DE2926151C2

DE2926151C2 - Ultraschall-Tomograph

Info

Publication number: DE2926151C2
Application number: DE2926151A
Authority: DE
Inventors: Mutsuo Tokyo Hashiguchi
Original assignee: Tokyo Shibaura Electric Co Ltd
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 1978-06-30
Filing date: 1979-06-28
Publication date: 1982-03-18
Also published as: DE2926151A1; GB2024425B; US4248091A; CA1128643A; GB2024425A

Description

Die Erfindung betrifft einen Ultraschall-Tomogra-

-r> phen, bestehend aus einem Wandler zw Übertragung eines Ultraschallstrahls auf einen mehrere Schichten besitzenden, zu untersuchenden Körper und zur Umwandlung der von den Grenzflächen zwischen den Schichten des Körpers reflektierten Echoimpulse in ein

-,» erstes Bildsignal, einer Signalverarbeitungseinheit zur Erzeugung eines zweiten Bildsignals, welches dem mit einem vorgegebenen Verstärkungsfaktor verstärkten ersten Bildsignal entspricht, einer X- V-Anzeigeeinrichtung, üie zur Wiedergabe eines Bildes des Inneren des Körpers mit dem zweiten Bildsignal intensitätsmcduliert wird, und mit einer Zeitsteuerschaltung, welche Zeitsteuersignale zur Bestimmung der Sende- und Empfangszeitpunkte der Ultraschallimpulse erzeugt.

Bei einem Ultraschall-Tomograph werden Ul traschallimpulse in das Innere eines Organismus projiziert und an den Organen im Inneren des Organismus reflektiert, und die Informationen bezüglich der Formen der inneren Organe und deren Gewebe werden bei Empfang der aus dem Inneren des Organismus

(,-, reflektierten Ultraschallimpulse sichtbar gemacht. Im allgemeinen erfährt eine Kathodenstrahlröhre eine Intensitätsmodulation mittels eines elektrischen Signals, das in Abhängigkeit von den Reflexionswellen erzeugt

wird, um ein Schnittbild des Organismus wiederzugeben.

Die Reflexionswellen aus dem Organismus hängen zum großen Teil von der Lage und der Art des betreffenden Organismus ab. Wenn sich nämlich die Lage des zu untersuchenden Organismus bzw. eines Patienten ändert, verändert sich auch die Helligkeit eines Schnittbilds. Um nun unabhängig von der Art des Untersuchungsobjekts stets ein Schnittbild mit immer richtiger Helligkeit zu erhalten, muß die Amplitude eines Signals zur Durchführung der Intensitätsmodulation zwischen dem Ultraschallwellen-Empfangsteil und einer Anzeigeeinheit auf der richtigen Größe gehalten werden. Verfahren zur Aufrechterhaltung der richtigen Größe des Intensitätsmodulationssignals lassen sich grob in ein manuelles Verstärkungsregelverfahren und in ein automatisches Verstärkungsregelverfahren unter Verwendung einer entsprechenden Schaltung (AVR) einteilen. Vom Arbeitsstandpunkt ist das automatische Verfahren dem manuellen überlegen. Ein Beispiel tür einen Ultraschall-Tomographen mit automatischer Verstärkungsregelschaltung (AVR-Schallung) ist in der US-PS 40 43 181 beschrieben. Diese Vorrichtung verwendet kumulative b;zw. aufgespeicherte Energien der reflektierten Wellen während einer Horizontal-Abtastperiode einer Kathodenstrahlröhren-Anzeige zur Regelung eines Intensitätsmodulationssignals auf konstante Amplitude während der nachfolgenden Horizontal-Abtastperiode. Die Helligkeit des so geregelten Schnittbilds ist daher praktisch über den gesamten Bildschirm der Kathodenstrahlröhre hinweg, insbesondere horizontal, im wesentlichen gleichmäßig. Wenn andererseits eine solche Regelung nicht angewandt wird, weicht die Helligkeit im unteren Bereich des Schnittbilds von der im oberen Bereich ab. Mit dieser Vorrichtung kann also die Helligkeit des Schnittbilds unabhängig von einer Änderung des Objekts, d.h. unabhängig von einem Unterschied in der Lage oder der Art des Objekts, vergleichrnäßigt werden.

Bei dieser Vorrichtung: erfolgt jedoch die Verstärkungsregelung in jeder Horizontal-Abtastperiode stets auf dieselbe Weise, so daß ein Schnittbild im selben Bildfeld über seine gesamte Fläche hinweg eine gleichbleibende Helligkeit besitzt. Es ist daher schwierig, das Schnittbild abzustufen. Eine Abschwächung der Wirkung der AVR-Schaltung erlaubt eine geringfügige Abstufung oder Abschattung des Bilds. In diesem Fall ändert sich jedoch die Helligkeit des Schnittbilds je nach der Art des Untersuchungsobjekts. Die durchschnittliche Helligkeit über das ganze Schnittbild hinweg word somit nicht automatisch konstant eingestellt, während die Art des Uiitersuchungsobjektgewebes mit Abstufung oder Abschattung des Schnittbilds beobachtet werden kann.

Aus der DE-OS 26 44 723 ist ein nach dem Impuls-Echoverfahren arbeitendes Ultraschall-Bildgerät bekannt, welches ein Ultraschallsende- und Empfangssystem zur zeilenweisen Ultraschallabtastung eines Untersuchungsobjektes und eine Bildanzeigevorrichtung mit Zeilen- und Bildgenerator sowie Echohelitasteinrichtung zum Aufbau eines Echozeilenbildes entsprechend der Zeilenabtastung im Objekt umfaßt. Der Bildanzeigevorrichtung ist eine Zeitmeßeinrichtung zugeordnet die Einstellmittel zur Einstellung eines sichtbaren Zeitabstandes im Echobild umfaßt der wenigstens zwei aufeinanderfolgende Echoereignisse zugeordnet sind, die zeitlich schwankenden räumlichen Ereignissen entsprechen, wobei ferner durch die Einstellmittel steuerbare Zeittore vorhanden sind, die in Abhängigkeit vom eingestellten sichtbaren Zeitabstand in die Toröffnungsbereiche fallende tatsächliche Echoereignisse erfassen und an einen Zeitmesser einer Zeitmeßeinrichtung zur Anzeige deren tatsächlichen Zeitabstandes weiterleiten. Die Zeitmeßeinrichtung dient bei diesem bekannten Ultraschall-Bildgerät dazu, eine ständige Sichtdarstellung einer einzigen Zeitabstandslinie zu realisieren, die beispielsweise im Falle der Überwachung der Fötusatembewegung scharf auf einen geeigneten Brustkorbdurchmesser des Fötus eingestellt werden kann. Aufgrund dieser Scharfeinstellung bei ständiger Sichtkontrolle wird mit Hilfe der Zeitmeßeinrichtung gewährleistet, daß in die Toröffnungsbereiche fallende Echoereignisse mit größtmöglicher Sicherheit auch nur solche Eteignisse sind, die aus Brustwandbewegungen des Fötus herrühren.

Die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe besteht darin, einen Ultraschall-Tomographen der eingangs definierten An derart zu verbessern, daö ein Schnittbild eines zu untersuchenden Körpers unabhängig von dessen Art mit gleichmäßiger Helligkeit und mit guter Wiederholbarkeit der Abstufung im wiedergegebenen Bild dargestellt werden kann.

