DE3100717A1 - "ultraschallschnittbildgeraet" - Google Patents
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Description
Ultraschallschnittbildgerät
Die Erfindung betrifft ein Ultraschallschnittbildgerät mit einer auf eine Schnittfläche eines Objektes
ausrichtbaren Schnittbildmechanik zur sektorförmigen Abtastung der Schnittfläche mit einem Schallbündel, das von
wenigstens einem an einem von einem Motor über ein Getriebe oszillierend antreibbaren Schallkopfträger sitzenden
Schallkopf abgestrahlt wird, wobei der Schwenkwinkel des Schallkopfträgers und damit der öffnungswinkel des
sektorförmigen Schnittbildes über Stellglieder auf verschiedene Größen einstellbar ist und die zu den ausgesandten
Schallimpulsen einlangenden Echos auf einem Bildschirm unter Ausnützung von insbesondere von der Schnittbildmechanik
abgegebenen Lageinformationen an einer dem Ort ihrer Entstehung geometrisch zugeordneten Stelle darstellbar
sind.
Bei Ultraschallschnittbildgeräten dieser Art sind der bzw. die Schallköpfe für eine unmittelbare Einstrahlung
des Schallbündels in das Untersuchungsobjekt, bei medizinischen Untersuchungen also in bestimmte Körperpartien
eines Menschen, vorgesehen. Verläuft die Schwenkachse, um die der Schallkopf mit dem Schallkopfträger oszilliert,
im wesentlichen durch die Abstrahlfläche des Schallkopfes, wird ein in seiner Grundform dreieckförmiger Sektor der
Schnittfläche abgetastet. Liegt die Schwenkachse im Abstand vom Schallkopf, also auch im Abstand vom untersuchten Objekt,
wird mit dem Schallbündel ein in seiner Grundform trapezförmiger Bereich der Schnittfläche abgetastet. Für
die Darstellung des Schnittbildes werden im einfachsten Fall zur Ablenkung der Basislinie des Bildschirmes von der
Schnittbildmechanik abgegebene, also meist von einem bewegten Teil dieser Mechanik erzeugte Lageinformationen verwendet,
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doch ist es auch bekannt, eine zeitabhängige Verstellung der Basislinie vorzunehmen und den Ablenkgenerator für diese
zeitabhängige Ablenkung auf die tatsächliche Frequenz der Schallkopfoszillation/synchronisieren. Ferner ist auch eine
Zwischenspeicherung der vom Schallkopf empfangenen Signale bekannt, um eine flackerfreie Bilddarstellung dadurch zu
erzielen, daß die Abfragefrequenz des Speicherinhaltes auf dem Bildschirm größer als die Einschreibefrequenz des
Speichers mit den vom Schallkopf erhaltenen Signalen gehalten wird, wobei ein weiterer Vorteil der Zwischenspeicherung
darin besteht, daß die Reihenfolge des Einschreibens der einzelnen Informationen in die Speicherwerte von der Reihenfolge
bei der Abfrage abweichen kann, wodurch es unter anderem möglich wird, die den empfangenen Echos entsprechenden Signale
in der Reihenfolge ihres Einlanges einzuschreiben, die Abfrage aber nach der üblichen Fernsehnorm vorzunehmen, so daß
für die Bildschirmdarstellung ein Fernsehmonitor verwendbar wird.
Aus der US-PS 4 151 834 ist es bekannt ein einen
konstanten Öffnungswinkel aufweisendes, sektorförmiges Schnittbild
dadurch zu erzeugen, daß der Schallkopfträger von einem Motor aus über ein Kurbelgetriebe oszillierend angetrieben
wird. Der Motor hat nur eine bestimmte Drehrichtung und der Öffnungswinkel ist, wie erwähnt, beim Schnittbild
grundsätzlich konstant. Kurbelgetriebe dieser Art haben den prinzipiellen Nachteil, daß sich zwischen Vor- und Rückschwingen
des Schallkopfträgers geringfügig abweichende zeitliche Verläufe ergeben, die durch das Bewegungsspiel des jeweiligen
Kurbelgetriebes bedingt sind und die in der Praxis zu Abbildungsunschärfen bzw. dazu führen, daß häufig für die
Bilddarstellung nur die Abtastung in der einen Bewegungsrichtung ausnützbar wird.
