichtung der Antriebswelle 28 in schneller Folge umkehrt, so ergeben sich zwei Hauptquellen für Vibrationen. Erstens erscheinen dann, wenn der Antriebsarm 26 in Drehung versetzt wird, querverlaufende Kräfte, die synchron mit der Drehung des Antriebsarmes oszillieren, seitlich, am Schwenkpunkt bzw. an der Schwenklagerung der Antriebswelle 28. Diese Unwucht er scheinung wird durch die Tatsache verursacht, daß das Massenzentrum der beweglichen Teile des Antriebssystems in beträchtlichem Maße aus der Achse der Welle 28 heraus verschoben ist und sich tatsächlich innerhalb oder in der Mähe des Antriebsarms 26 zwischen der Welle 28 und dem Kopplungselement 32 befindet.

Um dieses Ungleichgewicht bzw. diese Unwucht zu korrigieren, sind Ausgleichsgewichte 40 an der Antriebswelle 28 befestigt. Die Ausgleichsgewichte 40 sind bezüglich der Welle 28 fest und ihre Masse und der Befestigungspunkt ist so gewählt, daß das Massenzentrum der Welle 28, des Übertragers 20, des Schlittens 22, des Antriebsarms 26 und der Ausgleichsgewichte 40 sich in der Uähe der Achse der Welle 28 befindet. Hierdurch werden die Trägheitsmomente der beweglichen Teile der Antriebsvorrichtung so ausgeglichen, daß den querverlaufenden Kräften, die auf die Welle 28 einwirken, entgegengewirkt wird, und ebenso auch den damit in Verbindung stehenden Vibrationen, die anderenfalls verursacht wurden.

Eine allgemein mit dem Bezugs zeichen 44 versehene Kurbelvorrichtung wird verwendet, um die Antriebswelle 28 in Antwort auf ein kontinuierlich an eine Kurbelwelle 46 angelegtes Drehmoment zu drehen. Das Hinzufügen der Ausgleichsgewichte 40 bewirkt eine Erhöhung des Trägheitsmomentes um die Antriebswelle 28 herum. Demgemäß werden diese Trägheitsmomente von der Kurbelvorrichtung, die die Antriebswelle 28 antreibt, als Unregelmäßigkeiten bezüglich der erforderten Leistung bzw.

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Energie gesehen. Somit ist dann, wenn die Antriebswelle 28 mit den ihr zugeordneten beweglichen Teilen mit einer hohen Rate, beispielsweise 15 Zyklen pro Sekunde in Oszillation versetzt wird, eine beträchtliche Leistung bzw. Energie erforderlich, um die Rotationsträgheit des Systems zu überwinden, so daß die Uinkelb eschieunigungen und -Verzögerungen bewirkt werden, die erforderlich sind, um den Übertrager schnell und genau zu bewegen, und diese Torsions-Unwucht bewirkt eine Rotations-Vibration des gesamten Systems.

Um den Trägheitsmomenten der beweglichen Komponenten des Systems, wie sie von der Kurbelvorrichtung 44 her gesehen werden, entgegenzuwirken, ist ein sich frei drehendes Ausgleichsrad 48 vorgesehen. Dieses Ausgleichsrad ist in axialer Richtung bezüglich der Antriebswelle 28 fest, doch kann es sich auf dieser Welle vermittels einer Lagervorrichtung 50 frei drehen. Das Ausgleichsrad 48 ist an die Kurbelvorrichtung mit Hilfe eines Hebels 52 angekoppelt. Die Kurbelvorrichtung und der Hebel 52 arbeiten in der Weise zusammen, daß das Ausgleichsrad 48 mit einer Frequenz gedreht wird, die gleich der Frequenz der sich umkehrenden Drehung der Antriebswelle 28 ist. Die Kurbelvorrichtung 44 und der Hebel 52 arbeiten so zusammen, daß die Drehung des Ausgleichsrades mit einer Phasenverschiebung von 180° bezüglich der Drehung der Antriebswelle 28 bewirkt wird.