Ausgehend von dem Ultraschall-Tomographen der eingangs genannten Art wird diese Aufgabe erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Zeitsteuerschaltung zur Anzeigeeinrichtung ein Abtast-Synchronisiersignal für die iiynchronisierung der Abtastung der X- und Y- Achsen mit den Sende/Empfangszeitpunkten der Ultraschallimpulse überträgt und einen ersten Impuls mit einer Periode entsprechend der A"-Achsenabtastung der Anzeigeeinrichtung und dem Zeitpunkt der Ultraschallimpulsübertragung sowie einen zweiten Impuls entsprechend dem Zeitpunkt der V'-Achsenabtastung der Anzeigeeinrichtung erzeugt, daß die Signalverarbeitungseinheit einen Regelverstärker aufweist, der das erste Bildsignal empfängt und das zweite Bildsignal erzeugt, und eine Steuereinrichtung aufweist, welche die Steuerdaten entsprechend dem zweiten Bildsignal integriert, um eine durchschnittliche Helligkeit eines auf der Anzeigeeinrichtung wiedergegebenen Bildes zu erhalten, das Ergebnis der Integration zum Zeitpunkt entsprechend dem zweiten Impuls aufspeichert und das aufgespeicherte bzw. kumulative Ergebnis als Steuersignal für das nachfolgende Bild oder Bildfeld zum geregelten Verstärker liefert, dessen gegebener Verstärkungsgrad durch das Steuersignal bestimmbar ist.

Bei dem Ultraschall-Tomographen nach der Erfindung wird das intensitätsmodulierte Signal des mittels der Anzeigeeinrichtung wiederzugebenden Scnnittbildes einer automatischen Verstärkungsregelung unter dem Einfluß eines für jedes Bildfeld zusammengesetzten Regelsignals unterworfen. Die Helligkeit des Schnittbildes in jedem Bildfeld ist daher gleichmäßig, und die Abstufung des Bilds im gleichen Bildfeld wird mit hoher Wiedergabetreue reproduziert Somit kann bei dem Ultraschall-Tomographen nach der Erfindung die durchschnittliche Helligkeit über das ganze Schnittbild hinweg automatisch konstant eingestellt werden, während jedoch die Art des Untersuchungsobjektgewebes mit Abstufung oder Abschattung des Schnittbildes beobachtet werden kann.

Besonders vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den Ansprüchen 2 bis 11.

Im folgenden sind bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung anhand der Zeichnungen näher erläutert

Es zeigt

F i g. I ein Blockschallbild des grundsätzlichen Schaltungsaufbaus einer Ultraschallimpiilsechovorrichtung mit Merkmalen nach der Erfindung,

Fig. 2 ein detaillierteres Blockschaltbild der Schaltung nach Fig. I,

Fig. 3 ein Zeitdiagramm zur Erläuterung der Arbe^:tsweise der Vorrichtung nach F i g. 2,

Fi g 4 ein Blockschaltbild der Zeitsteuerschaltung nach F i g. 2,

Fig. 5 ein Zeitdiagramm zur Erläuterung der Arbeitsweise der Zeitsteuerschalüing gemäß F i g. 4,

F i g. 6 ein Blockschaltbild eines Regelverstärkers von I i g. 2.

Fig. 7 ein Schaltbild einer Dynamikbereich-Einstellschaltung nach F i g. 6,

F i g. 8 graphische Darstellungen von Wellenformen am Ausgang der Schaltung nach F i g. 7 für den Fall, daß der Dynamikbereich groß (V₁₁I = O) bzw. klein (Vm> 0) ist,

F i g. 9 ein Blockschaltbild einer Abwandlung der Regeleinrichtung nach F i g. 2.

Fig. 10 ein Zeitdiagramm zur Erläuterung der Arbeitsweise der Schaltung nach F i g. 9.

Fig. Il ein Blockschaltbild einer Schaltung, die eingesetzt wird, wenn die Ansprechzeitrcgelung in der Schaltung nach F i g. 2 oder 9 mittels des Regelverstärkers durchgeführt wird.

Fig. 12 ein Zeitdiagramm zur Veranschaulichung der Arbeitsweise eines Sägezahn(wellen)generators gemäß Fic. π.

Y ig. 13 ein Blockschaltbild einer Abwandlung der Regeleinrichtung nach Fig. 2 für den Fall, daß eine integrierte Größe jeder Stufe bzw. jedes Takts (rate), unter Beibehaltung ihres Zustands. subtrahiert mit einer Regelziel- bzw. -Sollgröße V_n.f summiert wird, und

Fig. 14 ein Blockschaltbild einer weiteren Abwandlung der Regeleinrichtung nach F i g. 2, bei welcher eine integrierte Größe jedes Bildfelds, unter Beibehaltung seines Zustands, subtrahiert mit einer Regelsollgröße V_rl.i summiert wird.

In den Figuren sind einander entsprechende Bauteile mit jeweils gleichen Bezugszeichen bezeichnet.

Fig. I veranschaulicht den grundsätzlichen Aufbau einer erfindungsgemäßen Ultraschallimpulsechovorrichtung, bei welcher ein Wandler 10 mit einer Ultraschall-Sonde, einem Ultraschall-Sender und einem -Empfänger versehen ist. Bei Ansteuerung mit einem Impuls vom Sender oder Geber überträgt die Sonde einen Ultraschallstrahl in ein mehrere Schichten umfassendes Untersuchungsobjekt. Die an den Grundflächen zwischen den Schichten im Objekt reflektierten Ultraschallechoimpulse werden von der Sonde empfangen und dann im Empfänger in ein erstes Bildsignal umgesetzt Die umgesetzten ersten Bildsignale werden einem Regelverstärker (GCA) 12 eingegeben, dessen Verstärkungsgrad oder Gewinn durch ein von einer Regeleinrichtung 14 geliefertes Regelsignal geregelt wird. Ein rweites, vom Regelverstärker 12 erzeugtes Signal dient als Intensitätsmodulationssignal mit praktisch konstanter Größe, unabhängig von einer Schwankung oder Änderung des durchschnittlichen Pegels jedes Bilds oder Bildfelds (frame) des ersten Bildsignals. Das zweite Bildsignal wird an eine Anzeige 20 angelegt, die — ähnlich wie bei einem Fernsehgerät — mit einem Kathodenstrahl-Büdschirm versehen ist Die Anzeige 20 gibt auf dem Bildschirm der Kathodenstrahlröhre ein durch das zweite Bildsignal intensitätsmoduliertes (Qtier-)Schnittbild wieder.

Die Regeleinheit 14 bildet das Regelsignal auf der Basis der vom Regelverstärker 12 gelieferten Regeldaten. Letztere entsprechen dem zweiten Bildsignal, wobei üblicherweise das zweite Bildsignal selbst für diese Regeldaten benutzt wird. Die Bildungs- bzw. Zusammensetzzeitsteuerung des Regelsignals in der Regeleinrichtung 14 wird durch einen von einer Zeitsteuerschaltung 16 gelieferten Geschwindigkeit- bzw. Stufen/Bildfeld-Impuls bestimmt. Mit anderen Worten: das Regelsignal wird für jedes Bildfeld gebildet oder zusammengesetzt. Dies bedeutet, daß das Regelsignal für ein Querschnittsbild des Bildfelds durch eine kumulativ zusammengesetzte Größe des ersten Bildsignals in bezug auf das .Schnittbild des vorhergehenden Bildfelds gebildet wird. Die Bildung des Regelsignals wird später anhand genauer Beispiele noch näher erläutert werden. Die Takt- bzw. Zeitsteuerschaltiing 16 liefert außerdem ein Zeitsteucrsignal und ein Abtast-Synchronsignal. Das Zeitsteuersignal dient zur Bestimmung des Takts der Ultraschall-Scnde- und Empfangsimpulse im Wandler 10. Das Abtast-Synchronsignal dient zur Synchronisierung der Horizontal- und Vertikal-Abtastung in der Anzeige 20 mit der Zeitsteuerung bzw. dem Takt der Sende- und Empfangswellen der Ultraschallimpulse und der Verstärkungsgradregeliing im Regelverstärker 12.

