DE3100717C2

DE3100717C2 - Ultraschallschnittbildgerät

Info

Publication number: DE3100717C2
Application number: DE3100717A
Authority: DE
Inventors: Christoph Ing. 4850 Timelkam Theumer
Original assignee: Kretztechnik AG
Current assignee: GE Medical Systems Kretztechnik GmbH and Co oHG
Priority date: 1980-01-23
Filing date: 1981-01-13
Publication date: 1984-07-12
Also published as: ATA34180A; FR2474186A1; US4399822A; AT368866B; DE3100717A1; GB2067759A; GB2067759B

Abstract

Bei einem Ultraschallschnittbildgerät mit sektorförmiger Abtastung der Schnittfläche ist der Schwenkwinkel des Schallkopfträgers und damit der Öffnungswinkel des sektorförmigen Schnittbildes über Stellglieder auf verschiedene Größen einstellbar. Dazu dient ein Kurbelgetriebe, das eine im Abstand von der geometrischen Drehachse des Motors um ein Gelenk schwenkbare Kurbelstange aufweist, die in ein in Verlängerung der Drehachse liegendes Lager eingreift, welches seinerseits um eine Querachse schwenkbar mit dem Schallkopfträger verbunden ist, wobei der Stellwinkel der Kurbelstange und damit der Schwenkwinkel des Schallkopfträgers durch Änderung des Verhältnisses der wirksamen Länge der Kurbelstange zum Abstand ihres motorseitigen Endes von der Motorachse einstellbar ist.

Description

Die Erfindung betrifft ein Ultraschailschnittbildgerät 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 Körperpartieii 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 Schailkopf, also auch im Abstand vom untersuchten Objekt, κ 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, doch ist es auch bekannt, eine zeitabhängige Verstellung der Basislinie vorzunehmen und den Ablenkgenerator für diese zeitabhängige Ablenkung auf die tatsächliche Frequenz der Schallkopfoszillation zu synchronisieren. Ferner ist auch eine Zwischenspeicherung der vom Schallkopf empfangenen Signale bekannt, um eine flackerfreie Bilduarstellung dadurch zu erzielen, daß die Abfragefrequenz des Speicherinhaltes auf dem Bildschirm größer als die Ein-Schreibefrequenz 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 γ, 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 Fernsehmotor verwendbar ist.

Aus der US-PS 41 51 834 ist es bekannt ein einen konstanten Öffnungswinkel aufweisendes, sektorförmiges Schnittbild dadurch zu erzeugen, daß der Schallkopfträgcr von einem Motor aus über ein Kurbelgetric- ft bc 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

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Nachteil, daß sich zwischen Vor- und Rückschwingen des SchallkoDl'trägers geringfügig abweichende zeilliche Verläufe ergeben, die durch das Bewegungsspiel des jeweiligen Kurbelgetriebes bedingt sind und die in der Praxis zu Abbildungsunschärfen bzw. dazu 'uhren, daß häufig für die Bilddarstellung nur die Abtastung in der einen Bewegungsrichtung ausnützbar wird.

Bei Geräten der eingangs genannten Art, bei denen der Schwenkwinkel de; Schallkopfträgers und darMt der Öffnungswinkel des sektorförmigen Schnittbildes über Stellglieder auf verschiedene Größen einstellbar ist, werden bisher äußerst aufwendige Antriebsanordnungen verwendet, wobei eine solche Antriebsanordnung aus der US-PS 41 06 492 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 eingehallen 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 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 Sehallimpulse 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 Schwenkwinkel aufweisenden Schnittbild deutlicher dargestellt werden können.

Aufgabe der Erfindung ist die Schaffung eines Ultraseliallsehniubildgcräies Jer eingangs genannten Art. bei dem mit einfachen Mitteln bei einer einfachen und betriebssicheren Antriebsanordnung und mit einer einfachen Steuereinrichtung eine Änderung des Öffnungswinkels dos sektorförmigen Schnittbildcs ermöglicht wird und bei dem im Bedarfsfall auch Oszillationsfrcquenz und Eindringlielc verändert wurden können.

