DE3230913A1 - Ultraschall-tomographiegeraet - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Ultraschall-Tomographiegerät mit einem Ultraschall-Sende- und -Empfangssystem zur zeilenweisen Abtastung eines Untersuchungsobjektes aus unterschiedlichen Winkelrichtungen, einem Flüssigkeitstank für die Immersion des zu untersuchenden Objektes, einer Abdeckhaube für den Flüssigkeitstank mit einer zentralen runden Öffnung für die Führung des Untersuchungsobjektes und einem im Flüssigkeitstank um eine zur zentralen runden Öffnung in der Abdeckhaube ausgerichtete, im wesentlichen senkrechte Achse drehbaren Träger für ein Ultraschall-Sende- und -Empfangssystem.

Ultraschall-Tomographiegeräte lassen sich sowohl nach der Transmissions- als auch nach der Reflexionsicethode betreiben. Ein Ultraschall-Tomographiegerät für Transmissions-Tomographie (UCTT) ist z. B. aus der US-PS 41 05 018 vorbekannt. Ultraschall-Tomographiegeräte für Reflexions-Tomographie (UCTR) sind beispielsweise bekannt durch den Aufsatz "Resolution and Image Quality by Ultrasonic Echo Tomography: Experimental Approach" von E. Hundt, G. Maderlechner, E. Kronmüller und E. Trautenberg aus "Fifth International Symposium on Ultrasonic Imaging and Tissue Characterization and Second International Symposium on Ultrasonic Materials Characterization", June 1-6, 1980, Seite 7 oder auch durch den Aufsatz "Ultrasonic Reflectivity Tomography: Reconstruction with Circular Transducer Arrays" von Stephen

J. Norton and Melvin Linzer aus "Ultrasonic Imaging 1", 1979, Seiten 154-184.

Stk 5 Ler / 13.08.1982

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- 2 - VPA 32 P 3791 DE

Mit bekannten Ultraschall-Tomographiegeräten, bei denen das Sende- und Empfangssystem an einem, um eine senkrechte Achse drehbaren Träger um das Untersuchungsobjekt herumschwenkbar ist, lassen sich infolge der Schwenkung des Trägers um die senkrechte Achse aus verschiedenen, in einer Ebene liegenden Richtungen horizontale, sog. Coronar-Schnitte, durch ein Untersuchungsobjekt anfertigen. Diese lassen sich als Schnittbild auf einem Sichtgerät darstellen. Um eine gute Ankopplung zu erhalten, ist es bekannt, das Ultraschall-Sende- und -Empfangssystem in einem Flüssigkeitstank um ein in die Flüssigkeit eingetauchtes Untersuchungsobjekt, vorzugsweise der weiblichen Brust aber auch des Hodens, umlaufen zu lassen. Um auf diese Weise das gesamte Untersuchungsobjekt erfassen zu können, muß nach jedem einzelnen Coronar-Schnitt eine relative vertikale Verschiebung zwischen dem Sende- und Empfangssystem einerseits und dem Untersuchungsobjekt andererseits vorgenommen werden.

Um auch bei solchen Ultraschall-Tomographiegeräten brustwandnahe Bereiche untersuchen zu können, wird der horizontal abstrahlende Ultraschallwandler bis unmittelbar unter die Abdeckhaube des Flüssigkeitstanks, d.

h. unmittelbar unter die Flüssigkeitsoberfläche, verschoben und in dieser Ebene um das Untersuchungsobjekt herumgeschwenkt. Dabei ist die oberste Stellung, d.h. der oberste Coronar-Schnitt, der mit einem solchen Gerät herstellbar ist, durch den halben Durchmesser des Ultraschallwandlers nebst Gehäusewandstärke vorgegeben. Der Durchmesser des Ultraschallwandlers seinerseits ist jedoch nicht frei wählbar, weil er für den Abstand des scharfen Bereiches der Schallkeule von dessen Abstrahlfläche mitbestimmend ist.

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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Ultraschall-Tomographiegerät zu entwickeln, das es ermöglicht, scharfe Schichtaufnahmen zu erstellen. Darüber hinaus sollen sich damit bei der Untersuchung der Mamma auch möglichst brustwandnahe Bereiche erfassen lassen.