Der Regelverstärker 12, die Regeleinrichtung 14 und die Zeitsteuerschaltung 16 bilden eine Signalverarbeitungseinrichtung 18. die für die Erfindung wesentlich ist. Es ist zu beachten, daß die Verstärkungsregelung des Bildsignals in der Einrichtung 18 nicht während einer Hon/ontal-Abtastperiode oder einer Geschwindigkeits- bzw. Stufenimpulsperiode erfolgt, sondern in einer Bildfeldperiode bzw. auf einer Feldperiodenbasis durchgeführt wird. Erfindungsgemäß kann die Verstärkungsregelung jedoch unter Benutzung der Informationen mehrerer vorhergehender Bildfelder durchgeführt werden. Bei einer anderen, möglichen Verstärkungsregelung wird ein einzelnes Bildfeld in /V Abschnitte unterteilt, wobei Intensitätsmodulationsinformationen im /-ten Bildfeldabschnitt sowie im /+-ten Bildfeldab schnitt zur Verstärkungsregelung herangezogen werden. Als Beispiel für diese Aufteilung eines Bildfelds in mehrere Abschnitte wird im folgenden der FaI! von /V= 2 erläutert.

F i g. 2 veranschaulicht in Blockschaltbildform den genauen Aufbau der Vorrichtung gemäß Fig. 1. Dabei erzeugt ein Taktsignalgenerator 16 einen auch als Stufenimpuls bezeichneten Taktimpuls e 1 gemäß Fig. 3A. Dieser Taktimpuls el besitzt eine Frequenz von 4 kHz. wobei 400 Taktimpulse beispielsweise einem Bildfeld entsprechen. Der Stufen- bzw. Taktimpuls e 1 wird einer Zeitsteuerschaltung 16j eingegeben. Bei Eingang dieses Impulses liefert die Schaltung I62 den Taktimpuls el, einen Bildfeldimpuls e3. der durch Frequenzteilung des Taktinipulses durch 400 gebildet wird, sowie Zeitsteuersignale, die jeweils einzeln im Takt des Taktimpulses verschoben sind.

Der vom Generator 16i gelieferte Taktimpuls e 1 wird einem Impulsgenerator 10, eingegeben. Bei Eingang des Stufen- bzw. Taktimpulses erzeugt der Generator 1O₁ Treiberimpulse mit großer Amplitude und mit derselben Zeitsteuerung wie derjenigen des Taktimpulses e 1. Die Treiberimpulse werden fortlaufend über Schal ter S1 bis Sn am Ultraschall-Vibratorelemente angelegt Mittels der Zeitsteuersignale werden die Schalter 51 bis Sn oder Blöcke auf jeweils einer Mehrzahl von Schaltern sequentiell abwechselnd ein-

und ausgeschaltet. Wenn die Ultraschall-Abstrahlfläche des verwendeten Vibratorelements schmal ist, ist die Richtwirkung des vom Ultraschall-Vibratorelements abgestrahlten Ultraschallstrahls groß. Infolgedessen ist die Auflösung eines erzeugten Schnittbilds haft. Andererseits kann die Ultraschall-Abstrahlfläche äquivalent groß sein, so daß die Direktivität bzw. Richtwirkung des Ultraschallstrahls scharf ist. Wenn die Vibratorelemente beispielsweise in Form von acht Elementen jeweils einzeln angesteuert werden, werden die Schalter durch die Zeitstcuersignalc wie folgt ein und ausgeschaltet: Beim Auftreten des ersten Stufen bzw. Taktinipulses werden beispielsweise die Schalter .51 bis 58 geschlossen und die Schalter 59 bis .SVi geöffnet. Beim Auftreten des zweiten Taktimpulses sverden die Schalter 5 2 bis 59 geschlossen, wahrend die restlichen Schalter geöffnet werden. Wenn die Schalter auf diese Weise gesteuert werden, wird ein scharf gebündelter Strahl von UitrascniiiiimpiiiscM eriuiiicri. mi daß die Auflösung des Bilds hoch ist. Die Ultraschallimpulse werden von den Vibratorelementen 7" I bis TS in das Untersuchiingsobjekt ausgesandt und im Inneren des Objekts reflektiert. Die aus dem Inneren des Objekts kommenden Echoimpulse werden von denselben Vibratorelementen 71 bis 7~8 empfangen. Die von den Vibratorelementen 71 bis TS empfangenen Echoimpulsc ergeben elektrische Signale, die durch die S.-halter 5 I bis 58 gebildet b/w. zusammengesetzt und dann als zusammengesetztes Signa! einem Vorverstärker 10) eingegeben werden. Das dem Vorverstärker 10; eingespeiste elektrische Signal wird über einen logarithmischen Verstärker 1O₁ zu einem Detektor 10.· geleitet. Bei Eingang dieses Signals erzeugt der Detektor 1Oi ein erstes Bildsignal entsprechend dem elektrischen Signal. Die Ultraschall-Absorptionseigenschaften eines Untersuchungsobjekts lassen sich allgemein durch die folgende Dämpfungs-Exponentialfunktion ausdrücken:

= /,exp(-(/Z) --■ /.expt-

Ut

worin /= Intensität der Ultraschallimpulse. Z= Ausbreitungsstreckenlänge. <\ and c= Dämpfungskoeffizient bzw. Geschwindigkeit der Ultraschallwelle und f = Ankunftszeit der Rücklaufimpulse an den Vibratorelementen bedeuten. I₀ gibt die Intensität der Ultraschallimpulse für f = 0 an. Das durch Gleichung (1) ausgedrückte elektrische Signal wird durch den logarithmischen Verstärker 1O₃ in eine abnehmende Linearfunktion umgewandelt. Insbesondere wird Gleichung (1) in folgende Gleichung (2) umgesetzt:

In/ = ln/.exp(- act) - In/, - act.

(2)

Wie aus Gleichung (2) hervorgeht, wird dann, wenn im Detektor 1O₄ oder in der nachgeschalteten Signalächaltung ein Schaltkreis mit zeitabhängig linearem Anstieg des Verstärkungsgrads für jede Taktimpulsperiode vorgesehen ist, ein Bildsignal gebildet, das vom Einfluß der Ultraschallabsorption im Untersuchungsobjekt frei ist Eine derartige Kompensation der Ultraschallabsorption wird allgemein als Zeit-Verstärkungskompensation (TGC) oder Empfindlichkeit-Zeitregelung (STC) bezeichnet

Das vom Detektor IO4 ausgegebene erste Bildsignal wird dem Regelverstärker 12 eingespeist Der Ve.i-stärkungsgrad bzw. Gewinn des Regelverstärke^s 12 wird durch ein Regelsignal Vg bestimmt, das aus der Schnittbildinformation des vorhergehenden Bildfelds gebildet bzw. zusammengesetzt wurde. Das durch den Regelverstärker 12 verstärkte (oder gedämpfte) erste Bildsignal wird als zweites Bildsignal einer Kathodenstrahlröhrenvorrichtung 20> eingespeist. Letztere wird

, durch das zweite Bildsignal einer Intensitätsmodulation unterworfen. Der Vorrichtung bzw. Anzeige 2Oi werden außerdem Sägezahnwellen von z. V. 4 kFlz und IO kHz von einem Abtastgenerator 20? für Horizontal- bzw. X-Achsen- und Vertikal- bzw. V-Achsen-Abtastung in eingespeist. Diese Sägezahnwelien sind mit dem vom Taktgenerator 16i gelieferten Taktimpuls e 1 synchronisiert.