Die gestellte Aufgabe wird dadurch gelöst, daß ein in

seiner Drehrichtung umschaltbarer Motor vorgesehen ist und daß die Stellglieder des Getriebes drehrichtungsabhängig auf zwei verschiedene Schwenkwinkel des Schallkopfträgers einstellbar sind.

Es kann ein einfacher Motor verwendet werden. Die Umsteuerung der Drehrichtung und damit die Änderung des Schwenkwinkels kann bei in der Untersuchungsstellung verbleibendem Schallkopf erfolgen, so daß der jeweilige Untersuchungsbereich wahlweise in den beiden Bildwinkeln dargestellt werden kann und der Untersuchende von einer eindeutigen Beziehung zwischen den Bildern der beiden Darstellungen ausgehen kann.

Nach einer Weiterbildung weist das als Kurbelgetriebe ausgebildete Getriebe eine im Abstand von der geometrischen Drehachse des Motors oder eines Vorschaltgetriebes an einer Kurbelscheibe oder einem K.urbelarm um ein Gelenk schwenkbare Kurbelstange auf, 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, desssen Schwenkwinkel um seine die Motorachse schneidende Schwenkachse bei angetriebenem Motor dem Öffnungswinkel der von der Kurbelstange beschriebenen, auf einem Kegelmantel liegenden Bahn entspricht, und dieser das Übertragungsverhältnis des Kurbelgetriebes bestimmende Schwenkwinkel ist über die Stellglieder durch Änderung des Verhältnisses der wirksamen Länge der Kurbelstange zum Abstand ihres Angriffspunktes an der Kurbelscheibe oder am Kurbelarm von der Motordrehachse einstellbar.

Ein derartig ausgebildetes Getriebe hat im Gegensatz zu den bekannten Kurbelgetrieben 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 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, verschiedene Abstände des Angriffspunktes der Kurbelstange von der Drehachse bestimmende Lagen verstellbar ist. Zusätzlich kann der Motor in der der Verkleinerung des Schwenkwinkels zugeordneten Drehrichtung zwecks Erhöhung der Oszillationsfrequenz auf eine höhere Drehzahl einstellbar sein.

Es wurde schon erwähnt, daß die Notwendigkeit besteht, die einzelnen Bildpunkie am Bildschirm dem Ort der Entstehung der sie erzeugenden Echosignale zwangsweise zuzuordnen. Bei Berücksichtigung dieser Notwendigkeit wird sich mit der Änderung des Abtastwinkels auch der öffnungswinkel des Bildsektors ändern. Zur Vermeidung einer ungleichförmigen Rasterdichte in Folge der ungleichmäßigen Bewegung des Schallkopfes kann zur Bestimmung der Schaliimpulsfol-

bo ge ein in Abhängigkeit von dem vom Schallkopf bei der Schwenkverstellung zurückgelegten Weg Auslöseimpulse für die Schallimpulse erzeugender Geber vorgesehen sein, der vom Schallkopfträger oder dessen Antriebsachse betätigbar ist. Der Geber kann nach glei-

b5 chen zurückgelegten Wegen des Schallkopfträgers die Impulse auslösen. Man kann mit dem Geber auch ein Vielfaches an Impulsen gegenüber der benötigten Sendeimpulsanzahl erzeugen und eine mit der Eir.stellein-

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richtung für den Schwenkwinkel gekoppeile Auswerfeinrichtung vorsehen, die aus den Geberimpulsen die Auslöseimpulse für die Sendeimpulse auswählt.

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,

F i g. 2 in schaubildlicher Darstellung, teilweise explodiert, den die Änderung des Übersetzungsverhältnisses ermöglichenden Teil der Mechanik und die

F i g. 3 und 4 die Kurbelscheibe der Mechanik in ihren zwei möglichen Einstellungen in Draufsicht.

Nach F i g. i ist ein Motor ί vorgesehen, dessen Weile 2 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 Motors 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 13 hin- und herschwenkbar gelagert und trägt 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, Il kann die Kurbelstange bei umlaufendem Moioi 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 Schwenkwinkel öl des Schallkopfes 15 bzw. Schallkopfträgers dem öffnungswinkel β des von der Kurbelstange 7 beschriebenen Kegels 16 entspricht. Bezeichnet man die Winkelgeschwindigkeit der Welle 2 mit <y, so kann man den sich ergebenden Zusammenhang auch wie folgt darstellen:

a = arc tg (— sin (©

Die Schwenkfrequenz des Schallkopfes 15 entspricht der Drchfr^qucn/ 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

ίο kann also den Schwenkwinkel α dadurch verändern, daß man a, b oder beide Größen verändert, wofür nach F i g. 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.

