DE3214887C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung geht aus von einer Anordnung zum Untersuchen eines Objekts mit Hilfe von Ultraschallwellen gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

In einer derartigen - bekannten - Anordnung liefert die erste Wiedergabeanordnung eine zweidimensionale Darstel­ lung des zu untersuchenden Objektes, beispielsweise des Herzens eines Patienten. Dazu sendet ein Wandler in einer bestimmten Richtung eine Ultraschallwelle aus und empfängt anschließend die von akustischen Diskontinuitäten in ver­ schiedenen Tiefen im Objekt ausgelösten Echosignale. Diese Echosignale werden als Punkte auf einer Bildlinie darge­ stellt, wobei die Richtung der Bildlinie der Richtung, in der der Wandler gerichtet ist, und der Position eines jeden Punktes auf der Bildlinie dem Abstand zwischen dem Wandler und der betreffenden akustischen Diskontinuität entspricht. Kurze Zeit danach ist der Träger über einen spitzen Winkel gedreht, so daß der Wandler nunmehr in einer etwas abweichenden Richtung sendet und die folgende Bildlinie dementsprechend eine etwas andere Richtung hat. Die aufeinanderfolgenden Bildlinien bilden zusammen eine Darstellung in Form eines Kreissektors (Wiedergabe im B-Betrieb). Die ausgewählte Bildlinie wird auf gleiche Weise hergestellt, aber sie wird jeweils an einer anderen Stelle wiedergegeben, beispielsweise als eine Reihe paralleler Linien auf einem Papierstreifen in einem Auf­ zeichnungsgrät. Wenn jetzt bestimmte akustische Diskonti­ nuitäten im Objekt sich bewegen (wie beispielsweise Herzklappen), liegen die entsprechenden Punkte auf der ausgewählten Bildlinie an einer jeweils anderen Stelle, so daß die aufeinanderfolgenden Abbildungen der ausgewählten Bildlinie einen Eindruck dieser Bewegungen geben (Wiedergabe im M-Betrieb).

Für die genaue Darstellung der Bewegungen ist es wichtig, daß die Anzahl der ausgewählten Bildlinien je Zeiteinheit ziemlich groß, beispielsweise über 100 in der Sekunde, ist. Bei bekannten Anordnungen eingangs erwähnter Art ist es nicht möglich, soviel ausgewählte Bildlinien in der Sekunde zu bilden. Derartige Anordnungen enthalten beispielsweise vier Wandler auf dem Träger, der sich mit einer Geschwindigkeit von 7,5 Umdrehungen in der Sekunde dreht. Jeder Wandler wird bei jeder Drehung m-mal vom Sender aktiviert, so daß viermal je Umdrehung ein Bild an der ersten Wiedergabeanordnung gebildet wird, also 30 Bilder/s. Jeder Wandler erzeugt auch einmal je Umdrehung die Daten für die ausgewählte Bildlinie, so daß ebenfalls 30 ausgewählte Bildlinien in der Sekunde gebildet werden.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Anordnung eingangs erwähnter Art zu schaffen, mit der die Anzahl der ausgewählten Bildlinien, die in der Sekunde gebildet wird, n-mal größer als die Anzahl der Bilder in der Sekunde ist. Im Vergleich zur beschriebenen bekannten Anordnung werden dabei bei einer gleichbleibenden Bildfrequenz von 30 Hertz 120 ausgewählte Bildlinien in der Sekunde gebildet.

Diese Aufgabe wird in einer gattungsgemäßen Anordnung nach der Erfindung dadurch gelöst, daß der Steuerkreis zum Aktivieren des Senders nach einem Zyklus eingerichtet ist, in dem ein jeder der n Wandler die Daten für die Bildung von m/n Bildlinien schafft, in dem Sinne, daß bei einer Umdrehung des Trägers alle Wandler zusammen die Daten für die m Bildzeilen erzeugen, welcher Zyklus jeweils für die Dauer einer Unterbrechung gestoppt wird, für die einer der Wandler eine Position einnimmt, in der er Daten für eine der n-1 Bildlinien erzeugen würde, die sofort nach der ausgewähl­ ten Bildlinie auftreten, wobei der Sender für den Unter­ brechungsintervall zu dem Zeitpunkt aktiviert wird, zu dem der Wandler eine Position einnimmt, in der er Daten für die ausgewählte Bildlinie liefern kann.

Es sei an dieser Stelle erwähnt, daß aus der DE-OS 29 19 182 bereits ein Ultraschallgerät zur Durchfüh­ rung von Untersuchungen nach dem Impuls-Echoverfahren bekannt ist, bei dem für die Darstellung im M-Betrieb ein gesonderter Schallkopf vorgesehen ist. Dabei werden im wesentlichen zwei parallel betriebene Geräte verwendet, so daß diese Lösung wesentlich aufwendiger ist als die erfindungsgemäße Lösung.