Das zweite Bildsignal wird als Regeldatcn einem Integrator 14i eingegeben. Die Zeitsteuerschaltung 16:

, liefert das Taktsignal e I gemäß F i g. 3A zu einem monostabilcn Multivibrator 14.-. Daraufhin liefert d.r Multivibrator 14: dem Integrator 14, einen Rückstellimpuls c2, welcher dieselbe Periode besitzt wie der

I iiAiimpiil.S c. tiuCr CiPiC CiWnS gTOuCFC irTlptiiii^rCitC. wCT

Integrator 14· führt eine Integrationsoperation durch, wenn der Rückstellimpuls e 2 einen niedrigen Pegel besitzt. Die Impulsbreite des Impulses el ist deshalb größer gewählt als diejenige des Impulses c 1, weil verhindert werden soll, daß bei Eingang der Ultraschall-

:'. impulse andere anfängliche Signalimpulsc als die echten Impulse integriert werden. Die integrierte Größe c. der vom Integrator 14. integrierten Regeldaten entspricht einer kumulativen Größe des zweiten Bildsignals, das von der Anzeigevorrichtung 20i während der Integra-

, ■ tionsperiode oder einer Taktperiode wiedergegeben wird. Die integrierte Größe c, wird einem Maximalwert- bzw. Maximaigrößendetektor 14 ₍ eingegeben. Wenn der Detektor 14, einen Ladeimpuls e6 vom monostabilen Multivibrator M₁ erhält, speichert er den Höchstwert der integrierten Größe c,. Die größte integrierte Größe bleibt im Detektor 14_t erhalten, bis der nächste Ladeimpuls e 6 an ihn angelegt wird.

Die im Detektor H₁ erhaltene maximale integrierte Größe wird gemäß F i g. JG als Maximalgrößensignal

■■> e7 einer Subtrahierschaltung 14=, eingespeist, die auch mit einer Bezugsgleichspannung V_rc/ gepeist wird, welche als Regelziel bzw. Regelsollgröße bei der automatischen Verstärkungsregelung dient. Die Subtrahierschaltung 14? liefert ein Differenzsignal e8 entspre-

:. chend einem Unterschied zwischen dem Maximalgrößensignal el und der Bezugsspannung V_re!, das heißt el—Vrc'- Dieses Signal e8 wird sodann einem Addierwerk 14₆ eingespeist. Zu diesem Zeitpunkt hat das Addierwerk 14t, die Information (Gleichspannung)

^:·> e9 des in einem zweiten Speicher 14: gespeicherten, vorhergehenden Bildfelds erhalten. Ein Summensignal e 10, welches der Summe e8+e9 der vorhergehenden Bildfeldinformation und des Differenzsignals entspricht, wird an einen ersten Speicher 14s angelegt Wenn der monostabile Multivibrator 14g einen Ladeimpuls e5 an den ersten Speicher 14s anlegt, wird das Signal e 10 in den Speicher 14s geladen. Das Ausgangssignal ell des ersten Speichers 14s wird als Regelsignal Vg zum Regelverstärker 12 und zum zweiten Speicher 14?

en geliefert Letzterer speichert das Ausgangssignal ell, wenn er einen Ladeimpuls e4 vom monostabilen Multivibrator 14io erhält.

Ein Bildfeldimpuls e 3 gemäß F i g. 3C wird von der Zeitsteuerschaltung I62 zum monostabilen Muitivibra-

'"■ tor 14io geliefert Letzterer wird an der Vorderflanke des Bildfeldimpulses e3 getriggert, so daß er einen Ladeimpuls e4 mit vorgegebener Impulsbreite liefert Der Multivibrator 14s wird an der Hintertianke des

Ladeimpulses e4 (vgl. Fig. 3E) getriggert, um einen Ladeimpuls e5 mit vorgegebener Impulsbreite zu erzeugen. Oer Multivibrator \4a wird an der Vorderflanke des Ladeimpulses e5 gemäß F i g. 3F getrigge^rt, so daß einen Ladeimpuls c6 mit vorgegebener Impulsbrei te erzeugt. Wie aus den Fig. 3C bis 3F hervorgeht, werden die mit dem Bildfeldimpuls e3 synchronisierten Ladeimpulse e4 bis e6 fortlaufend mit einer Verzögerung um einen Impuls erzeugt. Infolgedessen wird der Inhalt des ersten Speichers 14« zunächst im zweiten Speicher 14₇ gespeichert. Sodann wird durch die Summe des im zweiten Speicher 14; befindlichen Inhalts und des Aiisgangssignals der Subtrahierschaltung 14=, bzw. durch ein Diffcrenzsignal e8 der Inhalt des ersten Speichers I4i aktualisiert. Daraufhin erzeugt der Maximalwertdetektor 141 ein Maximalwert- bzw. -Größensignal c7 /inÄnderung der Größe des Differerizsignals e8 Durch das Regelsignal V^. welches von der jeweiligen, in * li*ici»it-i V. _tr iTr»ntT /iifc timinpncTP tot /tpn RilHf^lfiinfnr m A . "·*--"- e"·-s —(---- — - -■-

tion abhängt, wird der Verstärkungsgrad des Rcgelvei · stärkers \2 air das Schnittbild des nächsten Bildfelds bestimmt. Der Vers'.ärkungsgrad b/w. Gewinn des Regelver,tärkers 12 wird so geregelt bzw. eingestellt, daß si.h der Gleic'-.spannungspegel des Maximalwertsignals e 7 der Bezugsgleichspannung V_rc/ annähen, d.h. die Absolutgröße des Unterschieds e7 — V.,.. die geringste Größe erreicht. Eine durchschnittliche Helligkeit des auf der Anzeigevorrichtung 20- erscheinenden .Schnittbilds kann von Hand di'rch F.instellung der Be-'ugsspannung V'-..· eingestellt werden.

F i g. 4 veranschaulicht im einzelnen den Schaluingsaufbau der Zeitsteuerschaltung 16>. Wenn die l'ltraschall-Vibratorelemente T\ bis Tn jeweils einzeln nacheinander betätigt werden, ergibt sich das Zeitsteuerdiagramm des Betriebs der Schaltung 16- aus den F i g. 5A bis 5F Ein Ringzähler 16;· mit η Bits wird durch einen Taktimpuls e I gemäß F i g. iA angestoßen. Infolgedessen erzeugt der Ringzähler 16:: an seinen Ausgangsklemmen Ql. Q2 ... Qn Treiber- bzw. Ansteuerimpulse (vgl. Fig. 5B bis 5E). die im Takt des Taktimpulses c 1 verschoben werden. Diese Treiberimpulse schalten anschließend die Analogschalter SI bis Sn durch. Ein Bildfeldimpuls e3 wird dadurch gebildet, daß der Taktimpuls c 1 mittels eines Frequenzteilers 16r> eine Frequenzteilung durch l/n unterworfen wird. Fi g. 5F veranschaulicht die Bildfeldimpulse e.3 für den Fall, daß die Zahl π der Analogschalter und das Frequenzteilverhältnis N in der Beziehung n = ,V zueinander stehen. Selbstverständlich ist in diesem Beispiel die Beziehung n¥=N zulässig. Wenn die Anzeigevorrichtung 2Oi so ausgelegt ist, daß ein Bild durch zwei Felder gebildet wird, ist die automatische Verstärkungsregelung für jedes Feld dann möglich, wenn die Periode des Bildfeld- bzw. Bildimpulses e3 mit 1/2 gewählt ist

F i g. 6 veranschaulicht im einzelnen den Schaltungsaufbau des Regelverstärkers 12. Das erste Bildsignal wird an ein spannungsgesteuertes Dämpfungsglied oder einen Verstärker (Regelverstärker) 12i angelegt. Der Dämpfungs- bzw. Verstärkungsgrad des Regelverstärkers (VCA) 12| ist in Abhängigkeit vom Gleichspannungspegel des Regelsignals Vg änderbar. Infolge der Änderung dieses Faktors wird eine Übertragungsfunktion des Regelverstärkers 12i auf einen großen Wert eingestellt, wenn die integrierte Größe des zweiten Bildsignals des vorhergehenden Bilds oder Bildfelds klein ist, während diese Funktion auf eine kleine Größe eingestellt wird, wenn diese integrierte Größe groß ist Das erste Bildsignal bzw. das Signal e20, dessen Amplitude durch den Regelverstärker 12, geregelt ist. wird an eine Dynamikbereich-Einstellschaltung 12? angelegt, bei der es sich um einen linearen Verstärker

■ handelt, der nur auf ein Signal e2fl mit einer vorgegebenen Amplitude oder einer größeren als diese vorgegebene Amplitude anspricht Mit anderen Worten: die Schaltung M₂ ist ein Verstärker, der nur ein Analogsignal mit einem größeren Pegel als einem

" vorgegebenen Schwellenwertpegel Vr_H zuläßt. Das Signal e30. dessen unter dem Schwellenwertpegel Vm liegende Komponenten abgekappt werden, wird durch die Verstärkerschaltung 12i zum zweiten Bildsignal verstärkt.