Bei einem Ultraschall-Tomographiegerät der eingangs genannten Art sind daher erfindungsgemäß mehrere Ultraschallwandler unterschiedlichen Durchmessers am Umfang eines, im wesentlichen zylindrischen, um seine Symmetrieachse drehbaren und zugleich auf einem Kreisbogen um die Mittelsenkrechte auf die zentrale Öffnung in der Abdeckhaube herumführbaren Ultraschallkopfes angeordnet. Hierdurch wird es möglich, im Durchmesser relativ ausgedehnte Objekte zu untersuchen und dennoch über das gesamte Objekt hinweg scharfe Schichtbilder zu bekommen. Dabei werden die von den Ultraschalldetektoren empfangenen Signale nur so weit ausgewertet, als sie einem Bildbereich zugeordnet sind, der einen Abstand vom jeweiligen Ultraschallwandler besitzt, in dem dessen Schallkeule scharf gebündelt ist.

In zweckmäßiger Ausgestaltung der Erfindung können die am Umfang eines Ultraschallkopfes angeordneten Ultraschallwandler unmittelbar unter der dem Patienten zugewandten Stirnseite des Ultraschallkopfes in ein und derselben, senkrecht zu dessen Symmetrieachse ausgerichteten Ebene angeordnet sein. Der Abstand dieser Ebene von der Stirnseite des Ultraschallkopfes hängt vom Durchmesser des größten, im Ultraschallkopf eingebauten Ultraschallwandlers ab. So lassen sich Coronar-Schnitte erstellen, die nur einen Abstand von der brustwandnahen Körperoberfläche haben, der wenige Millimeter größer ist als der Radius des hinsichtlich seines Durchmessers größten Ultraschallwandlers.

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. k - VPA 82 P 3791 DE

In besonders vorteilhafter Weiterbildung der Erfindung « kann neben dem erstgenannten Ultraschallkopf ein zweiter Ultraschallkopf mit Ultraschallwandlern kleineren Durchmessers angeordnet sein, wobei die patientenseitigen Stirnseiten der beiden Ultraschallköpfe in der gleichen Ebene angeordnet sind. Die Verwendung eines weiteren Ultraschallkopfes mit Ultraschallwandlern kleineren Durchmessers bildet eine wesentliche Voraussetzung, um die Coronar-Schnitte näher zur Brustwand hin verlegen zu können.

In besonders zweckmäßiger Weiterbildung der Erfindung können die Ultraschallwandler des zweiten Ultraschallkopfes in einer möglichst nahe zu dessen Stirnseite «■

gelegenen, senkrecht zu dessen Symmetrieachse ausge- |)

richteten Ebene angeordnet sein. Hierdurch wird in :i

Verbindung mit dem kleineren Durchmesser der verwen- λ

deten Ultraschallwandler auch der minimale Abstand des '

Coronar-Schnittes von der Abdeckhaube bzw. von der -

Brustwand des an der Abdeckhaube liegenden Patientens |

unmittelbar kleiner. I

Brustwandnähere Coronar-Schnitte lassen sich anfertigen, wenn in besonders vorteilhafter Weiterbildung der Erfindung der zweite Ultraschallkopf näher zur Mittel- |?

?v senkrechten auf die Öffnung in der Abdeckhaube hin an- y

ä geordnet ist. Hierdurch kann bei kleineren Untersu- £

chungsObjekten der Abstand der Ultraschallwandler vom "J Untersuchungsobjekt verringert werden und können daher :■ Ultraschallwandler noch kleineren Durchmessers zur An- $ wendung kommen. Dies wiederum hat zur Folge, daß deren ^: Ebene im jeweiligen Ultraschallkopf noch näher zu dessen Stirnseite, d.h. zum Patienten hin, verschoben werden kann.

- 5 - VPA 82 P 3791 DE

Der Einsatzbereich des Ultraschäll-Tomographiegerätes läßt sich bedeutend erweitern, wenn in Weiterbildung der Erfindung der zweite Ultraschallkopf bei Nichtgebrauch in einem größeren Abstand von der zentralen öffnung in der Abdeckhaube verbringbar ist. Bei der Untersuchung größerer Objekte kann dieser zusätzliche Ultraschallkopf aus deren Immersionbereich wegeschwenkt werden. Kollisionen mit größeren UntersuchungsObjekten lassen sich so vermeiden.
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Weitere Einzelheiten der Erfindung werden anhand zweier, in den Figuren dargestellter Ausführungsbeispiele näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 eine Seitenansicht des erfindungsgemäßen