Weiterhin sei noch auf die DE-AS 25 57 529 verwiesen, die ein nach dem Impuls-Echoverfahren arbeitendes Ultraschall­ bildgerät für die medizinische Diagnostik beschreibt. Dabei geht es darum, ob ohne Verringerung der Zeilenzahl pro Bild Bildfolgen im Netzfrequenzbereich zu gewährlei­ sten. Zu diesem Zweck wird ein Zeilensprungverfahren in Verbindung mit einem Ultraschallapplikator verwendet, der einen Parabolreflektor sowie einen in der Brennlinie des Parabolreflektors angeordneten und um diese als Achse drehbaren Träger für eine Anzahl von auf den Reflektor auszurichtenden Ultraschallschwingern umfaßt, die als Sender bzw. als Empfänger arbeiten.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachstehend anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigt

Fig. 1 eine Blockschaltung eines Ausführungsbeispiels einer erfindungsgemäßen Anordnung,

Fig. 2 eine weiter ausgearbeitete Blockschaltung eines Teils der in Fig. 1 dargestellten Anordnung,

Fig. 3 ein Zeitfolgediagramm zur Erläuterung der Wirkungs­ weise der Anordnung, und

Fig. 4 eine schematische Darstellung eines Teils der Anordnung im Betrieb.

Die in Fig. 1 als Blockschaltung dargestellte Anordnung enthält einen um seine Achse drehbaren zylinderförmigen Träger 1 mit vier regelmäßig auf seinen Umfang verteilten Wandlern 3 zum Senden und Empfangen von Ultraschallenergie. In diesem Beispiel ist n also gleich vier. Diese Wandler enthalten beispielsweise piezoelektrische Plättchen, die mit Elektroden ausgerüstet sind. Die Achse 5 des Trägers 1 (mit gestrichelten Linien angegeben) ist mit einem Antriebs­ motor 7 und mit einem Winkeldetektor 9 zum Feststellen der Winkelposition des Trägers verbunden. Der Winkeldetek­ tor 9 und ein damit verbundener Steuerkreis 11 werden weiter unten anhand der Fig. 2 mit weiteren Einzelheiten beschrieben, soweit sie für ein gutes Verständnis der Erfindung interessant sind. Der Steuerkreis 11 hat weiter noch eine Anzahl an sich bekannter Funktionen" z. B. die Steuerung eines Geschwindigkeitsreglers 13 für den Antriebs­ motor 7 über eine Leitung 12.

Die Anordnung enthält weiter einen Sender 15 und einen Empfänger 17. Der Sender 15 enthält vier an sich bekannte Hochfrequenzgeneratoren, von denen jeder nach dem Empfangen eines vom Steuerkreis 11 erzeugten und über eine Leitung 18 zugeführten Steuerimpulses für kurze Zeit einen Wandler 3 aktiviert. Da vier Generatoren vorgesehen sind, kann jedem Wandler 3 ein eigener Generator zugeordnet und können die Eigenschaften des Wandlers und des zugeordneten Generators aneinander optimal angepaßt werden. Ein weiterer Vorteil der vier Generatoren besteht darin, daß, während die Verbindung zwischen einem Generator und dem zugeord­ neten Wandler unterbrochen wird, die Verbindung zwischen dem folgenden Wandler und Generator bereits hergestellt sein kann, so daß kein Zeitverlust beim Umschalten auf­ tritt. Der Sender 15 ist über ein Sendekabel 19 mit Schleifringen 21 verbunden, die als Verbindungsmittel zum Verbinden der Sender und Empfänger mit jeweils einem der Wandler 3 dienen. Auf diese Weise ist jeder Wandler 3 für etwa eine Vierteldrehung des Trägers 1 mit den Sendern und Empfängern verbunden und somit aktiv. Für diese Zeit bestreicht die Sende- und Empfangsrichtung des aktiven Wandlers einen kreissektorförmigen Teil des zu unter­ suchenden Objektes. Anschließend ist der folgende Wandler aktiv und bestreicht in seiner Sende- und Empfangsrichtung den gleichen Teil des Objektes, usw. über eine Leitung 22 empfangen der Sender und der Empfänger 15, 17 ein von der Winkeldetektoranordnung 9 erzeugtes Signal, das angibt, welcher Wandler 3 aktiv ist.

Die Schleifringe 21 sind über ein Empfangskabel 23 mit vier Vorverstärkern 25 verbunden - die Zeichnung zeigt nur einen davon - die Teile des Empfängers 17 sind und die jeweils optimal an die Eigenschaften eines der vier Wandler 3 angepaßt sind. Die Wahl eines dieser vier Vor­ verstärker wird selbstverständlich wie die Wahl eines der vier Generatoren im Sender 15 durch das über die Leitung 22 ankommende Signal bestimmt.

Der Empfänger 17 enthält außerdem einen regelbaren Ver­ stärker 27, dessen Verstärkung durch eine Steuerspannung geregelt wird, die über einen Steuereingang 29 zugeführt wird und aus einem Steuerspannungsgenerator 31 herrührt, der selbst wieder über eine Leitung 32 vom Steuerkreis 11 in Betrieb gesetzt wird. Diese Maßnahme ist an sich be­ kannt und bezweckt, nach dem Aussenden einer Ultraschall­ welle vom aktiven Wandler 3 die Verstärkung des Ver­ stärkers 27 zum Ausgleichen der allmählich absinkenden Stärke der empfangenen Echosignale allmählich zu steigern; dieser Schwund wird dadurch verursacht, daß die später angekommenen Echosignale einen größeren Weg durch das zu untersuchende Objekt zurückgelegt haben. Dem regel­ baren Verstärker 27 folgt eine ebenfalls an sich bekannte Ausgleichsschaltung 33 zum Anpassen der Dynamik der Signale an das Verhältnis zwischen den maximalen und mimimalen Helligkeiten, die eine mit dem Empfänger 17 verbundene Wiedergabeanordnung darstellen kann.