Bei Geräten.der eingangs genannten Art, bei denen der Schwenkwinkel des Schallkopfträgers und damit der Öffnungswinkel
des sektorförmigen Schnittbildes über Stellglieder
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auf verschiedene Größen einstellbar ist, werden bisher äußerst aufwendige Antriebsanordnungen verwendet, wobei
eine solche Antriebsanordnung aus der US-PS 4 106 492 bekanntgeworden ist. Man verwendet nämlich einen Schwingankermotor,
der über ein Untersetzungsgetriebe in Form eines Ritzels und eines Zahnradsegmentes den Schallkopfträger
antreibt und erzeugt mit Hilfe eines zusätzlichen Generators eine in ihrer Grundform sägezahnförmige Betriebsspannung
für diesen Schwingankermotor, wobei die Länge der einzelnen Spannungszüge der Sägezahnspannung
über Stellglieder einstellbar ist, wodurch unmittelbar auch der Drehwinkel des Motors und damit der Schwenkwinkel
des Schallkopfträgers eingestellt wird. Von dieser genannten Betriebsspannung kann auch eine Steuerspannung zur Ablenkung
der Basislinie des Bildschirmes abgeleitet werden. Mit zunehmender Vergrößerung des Schwenkwinkels und mit zunehmender
Abtastfrequenz kann aber die an und für sich angestrebte lineare Bewegung nicht mehr eingehalten werden. Es ergibt
sich in der Praxis eine sinusförmige Bewegung (d.h. ein sinusförmiger Verlauf der Verstellgeschwindigkeit), wobei
in weiterer Folge zur Vergleichmäßigung der Bewegung Korrekturen bei der Erzeugung des Betriebsstromes und bei
der Bilderzeugung notwendig werden. Ferner lassen sich praktisch Vibrationen bei der auftretenden Bewegungsumkehr
nicht vermeiden. Trotz der großen Vorteile, die eine Änderung des öffnungswinkels und der Oszillationsfrequenz mit sich
bringen kann, wird sich die Anwendung der bekannten Geräte dieser Art wegen der auftretenden Schwierigkeiten auf
Sonderfälle beschränken. Die Hauptvorteile einer Veränderung des Schwenkwinkels und der Oszillationsfrequenz bestehen
darin, daß man sich bei großen Schwenkwinkel u.a. einen Überblick über ein zu untersuchendes Gebiet in einem Körper
verschaffen kann, wobei man die Schnittbildmechanik beispielsweise mit ihrem Mittelbereich auf ein besonders
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interessantes Gebiet ausrichtet und dieses Gebiet dann
mit kleinerem Bildwinkel untersucht. Es ist davon auszugehen, daß in den meisten Fällen die Anzahl der abgegebenen
Schallimpulse für einen Schwenkvorgang konstant sein wird, so daß man unter diesem Parameter beim kleineren Schwenkwinkel
einen feineren Abtastraster erzielt. Hier kann auch eine größere Eindringtiefe der Schallimpulse ausgenützt
werden. Ferner ist es denkbar, beim kleineren Schwenkwinkel die Anzahl der Abtastungen in der Zeiteinheit, also
die Oszillationsfrequenz zu erhöhen, so daß dann Bewegungsvorgänge in dem den kleineren Schvmkwinkel aufweisenden
Schnittbild deutlicher dargestellt werden können.
Aufgabe der Erfindung ist die Schaffung eines Ultraschallschnittbildgerätes der eingangs genannten Art,
bei dem mit einfachen Mitteln eine Änderung des öffnungswinkels des sektorförmigen Schnittbildes ermöglicht wird,
gegebenenfalls weitere Parameter, insbesondere Oszillationsfrequenz und Eindringtiefe verändert und bei dem trotzdem
mit einer einfachen und betriebssicheren Antriebsanordnung und auch einer einfachen Steuereinrichtung das Auslangen
gefunden wird.