Ultraschall-Tomographiegerätes im Schnitt,

Fig. 2 eine Aufsicht auf die im Flüssigkeitstank der Figur 1 befindlichen Bauelemente bei abgenommener Abdeckhaube,

Fig. 3 eine schematische Darstellung zweier Ultraschallwandler unterschiedlichen Durchmessers mit den zugehörigen Ultraschall-Sendekeulen,

Fig. 4 eine Seitenansicht eines anderen Ultraschall-Tomographiegerätes im Schnitt, und

Fig. 5 eine Aufsicht auf die im Flüssigkeitstank

der Figur 4 befindlichen Bauelemente bei abgenommener Abdeckhaube.

Die Figur 1 zeigt im Schnitt durch ein Ultraschall-Tomographiegerät 1 einen durch-eine Abdeckhaube 2 abgedeck-

- 6 - VPA 82 P 3791 DE

ten Flüssigkeitstank 3 sowie eine Patientenlagerungsplatte 4 mit einer daraufliegenden Patientin 5. Die Patientenlagerungsplatte ist im Bereich der Abdeckhaube ausgespart. Die Abdeckhaube 2 besitzt eine runde zentrale Öffnung 6, durch die das Untersuchungsobjekt 7, vorzugsweise die Mamma, zentriert in den Flüssigkeitstank eingeführt werden kann. Der Durchmesser der zentralen Öffnung 6 ist durch Einsetzen eines Einsatzringes 8 verringerbar. Der Einsatzring trägt an gegenüberliegenden Seiten je ein Spannband 9, 10, das in entsprechende, außen an der Abdeckhaube 2 befindliche Haken 11, 12 einhängbar ist. Der eine der beiden Haken 11 ist Teil eines Hebels 13· Dieser Hebel ist mit einem Mikroschalter 14 in Eingriff bringbar.

Durch den Boden 15 des Flüssigkeitstanks 3 hindurch ist eine Hohlwelle 16 geführt. Die senkrechte Achse 17 der Hohlwelle 16 ist auf den Mittelpunkt der zentralen Öffnung 6 in der Abdeckhaube ausgerichtet. Sie ist in hier nicht weiter dargestellter Weise mit einem unter dem Flüssigkeitstank 3 in einem separaten Gehäuse 18 angeordneten Antrieb (nicht dargestellt) gekuppelt. In der Hohlwelle 16 ist eine weitere Welle 19 verdrehungssicher geführt. Diese Welle ist in der Hohlwelle 16 axial verschiebbar. Das in den Flüssigkeitstank 3 hineinreichende Ende dieser inneren Welle 19 ist gegenüber der Hohlwelle 16 durch einen Gummibalg 20 abgedichtet. Auf der inneren Welle 19 ist ein U-förmiger Träger so befestigt, daß die Längsachse der Hohlwelle 16 in der durch seine beiden Schenkel 22, 23 gebildeten Ebene liegt. Die beiden Schenkel des U-förmigen Trägers 21 ragen an jeweils gegenüberliegenden Seiten der zentralen Öffnung 6 bis unter die Abdeckhaube 2. Sie tragen das bis unmittelbar unter die Abdeckhaube 2 hochschiebbare Ultraschall-Sende und -Empfangssystem.

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- 7 - VPA 82 P 3791 DE

Der in der Figur 1 linke Schenkel 22 des U-förmigen Trägers 21 trägt zwei übereinandergestellte wasserdichte Dosen 24, 25. Die obere Dose, ein sog. Ultraschallkopf 24, entählt an ihrem Umfang vier in einer senkrecht zu ihrer Symmetrieachse ausgerichteten Ebene angerrdnete Ultraschallwandler 26, 27, 28, 29 unterschiedlichen Durchmessers. Die darunter befindliche Dose 25 enthält einen Antriebsmotor 30, der die obere Dose 24 um ihre vertikale Symmetrieachse 31 drehen kann. An dem gegenüberliegenden Schenkel 23 des U-förmigen Trägers 21 ist an einer,unmittelbar unter der Abdeckhaube 2 befestigten, horizontalen, die Symmetrieachse 31 der oberen Dose 24 schneidenen Achse 32 ein, wie die Figur 2 erkennen läßt, viertelkreisförmig um die Symmetrieachse der oberen Dose gebogenes Detektorarray 33 befestigt.