Die in Fig. 1 dargestellte Anordnung enthält zwei derartige Wiedergabeanordnungen, und zwar eine erste Wiedergabean­ ordnung 35 zum Wiedergeben eines Ultraschallbildes im B-Betrieb und eine zweite Wiedergabeanordnung 37 zum Wiedergeben eines Ultraschallbildes im M-Betrieb. Weiter enthält die Anordnung einen Schalter 39 zum selektiven Verbinden des Empfängers 17 mit der ersten Wiedergabean­ ordnung 36 und/oder der zweiten Wiedergabeanordnung 37. Dieser Schalter wird über eine Leitung 40 vom Steuerkreis 11 gesteuert.

Die erste Wiedergabeanordnung 35 enthält einen Bildschirm, an dem eine Abbildung in Form eines Kreissektors dargestellt wird, der aus 128 Bildlinien besteht, die Radien des Kreis­ sektors bilden. In diesem Beispiel ist m also gleich 128. Die Richtung einer jeden dieser Bildlinien entspricht der Richtung, in der der mit dem Sender und dem Empfänger 15, 17 verbundene Wandler 3 (der aktive Wandler) beim Erzeugen dieser Bildlinie gerichtet ist. Ein jedes vom Wandler erhaltene Echosignal wird als ein aufleuchtender Punkt auf der Bildlinie dargestellt, wobei diese Punkte weiter entfernt von der Mitte des Kreissektors liegen, je später sie vom Wandler empfangen sind und also aus tieferen Teilen des zu untersuchenden Objektes herrühren. Auf diese Weise stellt die Abbildung am Bildschirm eine Wiedergabe der Struktur des von den Sendern und Empfängern der Wandler 3 bestrichenen kreissektorförmigen Teils des zu untersuchenden Objektes dar.

Die Information über die Helligkeit des Bildes zu jedem Zeitpunkt rührt also vom Empfänger 17 her. Wenn die Stellung des Schalters 39 derart ist, daß keine Helligkeitsinforma­ tion vom Empfänger 17 der ersten Wiedergabeanordnung 35 zugeleitet wird, regelt der Steuerkreis 11 über eine Leitung 42 die Helligkeit. Die Information über die Bildabtastung, d. h. die Koordinaten am Bildschirm der aufleuchtenden Punkte, wird vom Steuerkreis 11 erzeugt und über eine Leitung 41 der ersten Wiedergabeanordnung 35 zugeführt. Die zweite Wiedergabeanordnung 37 enthält beispielsweise ein Aufzeichnungsgerät zum Schreiben mit einem aus einem Schreibkopf herrührenden Ultraviolettlichtstrahl auf Papier, das für Ultraviolettlicht empfindlich ist (Ultra­ violettschreiber). Erreicht einer der Wandler 3 eine Position, in der seine Sende- und Empfangsrichtung einer vorgewählten Bildlinie entspricht, gibt der Steuer­ kreis 11 dem Schalter 39 jeweils einen Befehl zum Ver­ binden des Empfängers 17 mit der zweiten Wiedergabeanordnung 37. Auf dem Papier dieser Wiedergabeanordnung wird dabei eine Gerade abgetastet, wobei jeweils ein Punkt geschrieben wird, wenn ein Echosignal im Empfänger 17 ankommt. Die Lage bzw. Position des Punktes auf der Linie ist wieder vom Zeitpunkt abhängig, zu dem das Echo ankommt und diese Positionsinformation rührt wieder vom Hauptsteuerkreis 11 über eine Leitung 43 her. Aus obiger Beschreibung geht hervor, daß die von der zweiten Wiedergabeanordnung darge­ stellte Linie die gleiche Information wie eine Bildlinie enthält und faktisch die ausgewählte Bildlinie ist. Der Schalter 39 kann derart ausgelegt sein, daß die ausgewählte Bildlinie ausschließlich an der zweiten Wiedergabeanordnung 37 wiedergegeben wird, während die Helligkeit der ersten Wiedergabeanordnung 35 über die Leitung 42 auf einem Konstant­ wert gehalten wird. Jedoch ist es auch möglich, den Schal­ ter 39 so auszulegen, daß die ausgewählte Bildlinie sowohl an der ersten Wiedergabeanordnung 35 als auch an der zweiten Wiedergabeanordnung 37 wiedergegeben wird.

Das Papier des Ultraviolettschreibers der zweiten Wieder­ gabeanordnung 37 wird in bezug auf den Schreibkopf mit einer konstanten niedrigen Geschwindigkeit (z. B. 25 mm/s) in einer Richtung senkrecht zur Richtung der ausgewählten Bildlinien bewegt. Dadurch werden nacheinander ausgewählte Bildlinien parallel zueinander mit gleichen Zwischenräumen dargestellt. Wenn das zu untersuchende Objekt bewegliche Strukturen enthält, liegen die Echosignale dieser Struk­ turen an nacheinander ausgewählten Bildlinien an verschiede­ nen Stellen, so daß die gebildete Darstellung, wenn sie senkrecht zur Richtung der ausgewählten Bildlinien gelesen wird, eine Wiedergabe der Bewegung gibt (M-Betrieb).