Das Ausgleichsrad 48 ist so aufgebaut, daß seine Trägheitsmomente um die Antriebswelle 28 herum die Trägheitsmomente der Welle 28, der Ausgleichsgewichte 40, des Antriebsarms 26, des Schlittens 22 und des Übertragers 20 kompensieren bzw. diesen Trägheitsmomenten gleich sind. Wenn diese Bedingung erfüllt wird, wirken die Trägheitsmomente des Ausgleichsrades 48 genau den Trägheitsmomenten der übrigen Bestandteile des Systems entgegen, die um die Welle 28 herum beweglich sind. Diese Gegenwirkung beseitigt die Rotations-

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vibrationen des Systems, wodurch sein Betrieb außerordentlich ruhig und vibrationsfrei verläuft.

Eine gemäß der Erfindung aufgebaute Übertragereinheit 12 ist im einzelnen in den Pig. 5 und 6 dargestellt. Diese Figuren zeigen die Befestigung des Antriebsarms 26 an der Antriebswelle 28. Der Antriebsarm und die Antriebswelle sind in Wänden 60 eingeschlossen, die eine fluiddichte Kammer 62 umgrenzen. Die fluiddichte Kammer 62 steht mit einem nachgebenden bzw. federnden Kopplungssack 64 in Verbindung, der eine weitere Begrenzung der Kammer 62 bildet. Im Betrieb wird der Kopplungssack dazu verwendet, um in dem interessierenden Bereich mit der Haut des Patienten in Berührung zu treten, so daß eine wirksame Pluidkopplung zwischen dem Übertrager und dem Körper des Patienten gebildet wird.

Die Antriebswelle 28 ist in einer Lagerstruktur 66 so befestigt, daß sie sich um ihre Achse drehen kann. Die Antriebswelle 28 geht durch die Wände 60 der fluiddichten Kammer 62 im Bereich der Dichtungsstruktur 68 hindurch. Wie in Pig.6 dargestellt, ist am linken Ende der Antriebswelle 28 eine Riemenscheibe 70 angebracht. Ein geeigneter Riemen 72 verbindet die Riemenscheibe 70 mit der Übertrager-Überwachungsvorrichtung 74. Die Übertrager-Überwachungsvorrichtung kann beispielsweise ein Potentiometer oder ein Wellenwinkel-Kodierer sein, der die Winkelposition in ein elektrisches Signal umsetzt, das eine lineare Punktion der Winkelstellung ist. Mit Hilfe der Kopplungsvorrichtung 72 tastet die Überwachungsvorrichtung die Winkelstellung der Antriebswelle 28 und des Antriebsarms 26 ab und erzeugt ein elektrisches Signal, das den Wellenwinkel darstellt. Dieses elektrische Signal wird mit Hilfe einer Leitung (nicht dargestellt) zur Abbildungselektronik übertragen, die dieses Signal im Verlauf der Erzeugung der auf Ultraschallbasis gewonnenen Bilder verarbeitet.

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Da die Winkelstellung der Welle 28 praktisch eine lineare Punktion der Position des Übertragers ist, wie dies oben beschrieben wurde, ist das von der Überwachungsvorrichtung 74 erzeugte Signal seinerseits im wesentlichen eine lineare Darstellung der Position bzw. Lage des Übertragers.

Man entnimmt der Fig. 6, daß die Ausgleichsgewichte 40 als versetzte Exzenter angeordnet sind, die drehfest mit der Welle 28 verbunden sind. Das Ausgleichsrad 48 und die ihm zugeordnete Lagerstruktur 50 sind ebenfalls in I¹Xg. 6 wiedergegeben, und werden durch den Hebel 52 angetrieben, der der Kurbelvorrichtung 44 zugeordnet ist, die ihrerseits durch einen geeigneten Elektromotor 78 angetrieben wird. Der Elektromotor 78 treibt vermittels einer mit dem Bezugszeichen 80 bezeichneten Vorrichtung auch die Welle 28 mit einer Phasenverschiebung bezüglich der Drehung des Ausgleichsrades 48. Diese zusätzliche Torrichtung, deren Aufbau dem Fachmann ohne weiteres klar ist, ist in der Zeichnung der Einfachheit halber nicht im einzelnen dargestellt. Eine neue Vorrichtung ist vorgesehen, um den elektrοakustischen Übertrager 20 an die Abbildungselektronik 14 zu koppeln. Fig. 6 zeigt einen Teil dieser Anordnung. Der Antriebsarm 26 umgrenzt eine sich in Längsrichtung erstreckende axiale innere Leitung 82. Die Leitung bzw. der Hohlraum 82 steht mit einer radialen Leitung 84 in Verbindung, die von der Antriebswelle 28 umschlossen ist. Die Leitung 84 erstreckt sich von der Leitung 82 nach außen durch die Antriebswelle 28 und durchquert die Wand der Kammer 62 innerhalb der Welle 28.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform ist ein in Fig. 6 nicht dargestelltes elektrisches Koaxialkabel in den Leitungen 82, 84 angeordnet. Das eine Ende des Koaxialkabels ist in geeigneter Weise an die Abbildungselektronik 14 angeschlossen. Das andere Ende des Koaxialkabels innerhalb der Leitung 82 erstreckt sich gemäß Fig. 6 nach unten durch