An der horizontalen Achse 32 ist außerdem ein L-förmiger Träger 34 aufgehängt, der unter der Abdeckhaube um nahezu 180° um die horizontale Achse 32 schwenkbar ist. Er trägt an seinem freien Ende eine weitere, um ihre horizontale Symmetrieachse 35 drehbare Dose 36, mit vier am Umfang in einer senkrecht zu ihrer Symmetrieachse 35 ausgerichteten Ebene angeordneten Ultraschallwandlern 37 (in Figur 2 nur einer sichtbar). Die-

_t ser Ultraschallkopf 36 ist so ausgerichtet, daß die Achse 17 der Hohlwelle in der Ebene liegt, in der die Ultraschallkeulen der Ultraschallwandler 37 beim Drehen der Dose 36 um ihre horizontal ausgerichtete Symmetrieachse 35 geschwenkt werden. Im L-fönnigen Träger sind zwei Motore(nicht sichtbar) untergebracht, von denen der eine den Ultraschallkopf 36 mit den Ultraschallwandlern und der andere ein Zahnritzel 38 trägt. Letzteres kämmt mit einem am freien Schenkel 23 des U-förmigen Trägers 21 befestigten.halbkreisförmigen Zahnkranz 39.

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Der U-förmige Träger 21 trägt an seinem mittleren Abschnitt zwei zueinander parallele Kippbügel 40, 41, die um eine gemeinsame, horizontale, senkrecht zur Ebene des U-förmigen Trägers ausgerichteten Achse 42 schwenkbar sind. An dem freien Ende des einen Kippbügels 40 sind wiederum zwei aufeinandergesetzte Dosen j 43, 44 befestigt. Die eine ist wiederum ein Ultraschall- p kopf 43 und trägt vier an ihrem Umfang angeordnete Ul- | traschallwandler 45, 46, 47, 48 unterschiedlichen aber |

kleineren Durchmessers als jene der Dose 24. Auch die- |

se Ultraschallwandler sind in einer senkrecht zur Symme- |'j

trieachse 49 des Ultraschallkopfes 43 ausgerichteten |

Ebene angeordnet. Die darunter befindliche, etwas grö- ||

ßer gezeichnete Dose 44 enthält einen Antrieb (nicht %

dargestellt) für die Drehung des Ultraschallkopfes um |/ seine Symmetrieachse 49. Am freien Ende des anderen _; Kippbügels 41 ist ein etwa im Viertelkreis um die Symmetrieachse des am gegenüberliegenden Kippbügel 40 gehalterten Ultraschallkopfes 43 herumgeführtes Detektor- ■,·;

array 50 befestigt. Am U-förmigen Träger ist außerdem ■

ein Hydraulikzylinder 51 angelenkt, der mit seiner KoI- '

benstange 52 an einer die beiden Kippbügel 40, 41 mit- ^

einander verbindenden Strebe 53 angreift. Durch ihn f'_;.

sind die Kippbügel aus der in der Figur 1 ausgezogen |j

dargestellten Position, in der sie sich beidseitig der zentralen Öffnung 6 in der Abdeckhaube bzw. des Unter-

suchungsObjektes 7 befinden, in eine Warteposition kipp- ||

bar, die in der Darstellung der Figur 1 links unterhalb |

der Arbeitsposition gestrichelt angedeutet ist. Der fj

Hydraulikzylinder ist über eine Hydraulikleitung 54 mit |

einem im Gehäuse 18 des Antriebs befindlichen Drucker- ί

zeuger (nicht dargestellt) verbunden. Ü

In der schematischen Darstellung der Figur 3, die zwei ,0

Ultraschallwandler 55, 56 unterschiedlichen Durchmessers ö

ί - 9 - VPA 82 P 3791 DE

zeigt, sind die Ultraschallkeulen 57, 58 dieser beiden Ultraschallwandler schematisch dargestellt. Diese Figur zeigt, daß die Ultraschallkeulen einen scharf gebündelten Bereich haben und daß dieser Bereich mit zunehmen-■'. 5 dem Durchmesser des Ultraschallwandlers weiter von

diesem entfernt liegt. Das bedeutet, daß es für jeden : Ultraschallwandler vorgegebenen Durchmessers bei gege-

bener Frequenz einen bestimmten Entfernungsbereich vom ,. Ultraschallwandler gibt, in dem die Informationen, wie

ΐ 10 etwa Echos, einem bestimmten, eng umschriebenen Raum-I bereich zugeordnet werden können. Dagegen sind die aus

.', anderen Entfernungen vom Ultraschallwandler stammenden

I Echos nicht so genau zu lokalisieren. Hierfür ist dann

»' ein Ultraschallsender anderen Durchmessers und/oder

■! 15 anderer Frequenz geeigneter.