In Fig. 2 ist eine Blockschaltung eines Ausführungsbei­ spiels einer Schaltung dargestellt, die den Winkeldetek­ tor 9 und den Steuerkreis 11 umfaßt. Der Winkeldetektor 9 wird durch eine auf der Achse 5 des Trägers 1 befestigte Codescheibe 45 und einen 512-Zähler 47 gebildet. Die Code­ scheibe 45 enthält m · n = 512 regelmäßig auf ihrem Umfang verteilte Markierungen 49, beispielsweise Schlitze im ansonsten undurchsichtigen Rand der Scheibe. Das Passieren einer dieser Markierungen wird durch einen ersten Aufnehmer 51 detektiert, der z. B. aus einer Lichtquelle an einer Seite der Scheibe 45 und einem lichtempfindlichen Element an der anderen Seite besteht. Die Impulse, die vom ersten auf­ nehmer 51 erzeugt werden, wenn die Markierungen 49 vorbei­ kommen, gelangen an den Zähleingang 53 des 512-Zählers 47. Die Codescheibe 45 enthält weiter noch eine einzige Mar­ kierung 55, die innerhalb des von den Markierungen 49 ge­ bildeten Rings liegt und von der gleichen Art wie diese Markierungen sein kann. Das Passieren der Markierung 55 wird mit Hilfe eines zweiten Aufnehmers 57 detektiert, der von der gleichen Art wie der erste Aufnehmer 51 sein kann. Die dabei erzeugten Impulse gelangen an dem Rück­ stelleingang 59 des 512-Zählers 47. Dieser 512-Zähler wird also jeweils beim Passieren der Markierung 55 am zweiten Aufnehmer 57 auf Null zurückgestellt und zählt dann die den ersten Aufnehmer 51 passierenden Markierungen 49. Der in diesem Zähler vorhandene Wert gibt also die Winkel­ position des Trägers 1 an.

Die weiteren in Fig. 2 angegebenen Teile gehören zum Steuer­ kreis 11. Ein voreinstellbarer 4-Zähler 61 ist mit seinem Zähleingang 63 mit dem ersten Aufnehmer 51 verbunden. Der Ladeeingang 65 dieses Zählers ist mit einem ersten Ausgang 67 des 512-Zählers 47 verbunden, an dem jeweils nach dem Zählen von 128 Impulsen ein Signal erscheint. Der Daten­ eingang 69 des voreinstellbaren 4-Zählers 61 ist mit einem zweiten Ausgang 71 des 512-Zählers 47 verbunden, an dem die zwei signifikantesten Bits des in diesem Zähler vor­ handenen Werts erscheinen, die auch über die Leitung 22 dem Sender 15 und dem Empfänger 17 zugeführt werden. Der Ausgang 73 des voreinstellbaren 4-Zählers 61 ist mit dem Zähleingang 75 eines 32-Zählers 77 verbunden, dessen Rück­ Stelleingang 79 mit dem zweiten Aufnehmer 57 verbunden ist. Der Ausgang 81 des 32-Zählers 77 ist mit einem ersten Eingang 83 eines Koordinaten-Generators 85 verbunden, dessen Ausgang 87 über die Leitung 41 mit der ersten Wiedergabeanordnung 35 verbunden ist (Fig. 1). Ein zweiter Eingang 89 des Koordinaten-Generators 85 ist mit dem zweiten Ausgang 71 des 512-Zählers 47 verbunden.

Ein Digital-Analog-Wandler 91 hat einen Eingang 93, der über ein Kabel 94 mit dem Ausgang 81 des 32-Zählers 77 und dem zweiten Ausgang 71 des 512-Zählers 47 verbunden ist. Zur übersichtlichen Darstellung ist in der Figur das Kabel 94 nicht vollständig dargestellt. Der Digital-Analog-Wandler 91 hat weiter einen Ausgang 95, der mit einem ersten Eingang 97 eines Komparators 99 verbunden ist, dessen zweiter Ausgang 101 an den Abgriff eines einstellbaren Spannungsteilers 103 angeschlossen ist, der zwischen einer Spannungsquelle 105 und Masse geschaltet ist. Der Ausgang des Komparators 99 ist mit einem Ladeeingang 109 eines voreinstellbaren 128- Zählers 111 verbunden, dessen Dateneingang 113 ein fester Wert P zugeführt wird. Der Wert ist beispielsweise gleich der Zahl 4 in Binärform. Der Zähleingang 115 des vorein­ stellbaren 128-Zählers 111 ist mit dem ersten Aufnehmer 51 und sein Ausgang 117 mit dem Eingang 119 eines Decoders 121 verbunden, der vier Ausgänge besitzt. Der erste Ausgang 123 ist mit der Leitung 40 verbunden, die zum Schalter 39 führt, der zweite Ausgang 125 ist mit der Leitung 42 ver­ bunden, die zur ersten Wiedergabeanordnung 35 führt, der dritte Ausgang 127 ist mit der Leitung 18 verbunden, die zum Sender 15 führt, und der vierte Eingang 129 ist mit der Leitung 43 verbunden, die zur zweiten Wiedergabean­ ordnung 37 führt.