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den Arm 26 "bis in die Fähe des Übertragers 20. Somit wird ein Durchgang für die elektrischen leitungen geschaffen, die erforderlich sind, um den Übertrager mit der Abbildungselektronik zu verbinden, ohne daß eine gesonderte Dichtung für einen Durchgang durch eine der Wände 60 der Kammer 62 erforderlich wäre.

Die Übertragereinheit 12 ist in einem Gehäuse 88 eingeschlossen, das Wände besitzt, die aus einem geeigneten starren Material, wie z.B. Stahl, Kunststoff, Fiberglas oder dergleichen hergestellt sind.

Pig. 7 zeigt die Anordnung zur Verbindung des Übertragers 20 mit dem Ende des Koaxialkabels. Der Antriebsarm 26 ist teilweise weggebrochen dargestellt, so daß man das durch ihn hindurchgehende Koaxialkabel 89 erkennen kann. Die beiden zueinander parallelen leitenden Teile, die das Koaxialkabel 89 bil den, trennen sich innerhalb eines isolierenden Blocks 90 voneinander, der am unteren Ende des Arms 26 befestigt ist, und sind Jeweils an einer von zwei Blattfedern 32, 32' befestigt, die die nachgiebigen bzw. federnden Verbindungselemente zwischen dem isolierenden Block 90 und dem Schlitten 22 bilden.

Zusätzlich zu ihrer mechanischen Ankopplung an den Schlitten sind die Blattfedern 32, 32 ·, die aus leitendem Material wie z.B. Federstahl hergestellt sind, jeweils auch elektrisch mit elektrischen Anschlüssen 94, 94-' verbunden. Die Anschlüsse 9A-, 9⁷J-¹ sind in bekannter Weise elektrisch mit dem Übertrager 20 verbunden. Elektrische Signale, die über das Koaxialkabel 89 laufen, werden somit an den Übertrager 20 übermittelt, und veranlassen ihn, Ultraschallenergie abzugeben. Elektrische Signale, die vom Übertrager 20 in Antwort auf auf ihn auftreffende akustische Energie erzeugt werden, werden an das Koaxialkabel weitergeleitet, das seinerseits diese Signale durch die Leitungen 82, 84 hindurch zur Abbildungselektronik überträgt.

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Die Erfindung schafft somit ein Realzeit-Ultraschall-Abbildungssystem mit einem abtastenden Übertrager, das ein verbessertes mechanisches Abtastsystem umfaßt, das dazu dient, den übertrager hin- und herzubewegen. Der Übertrager ist in eine ein Fluid enthaltende Kammer eingetaucht. Das Antriebssystem umfaßt eine überwachungsvorrichtung, die Signale erzeugt, die die Lage bzw. Position des Übertragers kennzeichnen. Die Abbildungselektronik verarbeitet elektrische Signale, die vom Übertrager in Antwort auf Ultraschallechos erzeugt werden, sowie die von der Überwachungsvorrichtung stammenden, die Stellung des Übertragers anzeigenden Signale. Eine Anzeigevorrichtung erzeugt im wesentlichen mit Hilfe von Ultraschallenergie gewonnene Realzeit-Bilder.