ü
s
I . Hat sich eine Patientin 5 auf die Patientenlagerungs-

■ platte 4 gelegt und die zu untersuchende Mamma 7 durch

I die zentrale Öffnung 6 hindurch in die Flüssigkeit des

ί 20 Flüssigkeitstanks 3 getaucht, so kann das Untersuchungs- Ί objekt beim Einschalten der in der Figur 1 linken Dose

I 24 nacheinander von deren Ultraschallwandlern 26, 27,

} 28, 29 durchschallt werden. Die am Detektorarray 33 auf's genommenen Signale liefern bei der Drehung des Ultra-

k 25 schallkopfes 24 um dessen Symmetrieachse 31 um 360° je ' ein horizontales Schnittbild, einen sog. Coronar-

Schnitt, durch das Untersuchungsobjekt von jedem der vier Ultraschallwandler 26, 27, 28, 29 dieses Ultraschallkopfes 24. Um die bei der endlichen Ausdehnung 30 des Untersuchungsobjektes größtmögliche Abbildungsschärfe zu bekommen, haben die in jedem der Ultraschallköpfe eingebauten vier Ultraschallwandler jeweils einen unterschiedlichen Durchmesser. Die Signale jedes der Ultraschallwandler werden daher jeweils nur für jene Entfer-35 nungsbereiche ausgewertet, bei denen die Bündelung

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seiner Ultraschallkeule am stärksten ist. Denn nur in diesen Entfernungsbereichen ist eine exakte Lokalisierung der Signale, wie z. B. der erhaltenen Echos, möglich. D. h., bei der Bilderstellung werden in bestimmten Entfernungszonen vom Ultraschallkopf nur die von einem bestimmten vorgegebenen Ultraschallwandler dieses Ultraschallkopfes stammenden Signale ausgewertet. Bei der Reflexions-Tomographie wird der Ultraschallwandler im Sendeintervall selbst als Detektor verwendet. Bei der Transmissions-Tomographie sind die im Detektorarray angeordneten Detektoren in Betrieb. Bei kurzen Ultraschallpulsen lassen sich die Signale sowohl des Detektorarrays als auch der Ultraschallwandler in den Pulspausen verwerten, so daß gleichzeitig Ultraschalltransmissions- und Ultraschallreflexions-Tomographie betrieben werden kann.

Bei der Untersuchung kleinerer Objekte, etwa kleinerer Mammas, wird bei diesem Ultraschall-Tomographiegerät 1 die Führung bzw. Zentrierung des Untersuchungsobjektes durch Einsetzen eines kleineren Einsatzringes 8 in die zentrale Öffnung 6 verbessert. Beim Einhängen beider Spannbänder 9, 10 des Einsatzringes 8 wird der den einen Haken 11 tragende Hebel 13 mit seinem einen Ende gegen den dort angeordneten Mikroschalter 14 gedrückt. Über diesen Mikroschalter wird bei eingeschaltetem Ultraschall-Tomographiegerät ein im Gehäuse 18 des Antriebs eingebauter Druckerzeuger eingeschaltet. Über diesen wird Hydraulikflüssigkeit über die Hydraulikleitung 54 dem Hydraulikzylinder 51 zugeführt. Dieser zieht dabei den Kippbügel 40 mit den daran befestigten beiden Dosen 43, 44 und den Kippbügel 41 mit dem Detektorarray 50 in die in der Figur 1 ausgezogen dargestellte Arbeitsstellung. Zugleich wird in hier nicht weiter dargestellter Weise der Ultraschallkopf 24 des U-förmigen Trägers 21 und dessen Detektorarray 33 abgeschal-