Die Wirkung der in Fig. 2 dargestellten Schaltung ist wie folgt. Die Codescheibe 45 dreht sich mit gleicher Umdrehungs­ geschwindigkeit wie der Träger 1, so daß bei jeder Umdrehung des Trägers ein Impuls vom zweiten Aufnehmer 57 und 512 Impulse vom ersten Aufnehmer 51 erzeugt werden. Die vom zweiten Aufnehmer 57 erzeugten Impulse gelangen an die Rückstelleingänge 59 und 79 des 512-Zählers 47 bzw. des 32-Zählers 77. Die Stellung dieser beiden Zähler wird daher einmal je Umdrehung gleich Null gemacht.

Die vom ersten Aufnehmer 51 erzeugten Impulse gelangen zum Zähleingang 53 des 512-Zählers 47, zum Zähleingang 63 des voreinstellbaren 4-Zählers 61 und zum Zähleingang 115 des voreinstellbaren 128-Zählers 111. Die Stellung des 512-Zählers 47 steigt also während einer Umdrehung gleich­ mäßig von Null auf 512 und startet dann wieder bei Null. Die zwei signifikantesten Bits dieser Stellung, die angeben, welcher der vier Wandler aktiv ist, werden wie bemerkt u. m. der Leitung 22 und dem Dateneingang 69 des vorein­ stellbaren 4-Zählers 61 zugeführt. Weiter führt der 512-Zähler 47 jeweils beim Umschalten auf die Nullstellung und jeweils nach dem Zählen von 128 Impulsen, also jeweils nach einer Vierteldrehung, ein Signal dem Ladeeingang 65 des voreinstellbaren 4-Zählers 61 zu, so daß er nach jeder Vierteldrehung mit einem Anfangswert geladen wird, der die laufende Nummer des dabei aktiven Wandlers 3 angibt. Ab diesem Anfangswert zählt der Zähler 61 die Impulse des ersten Aufnehmers, bis er die Stellung 4 erreicht hat, wonach er bei der Nullstellung erneut zu zählen anfängt. Jeweils beim Zurückspringen des Zählers 61 in die Null­ stellung, gibt er über seinen Ausgang 73 einen Impuls zum Eingang 75 des 32-Zählers 77, dessen Stellung, wie bemerkt, einmal je Umdrehung über den Rückstelleingang 79 auf Null gesetzt wird. Die Stellung des 32-Zählers 77 wird wie die zwei signifikantesten Bits der Stellung des 512- Zählers, die die laufende Nummer des aktiven Wandlers angeben, dem Koordinatengenerator 85 und über das Kabel 94 dem Digital-Analog-Wandler 91 zugeführt.

Die dem Koordinaten-Generator 85 zugeführte Binärzahl besteht somit insgesamt aus sieben Bits, und zwar den zwei Bits, die die laufende Nummer des Wandlers angeben (von Null bis drei variierend) und fünf Bits aus dem 32-Zähler, die eine Zahl angeben, die von Null bis 31 variiert. Der Wert der dem Koordinatengenerator 85 zuge­ führten Binärzahl schwankt also zwischen 0 und 127, wobei jeder Wert der laufenden Nummer einer der 128 Bildzeilen entspricht, die zusammen die kreissektorförmige Abbildung an der ersten Wiedergabeanordnung 35 bilden. Da der vor­ einstellbare 4-Zähler 61 jeweils beim Aktivwerden eines neuen Wandlers bei der laufenden Nummer dieses Wandlers zu zählen anfängt, werden die laufende Nummer der 128 Bildzeilen dem Koordinaten-Generator 85 in nachstehender Reihenfolge zugeführt:

0, 4, 8, ..., 124, 1, 5, 9, ..., 125, 2, 6, 10, ...,126, 3, 7, 11, ..., 127.

Auf diese Weise wird im aktiven Zustand eines der vier Wandler ein Viertel der Gesamtzahl der Bildzeilen gebildet, in dem Sinne, daß jedem Wandler ein anderes Viertel der Bildzeilenanzahl zugeordnet ist. Wenn alle Wandler einmal aktiv gewesen sind, also nach einer Umdrehung des Trägers, sind also alle 128 Bildzeilen gebildet. Der Koordinaten­ generator 85 erzeugt bei jeder Laufnummer einer Bildzeile ein Signal, das die erste Wiedergabeanordnung 35 dazu führt, ihren Bildschirm gemäß der betreffenden Bildzeile abzutasten. Der Koordinaten-Generator 85 kann dazu einen Speicher mit 128 Adressen enthalten. Das erzeugte Signal wird über die Leitung 41 der ersten Wiedergabeanordnung 35 zugeführt.

Dem Eingang 93 des Digital-Analog-Wandlers 91 werden die fünf Bits der Stellung des 32-Zählers 77 zugeführt und die zwei signifikantesten Bits des 512-Zählers 47, die zusammen eine Zahl darstellen, die gleich der dem Koordinaten­ Generator 85 zugeführten Zahl ist und der Laufnummer einer der 128 Bildzeilen entspricht. Diese Zahl gibt also an, welche Bildzeile zu einem bestimmten Zeitpunkt gebildet wird.