Fig. 7 ist ein detailliertes Schaltbild der Dynarnikbereich-F.instellschaltung 12?. Das Signal c 20 wird dpbei an die nicht-invertierende Eingangsklemme eines Operationsverstärkers 12:: angelegt. Diese Eingangslilprnnip Ut i'ihpr pjnpn WirlprstanH fi 1 λπ \Λ;»<;ςρ aplpat Die Ausgangskiemme des Verstärkers 12;i ist mit seiner invertierenden Eingangsklemme über die Anoden-Kathodenstrecke einer Diode 12>;> und einen Widers'and R 2 verbunden. Dir; invertierende Eingang^klemme lient über einen Widerstand R 3 an Masse und ist über einen Widerstand R 4 mit dem Schleifer bzw. Abgriff eines Regelwiderstands VT? verbunden. Der an der einer Seite an Masse liegende Regelwiderstand VR nimmt am anderen Ende eine Gleichspannung +V ab. Das Signal c 30 wird von einer Kathode der Diode 12:? erhalten.

Die vorgegebene Schwellenwertspannung \'π· wird über den Widerstand R 4 an die invertierende Eingangsklemme des Verstärkers 12_:: angelegt, wobei diese Spannung durch entsprechende Einstellung des Regelwiderstands VR zweckmäßig geändert werden . kann. Im FaP von V_7V/ = 0 arbeitet die Schaltung 12; a's Linearverstärker, der auf alle positiven Pegel anspricht. Das Sienal e30 besitz; /u diesem Zeitpunkt gemäß Fig. 8Λ eine Wellenform mit kleinpegeligen Echoimpulsen. Im Fall von 17" > 0 werden di" unter V₁₁₁ :.. liegenden Komponenten im Signal e20 abgekappt, so daß gemäß F i g. 8B nur die hochpegeliger, Fchoimpiilsc als Signal c 30 ausgegeben werden. Dies bedeutet, daß bei Vm = O der D\namikbereich am größten is·, so daß die Details des Schnittbilds wiedergegeben weinen. Die j Bezugsspannung V-_c·kann so eingestellt werden, daß im Fall von V_TH = Q ein einwandfreies Bild ernalten worden kann. Wenn im Fall von Vm> 0 der Schwellenwert V_TH größer wird, verkleinert sich umgekehrt der Dynamikbereich, so daß die Deiails des Schnittbilds nicht v> wiedergegeben werden. Wenn also das Innere des Untersuchungsobjekts nur allgemein bzw. grob betrachtet werden soll, wird der Dynamikbereich klein eingestellt, während dann, wenn die Details des Inneren des Untersuchungsobjekts sichtbar werden sollen, ein großer Dynamikbereich gewählt wird. Da bei der Erfindung die automatische Verstärkungsregelung für jedes Bild vorgenommen wird, ist die Reproduzierbarkeit der Abstufung bei einem großen Dynamikbereich gut Dieser Vorteil ist schwierig zu erzielen, wenn die automatische Verstärkungsregelung für jede Stufe bzw. jeden Takt vorgenommen wird.

F i g. 9 veranschaulicht eine Abwandlung der Regeleinrichtung 14 nach F i g. 2. Diese Schaltung bildet ein Signal zur Durchführung der automatischen Verstärkungsregelungsoperation für jedes halbe Bild An den monostabilen Multivibrator 14» wird ein Taktimpuls e 1 mit einer Periode Ti + T2 (F i g. 10A) angelegt Dabei entspricht die Periode TI einer Horizontal-Abtastpe-

riode (1 H) der Anzeigevorrichtung 20,, wahrend die Periode 7*1 einer Rücklaufperiode einer Horizontalzeile entspricht Die Periode Π entspricht außerdem einer Austastperiode für einen anfänglichen Impuls zu dem Zeitpunkt, zu welchem Ultraschallimpulse empfangen werden. Die U'traschallechoimpulse werden in der Periode T2 empfangen. Der monostabile Multivibrator 14» wird an der Hinterflanke des Taktimpulses e 1 getriggert, so daß er gemäß F i g. 1OB einen ersten Gatebzw. Torsteuerimpuls e20 mit einer Impulsbreite (1/2) 7"2 liefert. Dieser Impuls e20 wird dem monostabilen Multivibrator 14_2t eingegeben. Letzterer wird sodann an der Hinterflanke des Impulses e 20 getriggert, so daß er gemäß F i g. IOC einen zweiten Gate- bzw.Torsteuerimpulse21 mit einer Impulsbreite (1/2) TI liefert

Der erste Torsteuerimpuls e20 wird an seinen ersten Integrator 1422» und einen monostabilen Multivibrator 1423a angelegt Letzterer wird an der Vorderflanke des Impulses e20 getriggert, um einen Verzögerungsimpuls e23a mit schmälerer Impulsbreite als derjenigen des Impulses e20 zu liefern. Der Impuls wird dem monostabilen Multivibrator 1424a eingegeben, der seinerseits an der Hinterflanke des Impulses e23a getriggert wird, um gemäß Fig. 1OE einen Ladeimpuls e24a zu liefern, welcher wiederum dem monostabilen Multivibrator 1425a eingegeben wird. Letzterer wird der Hinterflanke des Impulses e24a getriggert, um einen Ladeimpuls e 25a gemäß F i g. 1OF zu erzeugen. An den "ntegrator 1422« werden die Regeldaten vom Regelverstärker 12 angelegt Der Integrator 1422a integriert die Regeldaten, wenn der erste Torsteuerimpuls e 20 einen hohen Pegel besitzt Das Integrationsergebnis e, entspricht der kumulativen Größe des zweiten Bildsignals während einer halben Bildfeldperiode des ersten Halbbilds, und es wird einem Addierwerk 14:6a eingegeben. Wenn andererseits der Ladeimpuls e24a dem zweiten Speicher 1427a eingegeben wird, wird der Inhalt des ersten Speichers 142sa im Speicher 1427_a gespeichert Der Inhalt e27a wird durch das Addierwerk 1426a zum Integrationsergebnis e, hinzuaddiert. Wenn der Ladeimpuls e 25a dem ersten Speicher 1428» eingespeist wird, wird das Additionsergebnis e 26a vom Addierwerk 1426a in den ersten Speicher H₂Sj geladen. Die im ersten Speicher 1428a gespeicherten Daten e_a enthalten die Information, die eine zeitabhängige, kumulative Integrationsgröße der Echoimpulse darstellt, die bisher im ersten Halbbild aufgetreten sind.

Der zweite Torsteuerimpuls e 21 wird einem zweiten integrator 1422» eingegeben, det ein Integrationsergebnis e_b liefert Die Schaltungsbauteile 14₂26 und H_nb sind genau so ausgebildet wie die Bauteile 14₂2a bis 1428». Infolgedessen enthalten die im ersten Speicher 14286 gespeicherten Daten et die Information, welche kumulative Zeitintegrationsgrößen der Echoimpulse darstellt, die bis zu diesem Zeitpunkt in der zweiten Bildhälfte aufgetreten sind.