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- 11 - VPA 82 P 3791 DE

tet. Nunmehr übernehmen der am Kippbügelpaar befestigte Ultraschallkopf 43 und das zugehörige Detektorarray 50 die Funktion der unmittelbar am U-förmigen Träger befestigten Detektoranordnung.
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Auch hier wird die Dose mit den Ultraschallwandlern 45, 46, 47, 48 durch den in der darunter angeordneten Dose 44 befindlichen Motor gedreht. Währenddessen dreht sich der gesamte U-förmige Träger 21 langsam um die senkrechte Achse 17. Außerdem werden die am Kippbügel befestigten, annähernd viertelkreisförmig gebogenen Detektorarray 50 ankommenden Signale entsprechend der für die einzelnen Ultraschallwandler zugelassenen Abstandsbereiche ausgewertet. Im Unterschied zu dem unmittelbar am U-förmigen Träger befestigten Ultraschall-Sende- und -Empfangssystem ist jedoch das Detektorarray 50 und sind die vier Ultraschallwandler 45, 46, 47, 48 des Ultraschallkopfes 43 näher zur senkrechten Achse 17, d.h. näher zum Untersuchungsobjekt, angeordnet als die unmittelbar am U-förmigen Träger gehalterten Ultraschallwandler 26, 27, 28, 29 und das Detektorarray 33. Dementsprechend müssen wegen des geringen Abstandes der Ultraschallwandler 45, 46, 47, 48 vom Untersuchungsobjekt erstere ihren scharf gebündelten Bereich näher zur Abstrahlebene und somit auch einen kleineren Durchmesser haben. Das hat zur Folge, daß auch die Ebene, in der sie angeordnet sind, näher zur zentralen Öffnung hin verschoben sein kann als bei dem Ultraschallkopf 24 mit den größeren Ultraschallwandlern 26, 27, 28, 29. Dies ermöglicht es, brustwandnähere Coronar-Schnitte zu erstellen.

Wird beim Wechsel der Patientin der Einsatzring 8 in der zentralen Öffnung entfernt, so wird dabei automatisch auch der Mikroschalter 14, der den Hebel 13 mit dem Haken 11 für das Spannband 9 überwacht, mitbetätigt.

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Dies hat zur Folge, daß die im Gehäuse 18 des Antriebes befindliche Druckmittelpumpe den Hydraulikzylinder 51 umsteuert. Dadurch drückt die Kolbenstange 52 die beiden Kippbügel 40, 41 und mit ihnen das zweite Ultraschall-Sende- und -Empfangssystem entgegen dem Uhrzeigersinn in die in der Darstellung der Figur 1 gestrichelte Position. Dadurch wird vermieden, daß grössere Untersuchungsobjekte mit dem Ultraschallkopf 43 und dem Detektorarray 50 kollidieren können.

Die Figuren 4 und 5 zeigen eine Abwandlung des Ultraschall-Tomographiegerätes der Figuren 1 und 2. Die Patientenlagerungsplatte 59, der Flüssigkeitstank 60 mit der Abdeckhaube 61 und der zentralen Öffnung 62 sowie die Hohlwelle 63 mit der darin axial verschiebbaren Welle 64, auf der der U-förmige Träger 65 befestigt ist, sind hier in gleicher Weise ausgeführt wie beim Ausführungsbeispiel der Figuren 1 und 2. Auch die beiden, an den beiden Schenkeln 66, 67 des U-förmigen Trägers 65 befestigten Ultraschall-Sende- und Empfangssysteme unterscheiden sich in ihrem Aufbau nicht von jenen der Figuren 1 und 2. Abweichend ist jedoch, daß die in der Hohlwelle 63 axial verschiebbare Welle 64 ebenfalls als Hohlwelle ausgeführt ist. Sie trägt eine in ihrem Inneren unabhängig drehbare dritte Welle Letztere ist durch den U-förmigen Träger 65 hindurchgeführt. Sie ist von einem im Antriebsgehäuse 69 eingebauten Stellmotor (nicht dargestellt) relativ zu der axial verschiebbaren Welle 64 drehbar. An der Durchtrittsstelle durch den U-förmigen Träger 65 ist diese dritte Welle 68 über eine Dichtung 70 abgedichtet. Sie trägt an ihrem durch den U-förmigen Träger hindurchgeführten Ende eine Kurbel 71. Außerdem trägt abweichend vom Ausführungsbeispiel der Figuren 1 und 2 der U-förmige Träger 65 an seiner Basis eine Verbreiterung 72,

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in der ein Schwenkhebel 73 an einer senkrechten Achse 74 drehbar gelagert ist. Dieser Schwenkhebel trägt an seinem freien Ende ein Langloch 75. In dieses Langloch greift ein Zapfen 76 der Kurbel 71 ein.