Die gestellte Aufgabe wird dadurch gelöst, daß das Getriebe der Schnittbildmechanik als die Drehbewegung des
Antriebsmotors in die oszillierende Bewegung des Schallkopfträgers umwandelndes Kurbelgetriebe ausgebildet ist, daß
das Kurbelgetriebe eine im Abstand von der geometrischen Drehachse des Motors oder eines Vorschaltgetriebes an einer
Kurbelscheibe oder einem Kurbelarm um ein Gelenk schwenkbare Kurbelstange aufweist, die in einem in geometrischer Verlängerung
der Motordrehachse liegenden Bereich drehbar in ein Lager eingreift, das seinerseits um eine Querachse
schwenkbar mit dem Schallkopfträger verbunden ist, dessen Schwenkwinkel um seine die Motorachse schneidende Schwenkachse
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bei angetriebenem Motor dem Öffnungswinkel der von der Kurbelstange beschriebenen, auf einem Kegelmantel liegenden
Bahn entspricht und daß dieser das Ubertragungsverhältnis des Kurbelgetriebes bestimmende Schwenkwinkel über
Stellglieder durch Änderung des Verhältnisses der wirksamen Länge der Kurbelstange zum Abstand ihres Angriffspunktes an
der Kurbelscheibe oder am Kurbelarm von der Motordrehachse einstellbar ist.
Das Getriebe hat im Gegensatz zu einem bekannten Kurbelgetriebe keine Hysteresis zwischen Vor- und Rücklauf
des Schallkopfträgers. Es ist mit einfachen Mitteln eine
Änderung des Schwenkwinkels auch bei aufgesetzter Mechanik möglich.
Nach einer Weiterbildung ist ein in seiner Drehrichtung umschaltbarer Motor vorgesehen und das Getriebe
ist drehrichtungsabhängig auf zwei verschiedene Übertragungsverhältnisse einstellbar. Hier kann man also mit einem einfachen
Motor arbeiten.
Bei einer praktischen Ausführung der letztgenannten Konstruktion lagert die Kurbelstange an einem in
einer Kurbelscheibe insbesondere diagonal verstellbaren Gleitstück, das über an der Motorwelle angeordnete Mitnehmer
in die eine von zwei je einer Drehrichtung zugeordnete, ver-*
schiedene Abstände des Angriffspunktes der Kurbelstange von der Drehachse bestimmende Lagen verstellbar ist. Zusätzlich
kann man auch die Oszillationsfrequenz über die Stellglieder im Sinne einer Erhöhung bei einer Verkleinerung des Schwenkwinkels
zwangsweise einstellen, indem man beispielsweise einen Motor vorsieht, der in der einen Drehrichtung auf höhere
Drehzahl als in der anderen geregelt wird.
Es wurde schon erwähnt, daß die Notwendigkeit besteht, daß die einzelnen Bildpunkte am Bildschirm dem Ort
der Entstehung der sie erzeugenden Echosignale zwangsweise zugeordnet sind. Bei richtiger Zuordnung ergibt sich zwangsweise,
daß sich mit der Änderung des Abtastwinkels auch der
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öffnungswinkel des Bildsektors ändert. Zur Vermeidung einer
ungleichförmigen Rasterdichte infolge der ungleichförmigen Bewegung des Schallkopfes kann ein Auslöseimpulse für die
Schallimpulse erzeugender Geber zur Bestimmung der Schallimpulsfolge
in Abhängigkeit von dem vom Schallkopf zurückgelegten Weg vorgesehen sein, der vom Schallkopfträger und dessen
Antriebsachse betätigbar ist und beispielsweise nach jeweils gleichen zurückgelegten Wegen des Schallkopfträgers die Impulse
auslöst. Man kann mit dem Geber auch ein Vielfaches an Impulsen gegenüber der benötigten Sendeimpulsanzahl erzeugen
und eine mit der Einstelleinrichtung für den Schwenkwinkel gekoppelte Auswahleinrichtung vorsehen, die aus den Geberimpulsen
die Auslöseimpulse für den Sendeimpuls auswählt.
Für die den empfangenen Schallimpulsen entsprechenden Signale kann ein Zwischenspeicher vorgesehen werden, der in
einer vom Einschreibvorgang abweichenden Geschwindigkeit und bzw. oder Reihenfolge auf den Bildschirm abfragbar ist.
In der Zeichnung ist der Erfindungsgegenstand beispielsweise veranschaulicht. Es zeigt
Fig. 1 in stark schematisierter Darstellungsweise ein erfindungsgemäßes Ultraschallschnittbildgerät,
wobei die wesentlichen Teile der Schnittbildmechanik vereinfacht im Schaubild und die übrigen Teile im
Blockschaltschema veranschaulicht wurden,
Fig. 2 in schaubildlicher Darstellung, teilweise explodiert, den die änderung des Übersetzungsverhältnisses ermöglichenden
Teil der Mechanik und die
Fig. 3 und 4 die Kurbelscheibe der Mechanik in ihren zwei möglichen Einstellungen in Draufsicht.