Das Antriebssystem umfaßt einen Übertragerschlitten, der sich auf einer Führungsstab-Struktur hin- und herbewegt. Ein Antriebsarm ist mit dem Schlitten vermittels eines nachgebenden bzw. federnden Kopplungselementes verbunden. Eine Antriebswelle, die am Antriebsarm befestigt ist, erstreckt sich durch eine Wand der Kammer, so daß die Antriebswelle den Antriebsarm hin- und heroszillieren läßt.

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Claims

Patent anspräche:

Antriebssystem für den Übertrager eines mit Abtastung arbeitenden Realzeit-TJltraschall-Abbildungssystems, dadurch gekennzeichnet , daß eine Vorrichtung vorgesehen ist, die dazu dient, den Übertrager für eine im wesentlichen lineare Hin- und Herbewegung längs eines Veges zu haltern und zu führen, daß ein Antriebselement so gelagert ist, daß es eine oszillatorische Hin- und Herbewegung ausführen kann und daß ein nachgebendes bzw. federndes Kopplungselement zwischen der Antriebsvorrichtung und dem Übertrager vorgesehen ist.

2. Antriebssystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die den Übertrager lagernde und führende Vorrichtung einen den Übertrager tragenden beweglichen Schlitten und eine langgestreckte Eührungsstruktur umfaßt, die mit dem Schlitten in der Weise in Eingriff bringbar ist, daß der Schlitten von ihr für eine im wesentlichen lineare Hin- und Herbewegung längs des Veges getragen ist.

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3. Antriebssystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß es einen elektrischen Anschluß zur Verbindung des Übertragers mit einer elektrischen Schaltung umfaßt, daß das Antrieb sei em ent eine in ihm liegende Leitung umschließt, die zumindest zu einem !Teil eines Stücks eines elektrischen Leiters paßt, der sich durch das Antriebselement und zwischen einem Bereich in der Mähe des Anschlusses und einem Bereich außerhalb des Antriebssystems erstreckt, daß sich ein elektrischer Leiter durch diese Leitung erstreckt und daß das nachgebende bzw. federnde Kopplungselement einen elektrischen Leiter umfaßt, der zwischen dem elektrischen Leiter und dem Anschluß angeschlossen ist.

4-, Antriebssystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß ein Gefäß ein Flüssigkeitsbad enthält, in das der Übertrager, die den Übertrager tragende und führende Vorrichtung und das Antriebs element eingetaucht sind, und daß eine Trag- bzw. Lagerungsvorrichtung eine Antriebswelle umfaßt, die sich durch eine Wand dieses Gefäßes hindurch erstreckt und drehfest mit dem Antriebselement verbunden ist, um auf diese Weise eine Vorrichtung zum oszillierenden Hin- und Herbewegen des Antriebs element es durch das Anlegen von Antriebsenergie bzw. -leistung an die Antriebswelle zu schaffen.

5. Antriebssystem nach Anspruch 4-, dadurch gekennzeichnet , daß das Antriebselement aus einem langgestreckten Arm besteht, daß sich eine Schwenlcstruktur durch die Wand hindurch erstreckt und daß sich die Antriebswelle durch'die Wand und die Schwenkstruktur hindurch erstreckt, um mit dem Antriebsarm in Eingriff zu stehen.

6. Antriebssystem nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet , daß der Antriebsarm eine erste sich in

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ihm in Längsrichtung und bis zu einem Bereich in der Nähe des Übertragers erstreckende Leitung umgrenzt bzw. umschließt, daß die Antriebswelle eine sich in ihr befindliche zweite Leitung umschließt, die mit der ersten Leitung in serieller Verbindung steht, und daß das Antriebssystem weiterhin einen elektrischen Leiter umfaßt, der sich durch diese Leitungen zwischen dem Bereich des Übertragers und dem äußeren des die Flüssigkeit enthaltenden Gefäßes erstreckt,

7. Mechanisches Antriebssystem zum abtastenden Hin- und Herbewegen eines elektroakustischen Übertragers in einem Ultraschall-Abbildungssystem, dadurch gekennzeichnet , daß ein Antriebselement an den Übertrager angekoppelt und für eine hin- und hergehende Bewegung montiert ist, daß ein zweites Antriebselement bezüglich des Antriebsarms fest ist, um das Antriebselement in Antwort auf an das zweite Antriebselement angelegte Antriebsenergie hin- und herzubewegen, daß das zweite Antriebs element und das Antriebselement eine in den beiden Antriebselementen liegende und sich in deren

ganeinsam Längsrichtung erstreckende Leitung/umschließen, die aus dem Umgebungsbereich des Übertragers zu einem außerhalb des Systems liegenden Paukt führt, und daß elektrische Verbindungsvorrichtungen in dieser Leitung angeordnet und elektrisch mit dem Übertrager verbunden sind, um eine elektrische Verbindung des Übertragers mit einer außenliegenden Schaltung • zu ermöglichen.