Die dem Digital-Analog-Wandler zugeführte Laufnummer wird in eine Analogspannung umgewandelt, die den ersten Eingang 97 des Komparators 99 erreicht. Dem zweiten Eingang 101 dieses Komparators wird eine mittels des Spannungsteilers 103 einstellbare Spannung zugeführt, deren Wert einer aus­ gewählten Bildzeile entspricht und zum Zeitpunkt, zu dem die der Laufnummer entsprechende Spannung gleich der einge­ stellten Spannung ist, gibt der Komparator ein Signal zum Ladeeingang 109 des voreinstellbaren 128-Zählers 111, wo­ durch die Anfangsstellung dieses Zählers gleich dem seinem Dateneingang 113 zugeführten Wert P wird (beispielsweise vier). Von diesem Wert an zählt der Zähler 111 die Impulse des ersten Aufnehmers 51, bis er den Wert 127 erreicht hat und springt darauf wieder auf Null zurück. Die Stellung des voreinstellbaren 128-Zählers 111 gibt also ebenfalls an, welche Bildzeile gebildet werden würde, und wenn diese Stellung gleich dem ursprünglich am Dateneingang 111 vor­ handenen Wert ist, ist die Bildzeile, die an der Reihe ist, diejenige, die mittels des Spannungsteilers 103 ausgewählt wurde. Der Inhalt des voreinstellbaren 128-Zählers 111 gelangt zum Eingang 119 des Decoders 121, in dem auch der Wert P gespeichert ist. Der Decoder 121 erzeugt bei be­ stimmten Bildzeilen eine Anzahl verschiedener Signale. Am ersten Ausgang 123 erscheint ein Signal, das das Umschaltorgan 39 derart steuert, daß es den Empfänger 17 mit der zweiten Wiedergabeanordnung 37 verbindet, wenn die ausgewählte Bildzeile an der Reihe ist, und ausschließ­ lich mit der ersten Wiedergabeanordnung 35 in allen anderen Fällen. Wie bereits bemerkt wurde, kann die Verbindung zwischen dem Empfänger 17 und der ersten Wiedergabeanordnung 35 nach Bedarf auch bei der Bildung der ausgewähten Bild­ zeile bestehen bleiben. Am zweiten Ausgang 125 erscheint ein Signal, das bei der Bildung der ausgewählten Bildzeile die Helligkeit des an der ersten Wiedergabeanordnung 35 dargestellten Bildes auf einem vorgegebenen Konstantwert hält, wenn die ausgewählte Bildzeile nicht selbst an der ersten Widergabeanordnung dargestellt wird. Am dritten Ausgang 127 erscheint ein Signal, das den Sender 15 jeweils beim Beginn einer Bildzeile startet, die dem zu diesem Zeitpunkt aktiven Wandler zugeordnet ist. Dieses Signal erscheint auch am Anfang der ausgewählten Bildzeile unab­ hängig davon, welcher Wandler zu diesem Zeitpunkt aktiv ist. Die ausgewählte Bildzeile wird also viermal je Um­ drehung des Trägers 1 gebildet. Zum anderen kann dieses Signal beim Beginn der Bildzeilen in nächster Umgebung der ausgewählten Bildzeile manchmal unterbleiben, auch wenn der einer derartigen Bildzeile zugeordnete Wandler aktiv ist. Dies wird weiter unten anhand der Fig. 3 näher erläutert.

Schließlich erscheint am vierten Ausgang 129 beim Beginn einer jeden ausgewählten Bildzeile ein Signal, das als Startsignal für die zweite Wiedergabeanordnung 37 dient. Beim Empfang dieses Signals wird der Schreibkopf dieser Wiedergabeanordnung in Bewegung versetzt. Gegebenenfalls kann diese Wiedergabeanordnung einen Speicher enthalten, in den beim Empfang des Startsignals die aus dem Empfänger herrührenden Helligkeitsinformationen der ausgewählten Bildzeile eingeschrieben werden. Dieser Speicher kann dabei in Erwartung der folgenden ausgewählten Bildzeile einige Male gelesen werden, wobei jeweils die ausgewählte Bildzeile an der zweiten Wiedergabeanordnung dargestellt wird. Hierdurch kann eine bessere Schwärzung des für Ultraviolettlicht empfindlichen Papiers dieser Wieder­ gabeanordnung erhalten werden.

In Fig. 3 ist ein Zeitfolgediagramm zur Veranschaulichung des vorbeschriebenen Sachverhaltes im Betrieb der Anordnung dargestellt. Auf der oberen Zeile 131 sind eine Anzahl von Impulsen des ersten Aufnehmers 51 mit laufender Nummer der zugeordneten Bildzeilen darüber dargestellt. Die laufen­ de Nummer der ausgebildeten Bildzeile ist mit k bezeichnet. Der Abstand zwischen zwei aufeinanderfolgenden Impulsen beträgt 64 μs, was einer Umdrehungsgeschwindigkeit des Trägers 1 von etwa 30 Umdrehungen in der Sekunde entspricht.