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Nach IFig.1 ist ein Motor 1 vorgesehen, dessen Welle
in einem Lager 3 gelagert ist und an einem Kopf 4 einen Kurbelarm 5 trägt, an dem über ein Gelenk 6 eine Kurbelstange
7 schwenkbar gelagert ist. Diese Kurbelstange 7 greift in einem auf der geometrischen Drehachse 8 des
Hotors liegenden Bereich in ein Lager 9 ein, das, ähnlich
wie eine kardanische Aufhängung, um eine Querachse 10
schwenkbar in einer Gabel 11 geführt ist, die ihrerseits mit einer Achse 12 starr verbunden ist. Die Achse 12 ist
in einem Festlager 15 hin- und herschwenkbar gelagert und
tragt einen Schallkopfträger 14 mit aufgesetztem Schallkopf
15· Die Achsen 8 und 12 schließen miteinander einen
rechten Winkel ein, was nicht absolut notwendig ist, aber die Erläuterung der geometrischen Zusammenhänge in der
Folge erleichtert. Wesentlich ist, daß die Querachse 10 die Achse 8 schneidet. Liegt die geometrische Achse der
Achse 12 in der schallabstrahlenden Fläche 15 des Schallkopfes,
dann führt der Schallkopf 15 eine reine Schwingbewegung um die Achse 12 aus und tastet mit dem von ihm
abgestrahlten Schallbündel eine in ihrer Grundform dreieckige (genauer kreissektorförmige) Schnittfläche in
einem Objekt, auf das er aufgesetzt ist, ab. Liegt die abstrahlende Fläche des Schallkopfes 15 im Abstand von
der Achse 12, dann schwingt diese abstrahlende Fläche um die Achse 12 hin und her und tastet eine in ihrer
Grundform trapezförmige Schnittfläche ab. Die gesamte Mechanik einschließlich des Schallkopfes 15 und Motors 1
wird in einem auch als Handgriff dienenden bzw. mit einem Handgriff versehenen Gehäuse gekapselt, wobei das Gehäuse
im Bedarfsfall im Bereich des Schallkopfes 15 ein Schallfenster mit schalldurchlässiger Membran od.dgl. aufweisen
kann. Für die weitere Erläuterung wird angenommen, daß die geometrische Achse der Achse 12 in der schallabstrahlenden
Fläche des Schallkopfes 15 liegt. Wegen der Anordnung der Gelenke 6,10,11 kann die Kurbelstange bei
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umlaufendem Motor eine auf einem Kegelmantel 16 liegende Bahn beschreiben. Da die Achse 12 nur um das feste Lager
13 drehbar ist, wird aus der kreisenden Bewegung der Kurbelstange 7 nur die in Richtung der Querachse 10 bzw.
parallel dazu wirkende Bewegungskomponente auf die Achse 12 übertragen, so daß diese und damit der Schallkopf 15
hin- und herschwingen, wobei der Schwenkwinke1<χ des
Schallkopfes 15 bzw. Schallkopfträgers dem öffnungswinkel ft
des von der Kurbelstange 7 beschriebenen Kegels 16 entspricht. Bezeichnet man die Winkelgeschwindigkeit der
Welle 2 mitcJ , so kann man den sich ergebenden Zusammenhang
auch wie folgt darstellen:
oi =x arc tg(~ . sin (u>
.t))
et
Die Schwenkfrequenz des Schallkopfes 15 entspricht der Drehfrequenz der Welle 2 und der Bewegungsablauf der
Schwenkbewegung ist unabhängig von der Drehrichtung des Motors, da die angegebene Funktion vollkommen symmetrisch
ist. Der maximale Schwenkwinkel des Schallkopfes 15 hängt vom Verhältnis der wirksamen Länge a der Kurbelstange 7
zur wirksamen Länge b des Abstandes des Angriffspunktes der Kurbelstange 7 am Kurbelzapfen 5 von der Achse 8 ab.