8. Abtastvorrichtung mit einem Ultraschall-Übertrager für ein mechanisch abtastendes Realzeit-Ultraschall-Abbildungssystem, dadurch gekennzeichnet, daß ein Gefäß ein Fluidbad enthält, daß in dem Bad ein elektroakustischer Übertrager angeordnet ist, daß eine mechanische Antriebsvorrichtung mit dem Übertrager verbunden ist und sich durch eine Wand des Gefäßes hindurch erstreckt, um den Übertrager in Antwort auf das Anlegen von Antriebs energie an diese Vor-

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richtung hin- und herzubewegen, daß die Antriebsvorrichtung eine in ihr befindliche und sich durch einen Teil der Antriebsstruktur hindurch erstreckende Leitung umschließt, die sich durch die Wand des Gefäßes hindurch erstreckt und daß sich eine elektrische Verbindungsvorrichtung durch diese Leitung vom Außenraum des Gefäßes bis zum Ultraschall-Übertrager hin erstr eckt.

Mechanisches System zum Hin- und Herbewegen eines Ultraschall-Übertragers für ein mit mechanischer Abtastung arbeitendes Realzeit-Ultraschall-Untersuchungssystem, dadurch gekennzeichnet , daß ein schwenkbar gelagerter Antriebsarm mechanisch an den Übertrager gekoppelt ist, daß eine Antriebswelle mit dem Antriebsarm verbunden ist, um eine Drehbewegung des Antriebsarms in Antwort auf eine Drehbewegung der Antriebswelle zu bewirken, daß eine Ausgleichsgewicht-Vorrichtung mit der Antriebswelle gekoppelt ist, wobei das Massenzentrum dieser Ausgleichsgewichts-Vorrichtung bezüglich der Antriebswelle und des. Antriebsarms so angeordnet ist, daß die Ausgleichgewicht s-Vorrichtung den Querkräften entgegenwirkt, die an der Antriebswelle in Antwort auf die oszillatorische Drehbewegung der Antriebswelle und des Antriebsarms erzeugt werden, daß ein Ausgleichselement auf der Antriebswelle und bezüglich dieser Antriebswelle drehbar montiert ist, und daß eine Kurbelstruktur in Antwort auf das Anlegen von Antriebsenergie bzw. Antriebskräften an diese Kurbelstruktur die Antriebswelle in hin- und hergehender Weise in Drehung versetzt und überdies mit dem Ausgleichselement gekoppelt ist, um dieses Ausgleichselement in eine oszillatorische bzw. hin- und hergehende Drehbewegung zu versetzen, wobei diese Drehbewegung des Ausgleichselementes gegen die Drehbewegung der Antriebswelle phasenverschoben ist, um der Torsionskraft des Antriebsarms der Antriebswelle und der Ausgleichsgewichts-Vorrichtung entgegenzuwirken.

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10. Mechanisches Antriebssystem zum Hin- und Herbewegen eines Ultraschall-Übertragers in einem Ultraschall-Untersuchungssystem, dadurch gekennzeichnet , daß ein einziges, schwenkbar gelagertes Antriebselement zum Ankoppeln an den Übertrager vorgesehen ist, daß das Antriebs element durch eine Vorrichtung in Antwort auf das Anlegen von Antriebsenergie bzw. Antriebskräften in eine oszillierende bzw. hin- und hergehende Bewegung versetzbar ist, und daß eine Struktur zum mechanischen Ankoppeln des Antriebselements an den Übertrager dazu dient, eine im wesentlichen lineare Bewegung des Übertragers in Antwort auf die Drehbewegung des einzelnen Antriebselementes zu bewirken.