Die Daten Ea und Eb werden einer Subtrahierschaltung 14s eingegeben. Die Schaltungsbauteile 14s bis 14|₀ sind identisch aufgebaut wie die in F i g. 2 mit denselben Bezugszeichen bezeichnete Bauteile. Ein vom ersten Speicher 14? erhaltenes Ausgangssignal eil enthält die Information entsprechend einer Differenz Ea-Eb zwischen der kumulativen Information Ea bezüglich der ersten Bildhälfte und der kumulativen Information Eb für die letzte Bildhälfte. Im folgenden sei angenommen, daß ein EIiId durch η Stufen bzw. Takte (rates) gebildet wird und daß die Integrationsergebnisse des ersten Halbbilds für jeden Takt in einem Bild mit e₃1, e»2- ■ ■ e_3n bezeichnet sind, während die Integrationsergebnisse der zweiten Bildhälfte mit etu e_bi... e;,„ bezeichnet sind. Unter dieser Voraussetzung entsprechen die Inhalte der ersten Speicher 14:s_aund 14286 im ersten Takt jeweils e_a; bzw. ebi- Im zweiten Takt sind diese Inhalte gleich (eai + e*i) bzw. (eb ι+ ebi). Ebenso sind diese Inhalte im n-ten Takt gleich

2_,e_m bzw. 2j^e*i-
<= ι /-1

Wie erwähnt sind die Inhalte der Speicher 1428a und 14286 gleich den Daten Ea bzw. Eb. Die Differenz bzw. derUnterschied Ea—Eö ist daher gleich

Π Π

Te - Ye_h.

Das Signal ell wird über einen Analogschalter 1429

:n einem Addierwerk 14» eingegeben, das weiterhin mit einem Verstärkungseinstellsignal e^zur Lieferung einer Regelsoiigröße des Regeiverstärkers gespeist wird. Das Additionsergebnis des Addierwerks 14» wird als Regelsignal Vg dem Regelverstärker 12 eingespeist Der Schalter 14» wird durch den in der zweiten bzw. letzten Bildhälfte auftretenden zweiten Torsteuerimpuls e21 geschlossen bzw. durchgeschaltet Infolgedessen ist das Regelsignal Vg in der ersten Bildhälfte das Signal e_g selbst Andererseits wird das Regelsignal Vg in der

jn zweiten Bildhälfte zu e^+ eil. Bei der Konstruktion gemäß F i g. 2 erfolgt die automatische Verstärkungsregelung in der Weise, daß der Unterschied bzw. die Differenz el—V_nI in der Subtrahierschaltung 14s möglichst klein eingestellt wird. Auf ähnliche Weise

j5 regelt die Schaltung nach F i g. 9 in der Weise, daß die Differenz Ea-Eb möglichst klein gehalten wird. Wenn diese Differenz minimal ist, ist auch das Signal eil minimiert Bei der automatischen Verstärkungsregelung wird insbesondere die Helligkeit eines Schnittbilds im jeweils vorliegenden Bild durch die Differenz Ea-Eb zwischen der Helligkeit des Schnittbilds in der ersten Hälfte eines vorhergehenden Bilds, die ihrerseits durch das Signal e_g bestimmt wird, und der Helligkeit des Schnittbilds in der zweiten Hälfte des vorhergehenden Bilds bestimmt Die Helligkeit des Schnittbilds, die durch die automatische Verstärkungsregelung automatisch einstellbar ist, ist durch Justierung des Verstärkungseinstellsignals e_t änderbar.
Bei dieser Konstruktion gemäß Fig.9 ist der

5n Bildschirm der Kathodenstrahlröhren-Anzeigevorrichtung 20i in Horizontal-Abtastrichtung in zwei Abschnitte unterteilt, wobei die automatische Verstärkungsregelung durchgeführt wird, damit die durchschnittliche Helligkeit des zweigeteilten Bildschirms vom Signal e_t abhängig ist. Wahlweise kann der Bildschirm bei der Konstruktion gemäß F i g. 9 in N Abschnitte (N> 2] unterteilt sein. Die automatische Verstärkungsregelung für das nächste Bild bzw. Bildfeld wird dabei speziell se durchgeführt, daß die Helligkeit des /-ten Schnittbilds

«,ο des in N Abschnitte unterteilten Schirms und die Helligkeit des (i+ I)-ten Schnittbilds jeweils gleich sind In diesem Falle erfolgt die automatische Verstärkungsregelung ebenfalls für jedes Bild bzw. Bildfeld. Det Schsiltungsaufbau ist in diesem Fall derselbe wie ir

(,-, F i g. 9, nur mit dem Unterschied, daß die Impulsbreiter der einzelnen Impulse gemäß Fig. 10B bis 101 und die Erzeugungszeitpunkte dieser Impulse verschieden sind Wenn die automatische Verstärkungsregelung auf eir

solches yV-Teilungsbild angewandt wird, kann die Verstärkungsregelung im nächsten Bild bzw. Bildfeld auf der Basis der Helligkeit in einem bestimmten Abschnitt des Schnittbilds erfolgen. In diesem Fall wird die automatische Verstärkungsregelung wiederum für jedes Bild bzw. Bildfeld durchgeführt, so daß die Abstufung des (wiedergegebenen) Bilds ausgezeichnet ist

In F i g. 11 ist eine Schaltungskonstruktion dargestellt, bei welcher die Ansprechzeitregelung (STC) bzw. die Zeit-Verstärkungskompensation (TGC) bei der Vorrichtung nach F i g. 2 oder 9 durch den Regelverstärker 12 erfolgt Wie in Verbindung mit Gleichung (1) und (2) erwähnt, werden diese Funktionen für eine Stufen- bzw. Taktperiode mittels einer Schaltung realisiert, die eine lineare, zeitabhängige Änderung des Verstärkungsgrads ermöglicht Wenn bei der Schaltung gemäß F i g. 11 der Taktimpuls e 1 den niedrigen Pegel besitzt, erfolgt die Ansprechzeitregelung in der Weise, daß als Regelsignal Vg ein Sägezahnwellensignal benutzt wird, das durch Integration des Signals el! mit der Zeit gebildet wurde. Das aus dem ersten Speicher 14g ausgelesene Signal eil wird einem Sägezahngenerator H32 eingegeben. Letzterer integriert gemäß den Fig. 12A und 12B das Signal eil während des Impulsintervalls 7"2 des Taktimpulses e 1, um dabei ein Regelsigna] Vg zu liefern, welches gegenüber der Zeit eine lineare Funktion darstellt Wenn der Regeiverstärker 12 durch das Sägezahnwellensignal V£ angesteuert wird, wird die Helligkeitsänderung eines Querschnittsbilds aufgrund einer Änderung des Untersuchungsobjekts verhindert, während gleichzeitig die Ansprechzeitregelung durchgeführt wird. Der Sägezahngenerator 1432 kann unter Verwendung eines Miller-Integrators oder einer Sägezahnwellen-Generatorschaltung des Bootstrap-Typs gebildet sein. Derartige Schaltungen werden häufig auf dem Gebiet der Triggerabtast- bzw. -Wobbel-Oszillographen verwen-

5(1

Die Fig. 13 und 14 veranschaulichen weitere Abwandlungen der Regeleinrichtung 14 gemäß Fig.2. Die Schaltungen gemäß Fig. 13 führt die automatische Verstärkungsregelung für das nächste Bild durch, um eine Differenz zwischen einer bei jedem Takt auftretenden Integrationsgröße eines Integrators 14| und der Bezugsspannung V_K( möglichst klein zu halten. Die Schaltung gemäß Fi g. 14 bewirkt die automatische Verstärkungsregelung für das nächste Bild, um die Differenz zwischen einer bei jedem Bild auftretenden Integrationsgröße des Integrators 14i und der Bezugsspannung V_re/-möglichst klein zu halten.