Man kann also den Schwenkwinkel oC dadurch verändern, daß
man a,b oder beide Größen verändert, wofür nach Fig.1 einfach das Lager 6 als Schiebelager am Kurbelzapfen 5
oder das Lager 9 als Schiebelager für die Kurbelstange 7 ausgebildet werden müßte. Die entsprechende Verstellung
der wirksamen Längen a oder b kann über Magnete oder sonstige Stellglieder bzw. bei .Änderung der Länge a im
einfachsten Fall durch stärkeres oder schwächeres Eindrücken des Motors, der dann längsverschiebbar gelagert
ist, erfolgen, so daß die Stange 7 entsprechend tief durch das Schiebelager 9 hindurchtritt. In weiterer Folge
wird aber eine Konstruktion beschrieben werden, die eine Änderung des Verhältnisses von a zu b einfach durch
Änderung der Drehrichtung ermöglicht.
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In Eig.1 wird dazu angenommen, daß der Motor 1 ein
in seiner Drehrichtung umschaltbarer und überdies in seiner Drehzahl veränderlicher Motor ist. Eine zur
Versorgung des Motors 1 dienende Stromquelle 17 ist mit einem Schalter 18 verbunden, der,gegebenenfalls neben
einer Ausschaltstellung, drei Schaltstellungen besitzt, in denen er !Leitungen 19,20,21 mit den beiden Eingangsklemmen
22 des Motors 1 verbindet. Die Leitung 21 führt zu der einen, der einen Drehrichtung zugeordneten Eingangsklemme und die Leitungen 19,20 führen gemeinsam zu einer
anderen Eingangsklemme. Wie schon erwähnt wurde, soll der Schwenkwinkelot durch Änderung des Verhältnisses a zu b
in einer später noch zu beschreibenden Weise durch Änderung der Drehrichtung von einem vorbestimmten Wert
auf einen anderen Wert verändert werden, wobei angenommen wird, daß beim Anschalten der Leitung 21 der größere und
bei der über die Leitungen 19,20 bestimmten Drehrichtung der kleinere Schwenkwinkel wirksam werden soll. Sind die
Leitungen 20 oder 21 angeschaltet, hat der Motor 1 gleiche Drehzahl, aber entgegengesetzte Drehrichtung. Erfolgt die
Anspeisung über die Leitung 19, erhöht sich auch die Drehzahl, somit die Schwenkfrequenz und die Bildfolgefrequenz
in der Schnittbilddarstellung.
Zur Erläuterung des Schnittbildgerätes in seiner Gesamtheit dient das vereinfachte Blockschaltschema, in
dem der Block 23 die gesamte Steuer- und Auswertelektronik bedeutet und ein Bildschirm mit 24 bezeichnet wurde. Im
Gerät 23 sind Taktgeber, Sender für die Schallimpulse,
Empfänger, Verstärker, Demodulationseinrichtungen für die Echos und Steuereinrichtungen zur Ablenkung und Heiltastung
des Bildes auf dem Bildschirm 24 enthalten. Es wurde lediglich die Verbindungsleitung 25 zum Schallkopf
und eine Verbindungsleitung 26 zum Bildschirm angedeutet. Dem Steuergerät 23 oder dem Bildschirm 24 können Über
Leitungen 27,28 zusätzliche Informationen über die jeweils eingestellte Drehrichtung oder Drehzahl des Motors bzw.
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Synchronisierimpulse zugeführt werden. Entsprechende Informationen lassen sich auch von Fühlern an anderen
Teilen der Mechanik ableiten und dem Gerät 23 bzw. der Anseigeeinrichtung 24 zuführen. Aus den bei der Abtastung
einer Schnittfläche mit dem Schallbündel erhaltenen Echosignalen wird am Bildschirm 24 das Schnittbild aufgebaut,
wobei entweder ein direkter Aufbau aus dem Echosignalen oder eine Zwischenspeicherung der Echosignale
und eine Abfrage dieser Signale aus dem Speicher auf den Bildschirm möglich sind. Jedenfalls ist am Bildschirm
ein Schnittbild 29 ersichtlich, das entsprechend der momentanen Stellung des Schalters 18 den kleineren möglichen
Bildausschnitt, aber einen feineren Abtastraster aufweist. Stellt man den Schalter 18 in die die !Leitung
anschließende Stellung, erhöht sich die Drehzahl des Motors und damit die Schwingungsfrequenz des Schallkopfes
so daß sich bei gegenüber dem letztbeschriebenen Fall vergröbertem Abtastraster das zeitliche Auflösungsvermögen
verbessert. Erfolgt über den Schalter 18 ein Anschluß der Leitung 21, dann ergibt sich eine Vergrößerung des Bildwinkels
zu den am Bildschirm mit 30 angedeuteten Grenzen, bei gleichzeitiger Vergrößerung des Winkels <X .
