DE3008975A1

DE3008975A1 - Vorrichtung zur herstellung einer transversalschichtabbildung mittels ultraschall

Info

Publication number: DE3008975A1
Application number: DE19803008975
Authority: DE
Inventors: Rudolf Dipl.-Phys. Dr.rer.nat. 4300 Essen Hauke
Original assignee: Koch and Sterzel AG
Current assignee: Koch and Sterzel AG
Priority date: 1980-03-08
Filing date: 1980-03-08
Publication date: 1981-10-01
Also published as: FR2477404A1

Description

KOCH & STERZEL
GmbH & Co.

Vorrichtung zur Herstellung

einer

Transversalschichtabbildung mittels Ultraschall

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Untersuchung einer Transversalschicht eines Patienten mit Ultraschall, wobei die Ultraschalleiiergie von geeigneten, an den Patientenkörper über geeignete Mittel angekoppelte, auf die Schicht ausgerichtete Transducer ausgesandt und empfangen wird und wobei eine Rekonstruktion der Gegebenheiten der untersuchten Schicht durch einen geeigneten, eine zweidimensionale Abbildung der Schicht auf einer geeigneten Vorrichtung bewirkenden Rechner erfolgt.

Eine solche Vorrichtung ist also dafür vorgesehen, eine Darstellung einer Transversalschicht eines Patienten zu ermöglichen. Eine solche Abbildungsmethode ist bereits vor längerer Zeit mit Hilfe von sogenannten harten Strahlen praktiziert und als sogenannte Computer-Tomographie bekanntgeworden. Die Verwendung von harten z.B. Röntgen-Strahlen, hat jedoch den Nachteil, daß sie schädigend auf die menschliche Gesundheit einwirken. Demgegenüber sind mit Ultraschall arbeitende Systeme in ihrer Anwendung nach dem jetzigen Stand der Erkenntnisse vollkommen unschädlich für die menschliche Gesundheit, so daß sie in immer größerem Maße für die Diagnostik herangezogen werden.

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Bei der Untersuchung von menschlichen Körpern besteht jedoch die Schwierigkeit, eine optimale Ankopplung der Sende/Empfangs-Transducer an den Patienten zu gewährleisten, und zwar, weil an den Übergangsstellen keine Luft vorhanden sein darf, denn: diese würde aufgrund der großen Impedanzunterschiede zu Totalreflektionen führen. Es ist in dieser Hinsicht durch die DE-OS 27 37 109 ein Ultraschall-Abtastgerät bekanntgeworden, bei dem der zu untersuchende Körperteil in einen mit Wasser gefüllten Behälter getaucht wird, und bei dem die Sende- und Empfangsanordnung rotatorisch um den zu untersuchenden Teil bewegbar ist. Die dabei empfangenen Werte werden von einem Rechner verarbeitet und z.B. als zweidimensionale Abbildung zur Anzeige gebracht.

Ein solches um den zu untersuchenden Körperteil herumbewegbares System hat abej/den Nachteil, daß nur bestimmte exponiert liegende Körperteile in einen relativ kleinen Behälter eingetaucht und auf diese Art und Weise untersucht werden können, während für fast alle anderen Untersuchungen ein den Körper praktisch vollständig umschließendes Wasserbad erforderlich ist. Eine derartige Untersuchungsmethode ist aber einem kranken Patienten kaum zuzumuten.

Zur Vermeidung eines derartigen den Körper praktisch vollkommen umschließenden Wasserbades ist durch die DE-OS 28 26 728 eine Einrichtung bekanntgeworden, bei der zur Ankopplung der Transducer an den Patienten je eine gerichtete Verbindungsstrecke aus einem flüssigen oder gasförmigen Medium zwischen den Transducern und den jeweils den Transducern zugewandten Bereichen der Oberfläche des Patienten vorhanden ist. Eine derartige Ferbindungsstrecke erfordert aber ein strömendes Medium, was wiederum einen relativ großen Aufwand bedingt und hat im übrigen auch noch den Nachteil, daß das Verfahren nicht besonders angenehm für den Patienten ist, da dieses Medium mit einem gewissen Druck auf-den Patienten auftrifft.

* gerichtete

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Der vorliegenden Erfindung liegt deshalb die Aiifgabe zugrunde, bei einer Einrichtung nach dem Oberbegriff eine einfache und präzisere Ankopplung der Transducer an den Patienten zu ermöglichen.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe bei einer Vorrichtung der eingangs erwähnten Art durch die im kennzeichnenden Teil angegebenen Merkmale gelöst.

Anhand eines in der Zeichnung mehr oder minder schematisch dargestellten Ausführungsbeispieles .sei die Erfindung näher erläutert, und zwar zeigen:

Pig. 1, dxe Anwendung des errindungsgemäßen Gegenstandes an einem Patienten.

Fig. 2a, den wesentlichsten Teil des erfindungsgemäßen Gegenstandes in Draufsicht.

Fig. 2b, einen Schnitt durch ilen in Fig. 2a dargestellten Teil.

¥ie aus der Fig. 1 zu entnehmen ist, wird der Körper P oLixos Patienten von einem elastischen Bund 1 umschlossen, das mit im Abstand voneinander liegenden Transducern 2-j - 2_n (Fig.2a, 2b) versehen ist. An diese Transducer ist über eine Leitung 5 eine elektronische Schaltungsanordnung k angeschlossen, über die ein oder mehrere Transducer aLs Sende-Transducer und ein oder mehrere Transducer als Empfaugs-Transducer ausgewühlt und angesteuert werden. Dieser elektronischen Schaltungsan- .> Ordnung h ist ein Rechner 5 nachgoschaltet, der die Verarbeitung der empfangenen Werte in Abhängigkeit der geometrischen Anordnung der einzelnen Transducer 2-j - 2_n durchführt und eine Darstellung der untersuchten Schicht auf einem geeigneten Anzeige organ z.B. einem Bildschirm 6 bewirkt. Das don Körper I' ^J|

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umschließende Band 1 besitzt natürlich an einer Stelle einen der Einfachheit halber nicht dargestellten Verschluß, durch den das Band an Körper beliebigen Umfangs angepaßt werden kann.