Bei den Schaltungen gemäß den Fig.2, 9, 13 und 14 werden die Regeldaten jeweils einmal integriert Infolgedessen wird die automatische Verstärkungsregeloperation nicht durch unerwartete, in den Echoimpulsen enthaltene hohe Spitzensignale beeinflußt

Zusammenfassend wird mit der Erfindung also eine Ultraschallimpulsechovorrichtung geschaffen, die einen Ultraschallwellenwandler zur Übertragung einer Ultraschallwelle in ein zu untersuchendes Objekt und zur Erzeugung eines ersten Bildsignals entsprechend den vom Inneren des Untersuchungsobjekts reflektierten Echoimpulsen, eine verbesserte Signalverarbeitungseinrichtung zum Kompensieren von die Helligkeit verändernden Einflüssen aufgrund einer Änderung des Untersuchungsobjekts und zur Lieferung eines zweiten Bildsignals entsprechend dem ersten Bildsignal sowie eine X- Y-Anzeigevorrichtung zur Wiedergabe des Bilds des Untersuchungsobjekts anhand des zweiten Bildsignals aufweist Die Kompensation für Helligkeitsabweichungen oder -änderungen wird durch einen Verstärker mit geregeltem Verstärkungsgrad gewährleistet, dessen Verstärkungsgrad bzw. Gewinn durch ein Regelsignal des vorhergehenden Bilds bzw. Bildfelds eingestellt wird.

Hierzu 10 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Ultraschall-Tomograph, bestehend aus einem Wandler zur Übertragung eines Ultraschallstrahls ι auf einen mehrere Schichten besitzenden zu untersuchenden Körper und zur Umwandlung der von den Grenzflächen zwischen den Schichten des Körpers reflektierten Echoimpulse in ein erstes Bildsignal, einer Signalverarbeitungseinheit zur m Erzeugung eines zweiten Bildsignals, welches dem mit einem vorgegebenen Verstärkungsfaktor verstärkten ersten Bildsignal entspricht, einer X- Y-Anzeigeeinrichtung, die zur Wiedergabe eines Bildes des Inneren des Körpers mit dem zweiten Bildsignal ι; intensitätsmoduliert wird, und mit einer Zeitsteuerschaltung, welche Zeitsteuersignale zur Bestimmung der Sende- und Empfangszeitpunkte der Ultraschallimpulse erzeugt, dadurch gekennzeichnet, daß die Zeitsi-juerschaltung (16) zur Anzeigeeinrich- _>ii tung (20) ein Abtast-Synchronisiersignal für die Synchronisierung der Abtastung der X- und y-Achsen mit den Sende/Empfangszeitpunkten der Ultraschallimpulse überträgt und einen ersten Impuls mit einer Periode entsprechend der X-Ach- y-, senabtastung der Anzeigeeinrichtung (20) und dem Zeitpunkt der Ultraschallimpulsübertragung sowie einen zweiten Impuls entsprechend dem Zeitpunkt der V-Achsenabtastung der Anzeigeeinrichtung (20) erzeugt, daß die Signalverarbeitungseinheit (18) «> einen Regelverstärker (12) aufweist, der das erste Bildsignal empfängt und das zweite Bildsignal erzeugt, und eine Steuereinrichtung (14) aufweist, welche die Steuerdaten einsprechend dem zweiten Bildsignal integriert, um eine durchschnittliche r> Helligkeit eines auf der Anzeigeeinrichtung (20) wiedergegebenen Bildes zu erhalten, das Ergebnis der Integration zum Zeitpunkt entsprechend dem zweiten Impuls aufspeichert und das aufgespeicherte bzw. kumulative Ergebnis (e 11) als Steuersignal (Vg) m für das nachfolgende Bild oder Bildfeld zum geregelten Verstärker (12) liefert, dessen gegebener Verstärkungsgrad durch das Steuersignal (Vg) bestimmbar ist (F i g. 1; F i g. 2).

2. Tomograph nach Anspruch 1, dadurch gekenn- -n zeichnet, daß das von der Regeleinrichtung (14) gelieferte Regelsignal (Vg) eine Information enthält, welche das aufgespeicherte bzw. kumulative Integrationsergebnis für das vorhergehende Bild oder Bildfeld ist, und daß die Information des vorherge- vi henden Bild(felds) die Helligkeit des nächsten BiId(FeIdS) steuert.

3. Tomograph nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das von der Regeleinrichtung (14) gelieferte Regelsignal (Vg)t'mc Information enthält, 5> die das aufgespeicherte bzw. kumulative Integrationsergebnis für mehrere vorhergehende Bilder oder Bildfelder darstellt, und daß die Information bezüglich mehrerer vorhergehender Bild(feld)er die Helligkeit des nächsten Bilds bzw. Bildfelds steuert. m>

4. Tomograph nach Anspruch I₁ dadurch gekennzeichnet, daß die Regeleinrichtung (14) zur Erzielung des Integrationsergebnisses (e 11) für einen Bereich, der durch Unterteilung desselben Bilds oder Bildfelds in N Abschnitte in X-Achsen-Abtastrich- f.-, tung gebildet worden ist, zum zweiten Zeitpunkt entsprechend einem zweiten Impuls (c3) den Unterschied zwischen ersten Daten (Ea), die eine Aufspeicherung des /-ten Integrationsergebnisses zum Zeitpunkt eines ersten Torsteuerimpulses (e 20), mit dem ersten Impuls (ei) synchronisiert darstellen, und zweiten Daten (Eb) aufspeichert, die eine Aufspeicherung des f/+1)-ten Integrationsergebnisses zum Zeitpunkt des zweiten, im Anschluß an den ersten Torsteuerimpuls fe20) auftretenden Torsteuerimpulses fe21) darstellen, und daß das kumulative Ergebnis fell) als Regelsignal (Vg) benutzt wird, wobei 0 < /+1 < Λ/mit /= 1,2,3... gilt.

5. Tomograph nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß in der Regeleinrichtung (14) ein Mittelwert des Integrationsergebnisses der Regeldaten aufspeicherbar ist, um das kumulative Ergebnis (e 11) zu erhalten.

6. Tomograph nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Regeleinrichtung (14) einen Höchstwert des Integrationsergebnisses der Regeldaten aufspeichert, um das kumulative Ergebnis (e 11) zu erhalten.

7. Tomograph nach einem der Ansprüche 1 bis 4. dadurch gekennzeichnet, daß der Regelverstärker (12) einen spannungsgesteuerten Verstärker (12j), dessen Übertragungsfunktion entsprechend einem Gleichspannungspegel des Regelsignals (Vg) änderbar ist, und eine mit dem Verstärker (12i) in Reihe geschaltete Dynanikbereich-Einstellschaltung (12₂) zur Änderung der Abstufung eines von der Anzeigeeinrichtung (20) wiedergegebenen Bilds aufweist, und daß diese Einstellschaltung (12₂) nur auf ein Analogeingangssignal (e 20) anspricht, das einen Pegel über einem vorgegebenen Schwellenwertpegel besitzt.

8. Tomograph nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Wandler (10) einen logarithmischen Verstärker (1O₃) zur Umwandlung einer zeitabhängigen Dämpfung des Ultraschallechoimpulses in eine lineare Funk- aufweist und daß die Regeleinrichtung (14) einen Sägezahngenerator (14₃₂) aufweist, welcher das kumulative Ergebnis fell) für jede Periode des ersien Impulses (ei) integriert und das Integrationsergebnis als Regelsignal (Vg) liefert, um eine Ansprechzeitregelung für das nach einer linearen Funktion gedämpfte erste Bildsignal durchzuführen.