11. Trag- und Antriebsvorrichtung zum Hin- und Herbewegen eines Ultraschall-Übertragers eines Ultraschall—Abbildungssystems, bei dem der Übertrager in ein Wasserbad eingetaucht ist, dadurch gekennzeichnet , daß eine Pührungs struktur den Übertrager für eine im wesentlichen lineare Hin- und Herbewegung in dem Wasserbad trägt und führt, und daß eine Antriebsvorrichtung zwischen dem Übertrager und dem Außenbereich des Wasserbades vorgesehen ist, die dazu dient, diese im wesentlichen lineare Bewegung in Antwort auf das Anlegen von Antriebsenergie bzw. Antriebskräften an diese Antriebsvorrichtung zu bewirken.

12. Ultraschall-Abbildungssystem, dadurch gekennzeichnet, daß es einen Ultraschall-Übertrager, eine Struktur zum Lagern und Führen des Ultraschall-Übertragers für eine lineare Hin- und Herbewegung längs eines Weges, ein für eine hin- und hergehende Bewegung gelagertes Antriebselement, ein nachgebendes bzw. federndes Kopplungselement zwischen dem Antriebselement und dem Übertrager, eine Überwachungsvorrichtung zur Erzeugung von die Lage bzw. Stellung des Übertragers längs des linearen Weges anzeigenden Signalen, eine

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Abbildungselektronik, die den Übertrager ansteuert, so daß er Stöße "bzw. Impulse von Ultraschallenergie in einen zu untersuchenden Körper aussendet, und die die vom Übertrager in Antwort auf Ultraschallechos erzeugten elektrischen Signale sowie die von der Überwachungsvorrichtung stammenden, die Lage des Übertragers kennzeichnenden Signale verarbeitet, sowie eine Anzeigevorrichtung umfaßt, die auf die elektrischen Signale und die Überwachungssignale in der Weise anspricht, daß sie eine Reihe von auf Ultraschallbasis gewonnenen Bildern, die im wesentlichen Realzeit-Bilder sind, erzeugt, die die innere Struktur oder den Zustand des zu untersuchenden Körpers wiedergeben.

13. Verfahren zum Hin- und Herbewegen eines Ultraschall-Üb ertragers in einem mit Abtastung arbeitenden Realzeit-Ultraschall-Abbildungssystem, dadurch gekennzeichnet , daß der Übertrager /eine geradlinige Hin- und Herbewegung längs eines Weges geführt wird, daß eine sich umkehrende Drehbewegung einem einzelnen Antriebselement aufgeprägt wird und daß die geradlinige Bewegung des Übertragers in Antwort auf die Drehbewegung des einzelnen Antriebsarmes induziert wird,

.Verfahren zum mechanischen Auswuchten der sich drehenden Bestandteile eines Antriebssystems für den Übertrager eines mit mechanischer Abtastung arbeitenden Realzeit-Ultraschall-Abbildungssystems, wobei dieses System ein schwenkbar gelagertes Antriebselement und eine Antriebswelle umfaßt, die drehfest mit dem Antriebselement verbunden ist, um eine hin- und hergehende Bewegung des Antriebsarms in Antwort auf das Anlegen von Antriebs energie bzw. Antriebskräften an die Antriebswelle zu bewirken, dadurch gekennzeichnet , daß ein Abgleichsbzw. Auswucht-El em ent in drehfester Weise an der Antriebswelle befestigt wird, dessen Masse und räumliche Lage so berechnet sind, daß das Massenzentrum der sich drehenden Anordnung näherungsweise in die Achse der Schwenkvorrichtung

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verlagert wird, daß auf der Antriebswelle ein sich frei drehendes Ausgleichselement so montiert wird, daß es bezüglich der Antriebswelle drehbar ist, daß die Antriebswelle durch die Verwendung einer zum Anlegen von Antriebsenergie bzw. Antriebskräften geeigneten Vorrichtung mit sich änderndem Drehsinn in Drehung versetzt wird, und daß das sich frei drehende Ausgleichselement mit sich änderndem Drehsinn jedoch phasenverschoben gegen die Drehung der Antriebswelle durch die Verwendung dieser zum Anlegen von Antriebsenergie geeigneten Vorrichtung in Drehung versetzt wird.