Auf der zweiten Zeile 133 sind die Zeitpunkte dargestellt, zu denen dem ersten Wandler 3 (Laufnummer 0) Sendeimpulse aus dem Sender 15 zugeführt werden. Auf der dritten Zeile 135 sind die Zeitpunkte dargestellt, zu denen dem zweiten Wandler 3 (Laufnummer 1) Sendeimpulse zugeführt werden. Auf der vierten Zeile 137 und auf der fünften Zeile 139 ist das gleiche für den dritten bzw. den vierten Wandler angegeben (Laufnummern 1, 2 und 3). Dabei soll man bedenken, daß die Zeilen 133, 135, 137 und 139 in Wirklichkeit direkt aufeinanderfolgen, denn zunächst ist der erste Wandler aktiv und sendet beim Beginn der Bildzeilen 0, 4, 8, ..., 124. Darauf ist der zweite Wandler aktiv und sendet beim Beginn der Bildzeilen 1, 5, 9, ..., 125, anschließend der dritte Wandler (Bildzeilen 2, 6, l0, ..., 126) und schließlich der vierte Wandler (Bildzeilen 3, 7, 1, ..., 127). Obgleich die Strecke zwischen den Positionen aufeinanderfolgender Bildzeilen vom Träger 1 also in 64 μs zurückgelegt wird, steht für die Bildung einer jeden Bildzeile 4 x 64 = 256 μs zur Verfügung. Die vier Zeilen 133, 135, 137 und 139 sind in der Fig. 3 zum Erhalt eines übersichtlicheren Bildes untereinander dargestellt. So ist beispielsweise gerade ersichtlich, daß beim Beginn der ausgewählten Bildzeile k alle Wandler aussenden. Bei der Bildung dieser Bildzeile k wird, wie bereits bemerkt wurde, der ersten Wiedergabean­ ordnung 35 nach Bedarf ein vom zweiten Ausgang des Decoders 121 herrührendes Signal zugeführt, das die Hellig­ keit des Bildes auf einem konstanten Wert hält. Dieses Signal ist auf der letzten Zeile 141 als ein Impuls 143 mit einer Dauer von 256 μs dargestellt. Aus obiger Beschreibung ist klar, daß dieses Signal jedesmal er­ scheint, wenn einer der Wandler die Position erreicht, die der ausgewählten Bildzeile k entspricht, also viermal je Umdrehung des Trägers 1.

In Fig. 3 ist weiter angegeben, daß der Zyklus, nach dem die Wandler zur jeweiligen Lieferung der Daten für ein Viertel der Bildzeilen erregt werden, jeweils für eine Dauer unterbrochen wird, in der einer der Wandler eine Position einnimmt, in der er Daten für eine der Bild­ zeilen k -3 bis k +3 liefern würde. Stattdessen wird jeder Wandler wie gesagt zu dem Zeitpunkt erregt, zu dem er in einer Position steht, um Daten über die ausge­ wählte Bildzeile k zu liefern. Das bedeutet, daß die Bildzeilen k -3 bis k +3 nicht an der ersten Wieder­ gabeanordnung dargestellt werden. Gegenüber dem hierdurch entstandenen geringen Verlust an Informationen steht jedoch der große Gewinn an Informationen, die durch die Wiedergabe der ausgewählten Bildzeile k nach dem M-Betrieb erhalten werden. Der Verlust an Informationen kann übrigens nach Bedarf noch herabgesetzt werden, indem die Wandler erregt werden, wenn sie sich in einer Position zur Lieferung von Daten über die Bildzeilen k -3, k -2 und k -1 befinden. Zur Bildung dieser Bildzeilen steht dabei nicht die normale Zeit von 256 μs, sondern nur 192, 128 bzw. 64 μs zur Verfügung. Diese Bildzeilen sind dadurch unvollständig und sie liefern nur Informationen über weniger tief liegen­ de Teile des zu untersuchenden Objektes.

In Fig. 4 ist nochmals der Träger 1 zusammen mit den Richtungen dargestellt, in denen die verschiedenen Wandler, die selbst nicht dargestellt sind, zum Erhalten der Daten für die verschiedenen Bildzeilen aussenden. Der Träger 1 dreht sich mit 30 Umdrehungen in der Sekunde in der Richtung des Pfeiles 145. Die Richtungen, in denen die Wandler senden, sind mit den laufenden Nummern der zugeordneten Bildzeilen bezeichnet. Dabei sind die Senderichtungen des ersten Wandlers mit ausgezogenen Linien angegeben, die des zweiten Wandlers mit gestrichelten Linien, die des dritten Wandlers mit strichpunktierten Linien und die des vierten Wandlers mit Strichkreuzlinien. Die Richtung der ausge­ wählten Bildzeile k, für die alle Wandler aussenden, ist mit einer ausgezogenen Linie angegeben.