9. Tomograph nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Regeleinrichtung (14) einen Integrator (14|) zum Integrieren der Regeldaten zum Zeitpunkt bzw. im Takt des ersten Impulses (e 1), eine Subtrahierschaltung (14₅) zur Lieferung eines Differenzsignals (ei) zwischen dem Integrationsergebnis (c_c) des Integrators (14,) und einer Bezugsspannung (V_ref), die als Regelziel bzw. Regelsollgröße zur Bestimmung der Heiligkeit eines auf der Anzeigeeinrichtung (20) wiedergegebenen Bilds dient, ein Addierwerk (14₆) zur Lieferung eines Summensignals (e 10) aus dem Differenzsignal (ei) und der vorhergehenden Bild- oder Feldinformation (e9), die bis zu diesem Zeitpunkt bezüglich des vorhergehenden Bilds oder Bildfelds aufgelaufen ist, einen ersten Speicher (14g), in den das Summensignal (elO) durch einen Ladeimpuls (e5) in Synchronismus mit dem zweiten Impuls (e3) geladen wird und dessen Inhalt das kumulative Ergebnis (eil) darstellt, und einen zweiten Speicher (H7) aufweist, in den der Inhalt des ersten Speichers (14g) unmittelbar vor der Aktualisierung seines Inhalts durch den ersten Ladeimpuls (e5) mittels eines

zweiten Ladeimpulses (e 4) geladen wird, der vor dem ersten Ladeimpuls (e S) erzeugt wurde, und dessen Speicherinhalt die vorhergehende Bild- oder Feldinformation fe9) liefert.

10, Tomograph nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Regeleinrichtung (14) einen Integrator (14|) zum Integrieren der Regeldaten zum Zeitpunkt bzw. im Takt des ersten Impulses (e 1), eine Subtrahierschaltung (14₅) zur Lieferung eines Differenzsignals (ei) zwischen dem Integrationsergebnis (e_c) des Integrators (14|) und einer Bezugsspannung (V_ref), die als Regelziel bzw. Regelsollgröße zur Bestimmung der Helligkeit eines auf der Anzeigeeinrichtung (20) wiedergegebenen Bilds dient, ein Addierwerk (14₆) zur Lieferung eines Summensignals felO) aus dem Differenzsignal (ei) und der vorhergehenden Bild- oder Feldinformation (e 9), die bis zu diesem Zeitpunkt bezüglich des vorhergehenden Bilds oder Bildfelds aufgelaufen ist, einen ersten Speicher (14g), in den das Summensignal felO) durch einen ersten Ladeimpuls (e 5) in Synchronismus mit dem zweiten Imp'ils (e3) geladen wird und dessen Speicherinhalt das kumulative Ergebnis fell) bildet, einen zweiten Speicher (14;), in den der Inhalt des ersten Speichers (14g) unmittelbar vor der Aktualisierung seines Inhalts durch den ersten Ladeimpuls (eS) mittels eines zweiten Ladeimpulses fs 4) geladen wird, der vor dem ersten Ladeimpuls fe5) erzeugt wurde, und dessen Speicherinhalt die vorhergehende Bild- oder Feldinformation fe9) bildet, und einen Höchstwertdetektor (143) aufweist, welcher das Höchstwertsignal (W) vom Integrationsergebnis fe_c^des Integrators (14j) abgreift oder feststellt und dieses Signal (el) der Subtrahierschaltung (14₅) zuliefert, wobei der Detektor (14j) die Abgreifoperation für jedes Bild oder Bildfeld zum Zeitpunkt bzw. im Takt eines dritten, auf den ersten Ladeimpuls (e5) folgenden Ladeimpulses (e 6) durchführt

11. Tomograph nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Regeleinrichtung (14) eine erste Einrichtung zum Sammeln erster Daten (ea) mit einem ersten Integrator (1422a) zum Integrieren der Regeldaten zum Zeitpunkt bzw. im Takt des ersten Torsteuerimpulses fe20), einem zweiten Addierwerk (l*2sa) zum Addieren des ersten Integrationsergebnisses (e,) zum ersten Integrator (1422a) zu einer ersten, vorhergehenden Information (e26a), die bis zu diesem Zeitpunkt bezüglich des /-ten Bilds oder Bildfelds aufgelaufen ist, um ein erste« Additionsergebnis (e26a) zu liefern, einem dritten Speicher (1428a), in den das erste Additionsergebnis fe 26a) in Abhängigkeit von einem anschließend nach dem ersten Torsteuerimpuls fe20) auftretenden vierten Ladeimpuls (e25a) geladen wird und dessen Speicherinhalt die ersten Daten (ea) bildet, um einem vierten Speicher (1427,), in den der Inhalt des dritten Speichers (1428a) unmittelbar vor der Aktualisierung seines Inhalts durch den vierten Ladeimpuls (e 25a) mittels eines fünften Ladeimpulses, der vor dem vierten Lädeimpuls fe 25a,) auftritt, geladen wird und dessen Speicherinhalt die erste vorhergehende Information (e27a) bildet; eine zweite Einrichtung zum Zusammenstellen der zweiten Daten (Eb) mit einem zweiten Integrator (1422f>) zum Integrieren der Regeldateti zum Zeitpunkt bzw. im Tak· des zweiten Torsteuerimpulses (e2\), einem dritten Addierwerk zum Addieren eines zweiten Integrationsergebnisses (eb) vom zweiten Integrator (14aati) zu einer zweiten vorhergehenden, bis zu diesem Zeitpunkt bezüglich dec (V-t-l)-ten Bilds oder Felds aufgelaufenen Information (e27b) zwecks Lieferung eines zweiten Additionsergebnisses (e26b), einem fünften Speicher (14j8ii), in den das zweite Additionsergebnis (e 26b) durch einen sechsten Ladeimpuls (e 25b), der nach dem zweiten Torsteuerimpuls fe21) auftritt, geladen wird und dessen Speicherinhalt die zweiten Daten (Eb) bildet bzw. liefert, und einem sechsten Speicher (14276), in den der Inhalt des fünften Speichers (14286) vor der Aktualisierung seines Inhalts durch den sechsten Ladeimpuls (e25b) mittels eines siebten Ladeimpulses (e24b) der vor dem sechsten Ladeimpuls (e25.h) auftritt, geladen wird und dessen Speicherinhalt die zweite vorhergehende Information (e27b) liefert; sowie eine dritte Einrichtung zum Zusammenstellen des Regelsignals (Vg) aufweist, die ihrerseits eine Subtrahierschaltung (I4s) zur Lieferung eines Diffcrenzsignals fe8) zwischen den ersten Daten (Ea) und den zweiten Daten (Eb), ein Addierwerk (14e) zur Lieferung eines Summensignals felO) aus dem Differenzsigna¹ (ei) und der vorhergehenden Bild- oder Feldinformation fe9), die bis zu diesem Zeitpunkt bezüglich des vorhergehenden Bilds oder Bildfelds aufgelaufen ist, einen ersten Speicher (14a), in welchem das Summensignal (e 10) durch einen ersten Ladeimpuls (e5) in Synchronismus mit dem zweiten Impuls (e3) gespeichert wird und dessen Inhalt das kumulative Ergebnis fell) liefert, und einen dritten Speicher (14₆) umfaßt, in den der Inhalt des ersten Speichers (14e) unmittelbar vor der Aktualisierung bzw. Erneuerung seines Inhalts durch einen zehnten Impuls (e5) mittels des zweiten, vor dem ersten Ladeimpuls (eS) auftretenden Ladeimpulses fe4) geladen wird und dessen Speicherinhalt die vorhergehende Büd- oder Feldinformation (e 9) liefen.