DE3142639A1 - "vorrichtung zur abstrahlung und zum empfang fokussierter ultraschallwellen - Google Patents

Description

• Vorrichtung zur Abstraiilung und zum Empfang fokussierter
• Ultraschallwellen nach DBP ...(Patentanmeldung L) 31 20 611.5) Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Abstrahlung und zum Empfang fokussierter Ultraschallwellen mit einem piezoelektrischen, scheibenförmigen Planschwinger, vor dem eine Flüssigkeitskammer mit einer ersten Flüssigkeit angeordnet ist, in der sich eine zwischen zwei elastischen, schalldurchlässigen Membranen eingeschlossene zweite Flüssigkeit befindet, deren Schallgeschwindigkeit sich von der Schallgeschwindigkeit der ersten Flüssigkeit unterscheidet, so daß eine Flüssigkeitslinse gebildet wird, deren Brennweite durch Anderung des Volumcns der zweiten Flüssigkeit variierbar und/oder deren Brennpunkt in der Brennebene verschiebbar ist nach 1)131' ... (Patentanmeldung P 31 20 611.5).
• Bei dieser Ausführungsform wird der Planschwinger auf der n i/2 dicken Bodenplatte eines Gehäuscs befestigt. Das Gehäute ist auswechsclbar, damit die Vorrichtung sowohl für Impuls-Echo-Anwendungen in der Diagnostik und Defektoskopie niit einem zur Erziclung kurzer Impulse notwendigen bedämpften Planschwinger als auch für den Dauerbetrieb, z.B. in der Therapie, mit einem unbedämpften Planschwinger eingesetzt werden kann.
• Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde dicse Vorrichtung so zu modifizieren, daß sie ohne einen Austausch des Ultraschallwandlersystems sowohl für den Impuls-Echo-Betrieb als auch für den Dauerbetrieb zur Leistungsabstrahlung einsetzbar ist.
• Es hat sich gezeigt, daß sich diese Aufhabe mit einer Vorr.ichtung der eingangs genannten Art lösen läßt, wenn der Planschwinger aus zwei konzentrisch angeordneten Teilen zusammengesetzt ist, wobei ein äußerer ringförmiger, unbedämpfter Teil zur Leistungsabstrahlung und ein zentraler bedämpfter Teil für- Impuls-Echo-Betrieb vorgesehen sind. Eine vorteilhafte Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist in dem Unteranspruch 2 beschrieben.
• Die durch die Erfindung erzielten Vorteile sind im wesentlichen darin zu sehen, daß unmittelbar vor und während der Therapie das Zielgebiet diagnostisch erkundet und überwacht werden kann, ohne daß der Behandlungskopf ausgetauscht werden muß. Wenn nur der Wandlerkopf mit Linsensystem angepaßt ist, können simultane Diagnostik und Therapie mit handelsüblichen Generatoren bzw. Diagnostikgeräten durchgeführt werden. Der leistungsschwache Diagnostikeinsatz im Zentrum des Therapiekopfes reduziert flächenproportional bei gleicher Intensität die Sendeleistung nur gerinfügig, beeinflußt aber das axiale Temperaturprofil in der Strecke zwischen Linse und Brennpunkt günstig. Bei derlokalen llyperthermie tieferliegender Gewebcbereiche ermöglicht die erfindungsgemäße Wandierkonstruktion eine Gewebeüberhitzung im Bereich des akustischen Brennpunktes der Linse bei gleichzeitiger Schonung der Vorlaufstrecke.
• Die Erfindung wird anhand beiliegender, lediglich einen Ausführungsweg darstellenden Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen in schematischer Vereinfachung Figur I den erfindungsgemliß vorgeschlagenen Wandler aus Diagnostik- und Therapieteilen und Figur 2 den Wirkungsbereich des Schalls beim Therapiebetrieb mit einer axialen schallfreien Zone.
• Erfindungsgemäß besteht der Planschwinger aus zwei Teilen> und zwar aus einem äußeren Ring 1, der unbedämpft ist und zur Leistungsabstrahlung dient, und einem zentralen Teil 2, der mit einem Dämpfungsstoff 3 bedämpft ist für Impuls-Echo-Betrieb.
• Beidc Teile werden konzentrisch auf der Bodenplatte 4 des hier nicht gezeigten Gehäuses befestigt. 1)ie Platte 4 besitzt eine Dicke von n #/2 bei n=1,2,3... lür den ringförmigen Teil 1 und für den zentralen bedämpften Teil 2 kann n gleich oder verschieden sein.
• Durch die vorgeschlagene Kombination kann simultan diagnostiziert und therapiert werden. Bei bestimmten therapeutischen Anwendungen, z.B. IIyperthermie, wird mit einei Thermoelement der Temperaturanstieg im Brennpunkt des Therapiekopfes registriert und muß inncrhalb vorgegebener Temperaturgrenzen konstant gehalten werden. Mit dem l)iagnostikeinsatz 2 kann der Brennpunkt genau auf das Zielgebiet, d.h. das im Zentrum des Zielgebietes stehende Thermoelement justiert werden, bevor die Therapie über das gleicllc, nunmchr justierte Linsensystem erfolgt.
• Aus Figur 2 geht hervor, daß bei Anwendung des nur zur Therapie vorgesehenen Wandlerteils 1 eine Gewebetiberhitzung im Bereich des Brennpunktes der Linse 5 ermöglicht wird. Gleichzeitig wird die schallfreie Vorlaufstrecke 6 geschont.
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Claims (2)

1. Patentansprüche 1. Vorrichtung zur Abstrahlung und zum Empfang fokuss-ierter Ultraschallwellen mit einem piezoelektrischen sclleibenlörmigen Planschwinger, vor dem eine Flüssigkeitskammer mit einer ersten Flüssigkeit angeordnet ist, in der sich eine zwischen zwei elastischen schalldurchlässigen Membranen eingeschlossene zweite Flüssigkeit befindet, deren Schallgeschwindigkeit sich von der Schallgeschwindigkeit der ersten Flüssigkeit unterscheidet, so daß eine Flüssigkeitslinse gebildet wird, deren Brennweite durch linderung des Volumens der zweiten Flüssigkeit variierbar und/oder deren Brennpunkt in der Brennebene verschiebbar ist nach I)BP (Patentanmeldung P 31 20 611.5), dadurch gekennzeichnet, daß der Planschwinger aus zwei konzentrisch angeordneten Teilen (1,2) zusammengesetzt ist, wobei ein äußerer ringförmiger unbedämpfter Teil (1) zur Leistungsabstrahlung und ein zentraler bedämpfter Teil (2) für Impuls-Echo-Betrieb vorgesehen sind.
2. 2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Planschwinger (1,2) auf einer Platte (4) montiert ist, die eine Dicke von n #/2, bei n=1,2,3... besitzt, wobei die e ganze Zahl n für r den Zentraltei | (2) s 1- cli voll de r des entsprechenden ringförmigen Teils (1) unterscheidet.