In F i g. 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 Schwenkwinkel <* 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 Helltastung 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. Synchronisierimpulse zugeführt werden. Entsprechende Informationen lassen sich auch von Fühlern an anderen Teilen der Mechanik ableiten und dem Gerät 23 bzw. der Anzeigeeinrichtung 24 zuführen. Aus den bei der Abtastung einer Schnittfläche mit dem Schallbündel er-

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hallenen 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 24 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 19 anschließende Stellung, erhöht sich die Drehzahl des Motors und damit die Schwingungsfrequenz des Schallkopfes 15, so daß sich bei gegenüber dem letztbeschriebenen Fall vergröbertem Abtastraster das zeitliche Auflösungsvermögen verbessert. Erfolgt über den Schalter 18 ein Anschluß r> der Leitung 21, dann ergibt sich eine Vergrößerung des Bildwinkels zu den am Bildschirm mit 30 angedeuteten Grenzen, bei gleichzeitiger Vergrößerung des Winkels

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 Bildschirmes 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 F i g. 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 F i g. 1 ist am unteren Ende der Kurbelstange 7 eine Querachse 34 angebracht, mit der die Kurbelstange in Lageraugen 35 eines Gleitstückes 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 darge- so stellten Mitnehmer 40. Für diesen Stift ist im Gleitstück 36 ein Qiierschlitz 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 be- t>o stimmten 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 F i g. 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 proportional verkleinert. Will man mit drei verschiedenen 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 F i g. 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 F i g. 4 gelangen kann.

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

Claims

OO Patentansprüche:

1. Ultraschailschnittbildgerät, 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 Schallkopfträgcr 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 Ausnutzung von insbesondere von der Schnittbildmechanik abgegebenen Lageinformationen ai: einer dem Ort ihrer Entstehung geometrisch zugeordneten Stelle darstellbar sind, dadurch gekennzeichnet, daß ein in seiner Drehrichtung umschaltbarer Motor (1) vorgesehen ist und die Stellglieder (18, 36, 40, 41) des Getriebes (2-11, 2a, 34—41) drehrichtungsabhängig auf zwei verschiedene Schwenkwinkel des Schallkopfträgers (14) einstellbarsind.

2. Ultraschailschnittbildgerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das als Kurbelgetriebe (2—11, 2a, 34—41) ausgebildete Getriebe 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 Mo'orachse schneidende Schwenkachse bei angetriebenem Motor (1) dem öffnungswinkel (β) der von der Kurbelstange beschriebenen, auf einem Kegelmantel (16) liegenden Bahn entspricht und daß dieser das Übertragungsverhältnis des Kurbelgetriebes bestimmende Schwenkwinkel über die Stellglieder (18, 36, 40, 41) durch Änderung des Verhältnisses (a : b)der wirksamen Länge ^der Kurbelstange (7) zum Abstand (b) ihres Angriffspunktes an der Kurbelscheibe (38) oder am Kurbelarm (5) von der Motordrehachse (8) einstellbar ist.

3. Ultraschailschnittbildgerät nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Kurbelstange (7) an einem in einer Kurbelscheibe (38) insbesondere diagonal verstellbaren Gleitstück (36) lagert, das über an der Motorwclle (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. Ultraschailschnittbildgerät nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Motor (1) in der dem kleineren Schwenkwinkcl zugeordneten Drehrichtung über die Stellglieder (18) zwecks Erhöhung der Oszillationsfrequenz auf eine höhere Drehzahl einstellbar ist.

5. Ultraschailschnittbildgerät nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß zur Bestimmung der Schallinipulsfolge ein in Abhängigkeit von dem vom Schallkopf (15) hei der Schwenkverstellung zurückgelegten Weg Auslöseimpulse für die Schallimpulse erzeugender Geber (in 13) vorgesehen ist, der vom Schallkopfträger (14) oder dessen Antriebsachse (12) betätigbar ist.