i. Am Schwenkhebel 73, etwas exzentrisch zur Achse, um die

f. er am U-förmigen Träger drehbar ist, sind zwei wasser-

Jf dichte Dosen 77, 78 befestigt. Die in der Darstellung

•if der Figur 4 obere Dose ist ein Ultraschallkopf 77 und

jf 10 trägt an seinem Umfang vier Ultraschallwandler 79, 80, Ii 81, 82 kleineren Durchmessers. Die untere Dose enthält

j/ einen motorischen Antrieb (der Übersichtlichkeit halber

% nicht dargestellt) für die Drehung des Ultraschallkop-

f fes 77 um dessen Symmetrieachse 83. An eiern anderen Ende

15 des Schwenkhebels 73 ist ein senkrechter Tragarm 84 befestigt. Er trägt ein in einem Viertelkreis um die Symmetrieachse 83 des Ultraschallkopfes 77 gebogenes De-

tektorarray 85. Wie die Darfstellung der Figur 5 veranschaulicht, sind dieser zusätzliche Ultraschallkopf 77 und das zugehörige Detektorarray 85 in einem geringeren Abstand von der vertikalen Achse 86 des U-förmigen Trägers 65 gehaltert als der unmittelbar am letzteren gehalterte Ultraschallkopf 87 nebst zugehörigem Detektorarray 88. Wie die Darstellung der Figur 4 zeigt, ragt dieser mit dem Schwenkhebel 73 verschiebbare Ultraschallkopf 77 genauso hoch auf, wie der am hinteren Schenkel 66 des U-förmigen Trägers 65 gehalterte Ultraschallkopf 87. Wegen des kleineren Durchmessers der verwendeten Ultraschallwandler 79, 80, 81, 82 ist je.-doch deren Symmetrieachse trotzdem näher zur zentralen Öffnung 62 in der Abdeckhaube 61 hin verschoben.

Das Ultraschall-Tomographiegerät 88 funktioniert prinzipiell genauso wie anhand dea Ausführungsbeispieles der Figuren 1 und 2 beschrieben wurde. Wird jedoch der Ein-

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satzring 90 bei diesem Ultraschall-Tomographiegerät aus der zentralen Öffnung 62 in der Abdeckhaube 61 herausgenommen, so wird dabei der den Hebel 91 überwachende Mikroschalter 92 betätigt. Dieser schaltet den Stellmotor im Antriebsgehäuse 69 ein. Letzterer dreht die dritte Welle 68 mit der Kurbel 71 entgegen dem Uhrzeigersinn um ca. 270°. Der im Langloch 75 des Schwenkhebels 73 geführte Zapfen 76 der Kurbel 71 schwenkt den Schwenkhebel 73 und mit ihm das Detektorarray 85 in der Darstellung der Figur 5 entgegen dem Uhrzeigersinn in die gestrichelt angedeutete Position. Auch der am Schwenkhebel 73 gehalterte Ultraschallkopf 77 wird nebst der Dose 78 in die in der Figur 5 gestrichelte Position geschwenkt. Zugleich wird in hier nicht weiter dargestellter Weise von dem zurückschwenkbaren Ultraschall-Sende- und -Empfangssystem zu dem unmittelbar am U-förmigen Träger 65 gehalterten Ultraschall-Sende- und -Empfangssystem 87, 88 umgeschaltet.

Durch diese zusätzliche Anordnung wird es nicht nur möglich, den Abstand der Ultraschallwandler und der zugehörigen Detektorarrays an den Durchmesser des in die zentrale Öffnung der Abdeckhaube eingeführten Untersuchungsobjektes anzupassen, sondern dabei auch Ultraschallwandler kleineren Durchmessers zu verwenden, die es erlauben, in einer näher zur zentralen Öffnung gelegenen Ebene, d.h. brustwandnäher,Coronar-Schnitte zu erstellen.

Es wäre auch möglich, statt des Hydraulikzylinders 51 im Ausführungsbeispiel der Figuren 1 und 2 einen Druckluftzylinder zu verwenden. Dabei ist es möglich, jeweils doppeltwirkende Zylinder in Verbindung mit Druckmittelleitungen, die zwei Schläuche enthalten, zu verwenden oder federbelastete, einfach wirkende Zylinder

- 15 - VPA 82 P 3791 DE mit einer einfachen Druckmittelleitung.