15· Ultraschall-Abbildungssystem, dadurch gekennzeichnet, daß e^^fine ein Fluid enthaltende Kammer umgrenzende Vorrichtung, einen in der Kammer angeordneten Ultraschall-Übertrager, einen den Übertrager lagernden Schlitten, eine langgestreckte Eührungsstab-Vorrichtung, die mit dem Schlitten in der Weise in Eingriff bringbar ist, daß der Schlitten und der Übertrager für eine lineare Bewegung innerhalb der Kammer geführt werden, einen einzelnen Antriebsarm in der Kammer, eine drehfest mit dem Antriebsarm verbundene und sich durch eine öffnung in der Kammer hindurch erstreckende Antriebswelle, eine Lagerungsvorrichtung zum Tragen des Antriebsarms und der Antriebswelle und zur Bewirkung einer den Drehsinn wechselnden Drehbewegung des Antriebsarms in Antwort auf ein an die Antriebswelle angelegtes Drehmoment, zwei nachgebende bzw. federnde, leitende, sich zwischen dem Antriebsarm und dem Schlitten erstreckende Blattfeder-Kopplungselemente, eine drehfest mit der Antriebswelle verbundene, die Trägheitsmomente um die Schwenklagerstruktur ausgleichende Auswucht-Vorrichtung, ein sich frei drehendes Ausgleichs- bzw. Auswucht-Eadelement, das auf der Antriebswelle so befestigt ist, daß es sich bezüglich dieser Welle drehen kann, und eine Kurbelstruktur umfaßt, die auf an sie angelegte Antriebskräfte bzw. Antriebsenergie in der Weise antwortet, daß sie sowohl die Antriebswelle als auch das Ausgleichsrad, dieses jedoch phasenverschoben gegen die Antriebswelle mit wechselndem Dreh-

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sinn in Drehung versetzt» daß der Antriebsarm und die Antriebswelle gemeinsam eine in ihnen liegende und sich bezüglich des Arms und der Welle im wesentlichen in Längsrichtung von einem Ort in der Nähe der Kopplungselemente bis zum Außenraum der Fluidkammer erstreckende Leitung umschließen, wobei der Austritt dieser Leitung aus der Fluidkammer durch das Innere der Antriebswelle hindurch erfolgt, daß sich ein koaxiales elektrisches Kabel vom Außenraum der Fluidkammer durch diese Leitung hindurch erstreckt und mit den beiden Kopplungselementen verbunden ist, und daß die Kopplungselemente elektrisch zwischen dem elektrischen Koaxialkabel und den elektrischen Anschlüssen des "Übertragers angeschlossen sind.

16. Vorrichtung zur Bewegungsumkehr, dadurch gekennzeichnet , daß eine Vorrichtung zum Lagern und Führen eines angetriebenen Elementes für eine im wesentlichen lineare Hin- und Herbewegung längs eines Pfades vorgesehen ist, daß ein Antriebselement für eine oszillatorische bzw. hin- und hergehende Drehbewegung gelagert ist, und daß ein nachgebendes bzw. elastisches Element die Verbindung zwischen dem Antriebselement und dem angetriebenen Element herstellt, wobei die Antriebs- und Kopplungselemente lineare Abmessungen besitzen, und daß das Kopplungs element so angeschlossen ist, daß es dem Antriebselement bezüglich des angetriebenen Elementes eine vorgegebene Winkelposition zuordnet, und daß das Antriebselement eine vorgegebene maximale Oszillationsamplitude besitzt, um ein im wesentlichen lineares Verhältnis zwischen der Lage des angetriebenen Elementes längs des linearen Weges und der Winkelverschiebung des oszillierenden Antriebselementes aufrechtzuerhalten.

17· Bewegungs-Umkehrsystem, dadurch gekennzeichnet , daß ein angetriebenes Element für eine Bewegung längs eines linearen Weges gelagert ist, daß ein Antriebseiement für eine

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■winkelmäßige Verschiebung gelagert; ist und daß sich eine Kopplungsvorrichtung zwischen dem Antriebselement und dem angetriebenen Element erstreckt, um ein solches Ausmaß an linearer Bewegung des angetriebenen Elementes zu bewirken, daß diese Bewegung im wesentlichen eine lineare Funktion des Ausmaßes der Drehbewegung des Antriebselementes ist.

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