Um trotz der ungleichförmigen Schwenkbewegung ein gleichmäßiges Abtastraster zu erzielen,kann man über einen
z.B. im Lager 13 untergebrachten Fühler von der Bewegung der Achse 12 und damit des Schallkopfes 15 abgeleitete
Auslöseimpulse für den im Gerät 23 untergebrachten Sender
erzeugen, so daß jeweils nach gleichen zurückgelegten Wegen ein Impuls ausgesandt wird.
Um anzudeuten, daß über die Leitung 19 eine andere Drehzahl als über die Leitungen 20 und 21 eingestellt
werden kann, wurden in den Leitungen 20,21 Widerstände 31,32 dargestellt. Über den Fühler im Lager 13 können
bei Umkehr der Bewegungsrichtung Triggersignale an den Funktionsgenerator 23 gegeben werden, um eine Zwangssynchronisierung
der Ablenkung der Grundlinie des BiId-
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schirmes 24 auf die Schwenkverstellung des Schallkopfes
zu erzielen. Die entsprechende von dem im Lager 13 untergebrachten Fühler zum Steuerteil des Gerätes führende
Leitung wurde mit 33 bezeichnet. Über zusätzliche, nicht dargestellte Schalter kann auch die Impulsfolgefrequenz
verändert werden.
Aus Fig.2 (oben) ist ersichtlich, daß die Kurbelstange
7 im Lager 9 verschoben werden kann, um so den
Abstand a zu ändern. In Abänderung der Konstruktion nach Fig.1 ist am unteren Ende der Kurbelstange 7 eine Querachse
34 angebracht, mit der die Kurbelstange in Lageraugen
35 eines GIeitStückes 36 schwenkbar lagert. Dieses
Gleitstück ist in einer diagonal angeordneten Nut 37 einer Kurbelscheibe 38 in Nutlängsrichtung verschiebbar
geführt. Die Motorwelle 2a greift drehbar in eine Bohrung 39 ein und trägt einen als Stift dargestellten Mitnehmer
Für diesen Stift ist im Gleitstück 36 ein Querschlitz 41 angebracht. Der Durchmesser der Bohrung 39 ist kleiner
als die Breite der Nut 37. Der Stift 40 ist exzentrisch am Ende der Welle 2a angebracht. Der Mitnehmerstift 40 ragt
dauernd in den Schlitz 41 ein. Die Kurbelscheibe 38 kann
zugleich eine Schwungmasse bilden.
Bei der Drehrichtung nach Fig.3 befindet sich das Gleitstück 36 in der dargestellten Lage. Es ergibt sich
der Abstand b zwischen dem durch die Achse 34 bestimmten Angriffspunkt der Kurbelstange 7 an der aus Kurbelscheibe
38 und Gleitstück 36 gebildeten Kurbel vom Mittelpunkt der Welle 2a. Wird die Drehrichtung umgekehrt, dann verschiebt
der Mitnehmerstift 40 das Gleitstück 36 in der Nut 37 in die Stellung nach Fig.4 und nimmt erst dann
wieder die Kurbelwelle 38 über das Gleitstück 36 auf Drehung mit. Der Mittelabstand der Angriffsstelle 34
der Kurbelstange 7 verringert sich auf den Wert b^.. Die
Drehungsmitnahme wird jeweils dadurch gewährleistet, daß der Stift 40 zur Anlage am Schlitzende kommt. Durch die
Veränderung des Wertes b auf b^ wird auch der Winkel
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proportional verkleinert. Will man mit drei verschxedenen
Schwenkwinkeln arbeiten, kann man für eine Mittellage des Gleitstückes 36 zwischen den Stellungen nach den
Fig.3 und 4- eine Sperre vorsehen, so daß das Gleitstück
zunächst aus der Stellung nach Fig.2 nur bis zur Sperre verstellt wird, in dieser Lage einen eigenen Schwenkwinkel
bestimmt und erst nach meist magnetischer Lösung der Sperre in die Stellung nach Fig.4 gelangen kann.