Es ist allgemein bekannt, daß für eine Rekonstruktion der Gegebenheiten nicht unbedingt der gesamte Bereich abgetastet werden muß, sondern daß es genügt, wenn Teilbereiche abgetastet werden. Aus diesem Grunde kann das Band auch so ausgelegt sein, daß es den Körper nur teilweise umschließt und durch geeignete Mittel am Körper gehalten wird.

In Fig. 2a und 2b ist das Band näher dargestellt, und zwar besteht dies aus oiiBm elastischen Material, vorzugsweise aus einem Polymer, wie z.B. PVF2. Auf der einen Oberfläche des Bandes 1 befindet sich dabei eine durchgehende Elektrode 7» d.h. ein für alle Transducer gemeinsamer Anschlußpunkt. Auf der anderen Oberfläche sind Einzelelektroden 8^- 8_n aufgebracht, d.h. jeder Transducer besitzt neben dem gemeinsamen Anschlußpunkt noch einen separaten Anschlußpunkt. Der gemeinsame Anschlußpunkt 7 und die separaten Anschlußpunkte S₁-S sind über die Leitung 3 mit der elektronischen Schaltungsanordnung h nach Fig. 1 verbunden. Die Transducer 2- - 2 sind bei dieser Ausführungsform in das elastische Band 1 integriert und können bei Verwendung von

einem Polymer wie z.B. PVF₂, durch geeignete Maßnahmen aus dem Material selbst hergestellt sein, und zwar, weil PVF„ u.a. infolge der Einwirkung eines geeigneten elektrischen Feldes zu einem piezoelektirsäien Material wird. Oberhalb der gemeinsamen Elektrode 7 befinden sich sogenannte Positionsmelder 9₁ - 9 > durch die die für die Rekonstruktion erforderliche geometrische Anordnung der einzelnen Transducer erfaßt wird, d.h. es wird dadurch die jeweilige Winkellage der einzelnen Transducer gegenüber den benachbarten Transducern ermittelt und als elektrische Größe über die Leitung 10 zwecks entsprechender Verarbeitung dem Rechner 5 zugeführt.

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Der besondere Vorteil der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist darin zu sehen, daß das Band 1 über ein bereits seit langem für Ultraschalluntersuchungen verwendetes Mittel z.B. ein
Gel an den Patientenkörper angekoppelt werden kann, was gegenüber den vorerwähnten Methoden besser und wesentlich angenehmer für den Patienten ist.

Desweiteren ist eine solche Vorrichtung mit einem weltlich geringeren Aufwand herzustellen und in ihrer Anwendung wesentlich einfacher.

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L e e r s e i t e

Claims

KOCH & STERZEL Essen, den 6. März 198O

GmbH & Co. Bt/Os

Patentansprüche

Vorrichtung zur Untersuchung einer Transversalschicht eines Patienten mit Ultraschall, wobei die Ultraschallenergie von geeigneten, an den Patientenkörper über geeignete Mittel angekoppelte, auf die Schicht ausgerichtete Transducer ausgesandt und empfangen wird und. wobei eine Rekonstruktion der Gegebenheiten der untersuchten Schicht durch einen geeigneten, eine zweidimenaionale Abbildung der Schicht auf einer geeigneten Vorrichtung bewirkenden Rechner erfolgt, dadurch gekennzeichnet, daß ein den Körper (p) zumindest teilweise umschließendes Band (1) aus elastischem Material vorhanden ist, daß einzelne Bereiche des Bandes (1) selbst als Transducer (2i - 2_n) ausgebildet sind, oder daß im Abstand voneinander in bzw. auf dem Band (1) Transducer (21 - 2_n) angeordnet sind, daß ein oder mehrere Transducer (2) als Sender und ein oder mehrere Transducer (2) als Empfänger dient bzw. dienen, daß zwecks Abtastung eines für die Darstellung ausreichenden Bereichs der Schicht eine elektronische Schaltungsanordnung (4) zur sukzessiven Ansteuerung der als Sender und der als Empfänger dienenden Transducer (2-j - 2_ri) vorhanden ist, und daß Positionsmelder (9-j - 9_n) auf dem Hand (1) zur Bestimmung der für die Rekonstruktion benötigten geometrischen Anordnung der einzelnen Transducer (2·| - 2_n) vorhanden sind.

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2.) Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Band (1) aus einem Polymer wie z.B. PVF£ besteht, und daß im Abstand voneinander liegende Bereiche des Bandes (1) durch
geeignete Maßnahmen mit piezoelektrischen Eigenschaften versehen und damit als TrarSiucer (2-j - 2_n) ausgebildet sind.
3.) Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Band (i) aus einem Polymer wie z.B. PVFg besteht, daß im Abstand voneinander liegende Bereiche des Bandes (l) durch geeignete Maßnahmen mit piezoelektrischen Eigenschaften versehen und damit als Empfangs-Transducer (2) ausgebildet sind,
und daß zwischen diesen Empfangs-Transducern (2) in dem bzw. auf dem Band (i) Sende-Transducer (2) aus PZT angeordnet sind,
k.) Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die in dem bzw. auf dem Band (1) im Abstand angeordneten Transducer (Ζ_Λ - 2 ) aus PZT bestehen.
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- Beschreibung -
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