Es wird klar sein, daß im Rahmen der Erfindung viele Ab­ wandlungen zum beschriebenen Ausführungsbeispiel möglich sind. So kann beispielsweise für eine andere Anzahl von Wandlern oder für eine andere Anzahl von Bildzeilen gewählt werden. Auch können der in Fig. 2 dargestellte Winkeldetektor und der Steuerkreis anders aufgebaut sein. Ein Teil ihrer Funktionen könnte beispielsweise von einem Mikroprozessor übernommen werden. Gleichfalls sei bemerkt, daß eine Anzahl an sich bekannter Teile, die für das Verständnis der Erfindung unwichtig sind, der Deutlichkeit halber fortgelassen sind. Es gehören dazu z. B. ein Generator zum Erzeugen des über die Leitung 12 dem Geschwindigkeits­ regler 13 zugeführten Steuersignals und ein Generator für das über die Leitung 32 dem Steuerspannungsgenerator 31 zugeführte Signal.

Claims (5)

1. Anordnung zum Untersuchen eines Objektes mit Hilfe von Ultraschallwellen mit

• a) einem um seine Achse (5) drehbaren zylinderförmigen Träger (1) mit n regelmäßig auf seinen Umfang ver­ teilten Wandlern (3) zum Senden und Empfangen von Ultraschallwellen;
• b) einem mit der Achse (5) gekoppelten Antriebsmotor (7);
• c) einem Winkeldetektor (9) zum Feststellen der Winkel­ position des Trägers;
• d) einem Sender (15);
• e) einem Empfänger (17);
• f) Verbindungsmitteln (21) zum Verbinden des Senders und des Empfängers mit jeweils einem der Wandler;
• g) einer ersten Wiedergabeanordnung (35) zum Wiedergeben eines Ultraschallbildes im B-Betrieb, die zum Darstellen eines kreissektorförmigen Teils des Objektes eingerichtet ist, wobei die Darstellung aus m Bildzeilen besteht, die zusammen einen Kreissektor bestreichen, wobei die Rich­ tung einer jeden Bildzeile der Richtung entspricht, in der der mit dem Sender und dem Empfänger verbundene Wandler beim Entstehen der Bildzeile gerichtet ist;
• h) einer zweiten Wiedergabeanordnung (37) zum Wiedergeben eines Ultraschallbildes im M-Betrieb, die zum Darstellen der jeweils gleichen ausgewählten Bildzeile zu einer Anzahl aufeinanderfolgender Zeitpunkte eingerichtet ist, wobei die aufeinanderfolgenden Darstellungen der ausge­ wählten Bildzeile mit gegenseitig gleichen Zwischen­ räumen parallel zueinander verlaufen;
• i) einem Schaltorgan (39) zum selektiven Verbinden des Empfängers mit der ersten Wiedergabeanordnung und/oder der zweiten Wiedergabeanordnung;
• j) einem Steuerkreis (11), der zum Aktivieren des Senders eingerichtet ist, wenn jeweils der Träger eine aus einer Anzahl vorgegebener Winkelstellungen erreicht hat, und zur Steuerung des Schaltorgans derart, das es in jeder Winkelstellung des Trägers, in der einer der Wandler in einer der ausgewählten Bildzeile ent­ sprechenden Richtung gerichtet ist, den Empfänger mit der zweiten Wiedergabeanordnung verbindet,

dadurch gekennzeichnet, daß der Steuerkreis (11) zum Aktivieren des Senders (15) nach einem Zyklus eingerichtet ist, in dem ein jeder der n Wandler (3) die Daten zur Bil­ dung von m/n Bildzeilen liefert" in dem Sinne, daß bei einer Umdrehung des Trägers (1) alle Wandler zusammen die Daten für die m Bildzeilen liefern, daß der Sender auch zu dem Zeitpunkt aktiviert wird, zu dem einer der Wandler in die Richtung gerichtet ist, in der er Daten für die ausgewählte Bildzeile liefern kann, und daß der Zyklus jeweils für eine Unterbrechungsdauer unterbrochen wird, die anhält, solange der Wandler in eine Richtung gerichtet ist, in der er Daten für eine der n -1 Bildzeilen liefern würde, die der ausgewählten Bildzeile (k) unmittel­ bar nachfolgen.

2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Unterbrechungsdauer auch einen Zeitabschnitt ent­ hält in dem einer der Wandler in eine Richtung gerichtet ist in der er Informationen über eine der n-1 Bildzeilen liefern würde, die der ausgewählten Bildzeile (k) unmittel­ bar vorangehen.

3. Anordnung nach Anspruch 1 dadurch gekenn­ zeichnet, daß der Winkeldetektor (9) dazu eingerichtet ist, je Umdrehung des Trägers m.n Impulse zu erzeugen und einen ersten Zähler (47) zum Zählen dieser Impulse enthält, und daß der Steuerkreis (11) dazu eingerichtet ist, den Sender (15) beim Erscheinen der Impulse mit Laufnummer 0, n, 2n, 3n, ..., m - n, m + 1, m + 1 + n, m + 1 + 2n, ..., 2m + 1 - n, 2m + 2, 2m + 2 + n, 2m, + 2 + 2n, ..., und beim Erscheinen der Impulse mit der Laufnummer k + i, wobei k ein der ausgewählten Richtung entsprechender Wert ist wobei i = 0, m 2m, ... aber nicht beim Erscheinen der Impulse mit der Laufnummer k + i + 1, k + i + 2, ..., k + i + n - 1 zu aktivieren.

4. Anordnung nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Anzahl (n) am Träger (1) vorhande­ ner Wandler (3) gleich vier und die Anzahl (m) der Bild­ zeilen gleich 128 ist.