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Leerseite
Claims (6)
- Patentansprüche :1 J Ultraschallschnittbildgerät, mit einer auf eine Schnittfläche eines Objektes ausrichtbaren Schnittbildmechanik zur sektorförmigen Abtastung der Schnittfläche mit einem Schallbündel, das von wenigstens einem an einem von einem Motor über ein Getriebe oszillierend antreibbaren Schallkopfträger sitzenden Schallkopf abgestrahlt wird, wobei der Schwenkwinkel des Schallkopfträgers und damit der Öffnungswinkel des sektorförmigen Schnittbildes über Stellglieder auf verschiedene Größen einstellbar ist und die zu den ausgesandten Schallimpulsen einlangenden Echos auf einem Bildschirm unter Ausnützung von insbesondere von der Schnittbildmechanik abgegebenen Lageinformationen an einer dem Ort ihrer Entstehung geometrisch zugeordneten Stelle darstellbar sind, dadurch gekennzeichnet, daß das Getriebe der Schnittbildmechanik, als Drehbewegung desAntriebsmotors (1) in die oszillierende Bewegung des Schallkopfträgers (12, 14) umwandelndes Kurbelgetriebe (2 bis 11, 2a, 34 bis 41) ausgebildet ist, daß das Kurbelgetriebe eine im Abstand von der geometrischen Drehachse (8) des Motors oder eines Vorschaltgetriebes an einer Kurbelscheibe (38) oder einem Kurbelarm (5) um ein Gelenk (6, 34, 35) schwenkbare Kurbelstange (7) aufweist, die in einem in geometrischer Verlängerung der Motordrehachse (8) liegenden Bereich drehbar in ein Lager (9) eingreift, das seinerseits um eine Querachse (10) schwenkbar mit dem Schallkopfträger (12, 14) verbunden ist, dessen Schwenkwinkel um seine die Motorachse schneidende Schwenkachse bei angetriebenem Motor (1) dem Öffnungswinkel (ß)130051/04116der von der Kurbelstange beschriebenen, auf einem Kegelmantel (16) liegenden Bahn entspricht und daß dieser das Übertragungsverhältnis des Kurbelgetriebes bestimmende Schwenkwinkel über Stellglieder (18, 36, 40, 41) durch Änderung des Verhältnisses (a:l») der wirksamen Länge (a) der Kurbelstange (7) zum Abstand (b) ihres Angriffspunktes an der Kurbelscheibe (38) oder am Kurbelarm (5) von der Motordrehachse (8) einstellbar ist.
- 2. Ultraschallschnittbildgerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein in seiner Drehrichtung umschaltbarer Motor (1) vorgesehen und das Getriebe (2 bis 11, 2a, 34 bis 41) drehrichtungsabhängig auf zwei verschiedene Übertragungsverhältnisse (a:b bzw. a:b^) einstellbar ist.
- 3. Ultraschallschnittbildgerät nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Kurbelstange (7) an einem in einer Kurbelscheibe (38) insbesondere diagonal verstellbaren Gleitstück (36) lagert, das über an der Motorwelle (2a) angeordnete Mitnehmer in die eine von zwei je einer Drehrichtung zugeordnete, verschiedene Abstände des Angriffspunktes (34) der Kurbelstange von . der Drehachse(8) bestimmende Lagen verstellbar ist.
- 4. Ultraschallschnittbildgerät nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die veränderbare Oszillationsfrequenz über die Stellglieder (1, 18, 6, 7, 9, 36, 40, 41) im Sinne einer Erhöhung bei Verkleinerung des Schwenkwinkels zwangsweise einstellbar ist.
- 5. Ultraschallschnittbildgerät nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß zur Bestimmung der Schallimpulsfolge ein in Abhängigkeit von dem vom Schallkopf (15) bei der Schwenkverstellung zurückgelegten Weg Auslöseimpulse für die Schallimpulse erzeugender Geber (in 13) vorgesehen ist, der vom Schallkopf-1 3 '0 Ό 51 y 0 416träger oder dessen Antriebsachse (12) betätigbar ist.
- 6. Ultraschallschnittbildgerät nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß für die den empfangenen Schallimpulsen entsprechenden Signale ein den Entstehungsorten dieser Echos in der Schnittfläche bzw. den möglichen Schwenkstellungen des Schallkopfes zugeordnete Speicherplätze aufweisender Zwischenspeicher vorgesehen ist, der in reiner vom Einschreibevorgang abweichenden Geschwindigkeit und bzw. oder Reihenfolge auf den Bildschirm (24) abfragbar ist.130051/0416
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