15 Patentansprüche

5 Figuren
5

Claims (15)

1. - 16 - VrA 82 P 3791 DE

   Patentansprüche

   (1./ Ultraschall-Tomographiegerät mit einem Ultraschall-Sende- und -Empfangssystem zur zeilenweisen Abtastung eines Untersuchungsobjektes aus unterschiedlichen Winkelrichtungen, einem Flüssigkeitstank für die Immersion des zu untersuchenden Objektes, einer Abdeckhaube für den Flüssigkeitstank mit einer zentralen runden Öffnung für die Führung des Untersuchungsobjektes und einem im Flüssigkeitstank um eine zur zentralen runden Öffnung in der Abdeckhaube ausgerichtete, im wesentlichen senkrechte Achse drehbaren Träger für ein Ultraschall-Sende- und -Empfangssystem, dadurch gekennzeichnet , daß mehrere Ultraschallwandler (26 bis 29, 45 bis 48, 79 bis 88) unterschiedlichen Durchmessers am Umfang eines im wesentlichen zylindrischen, um seine Symmetrieachse (31, 49, 83) drehbaren und zugleich auf einem Kreisbogen um die Mittelsenkrechte auf die zentrale Öffnung (6, 62) in der Abdeckhaube (2, 61) herumfuhrbaren Ultraschallkopfes (24, 43, 77, 87) angeordnet sind.
2. 2. Ultraschall-Tomographiegerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die am Umfang eines Ultraschallkopfes (24, 43, 77, 87) angeordneten Ultraschallwandler (26 bis 29, 45 bis 48, 79 bis 88) unmittelbar unter der dem Patienten (5) zugewandten Stirnseite des Ultraschallkopfes (24, 43, 77, 87) in ein und derselben senkrecht zu dessen Symmetrieachse (31, 49, 83) ausgerichtpten Ebene angeordnet sind.
3. 3· Ultraschall-Tomographiegerät nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gezeichnet, daß neben dem erstgenannten Ultraschallkopf (24, 87) ein zweiter Ultraschallkopf (43, 77) mit Ultraschallwandlern (45 bis

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   - 17 - VPA 82 P 3791 DE

   48, 79 bis 82) kleineren Durchmessers angeordnet ist, wobei die patientenseitigen Stirnseiten der beiden Ultraschallköpfe in der gleichen Ebene angeordnet sind.
4. 4. Ultraschall-Tomographiegerät nach Anspruch 3, d a - I durch gekennzeichnet, daß die Ultraschallwandler (45 bis 48, 79 bis 82) des zweiten Ultraschallkopfes (43, 77) in einer möglichst nahe zu dessen Stirnseite gelegenen, senkrecht zu dessen Symmetrieachse (49, 83) ausgerichteten Ebene angeordnet sind.
5. 5. Ultraschall-Tomographiegerät nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der zweite Ultraschallkopf (43, 77) näher zur Mittelsenkrechten (17, 86) auf die Öffnung (6, 62) in der Abdeckhaube (2, 61) hin angeordnet ist.
6. 6. Ultraschall-Tomographiegerät nach Anspruch 5, d a durch gekennzeichnet, daß der zweite Ultraschallkopf (43, 77) bei Nichtgebrauch in einem größeren Abstand von der zentralen Öffnung (6, 62) in der Abdeckhaube (2, 61) verbringbar ist.
7. 7. Ultraschall-Tomographiegerät nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der zweite Ultraschallkopf (77) über einen Motor schwenkbar ist.
8. 8. Ultraschall-Tomographiegerät nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der I zweite Ultraschallkopf (43) über einen Druckzylinder (51) wegklappbar ist.
9. 9. Ultraschall-Tomographiegerät nach Anspruch 6, da-

   - 18 - VPA 82 P 3791 DE

   durch gekennzeichnet, daß bei der Verwendung eines nach dem Transmissions-Prinzip arbeitenden Sende- und Empfangssystems das Detektorarray (50, 85) synchron mit dem zugehörigen Ultraschallkopf (43, 77") in einem größeren Abstand von der zentralen Öffnung (6, 62) in der Abdeckhaube (2, 61) verbringbar ist.
10. 10. Ultraschall-Tomographiegerät nach Anspruch 1, d a durch gekennzeichnet, daß das Ultraschall-Sende- und -Empfangssystem in vertikaler Richtung verschiebbar ist.
11. 11. Ultraschall-Tomographiegerät nach Anspruch 1, d a durch gekennzeichnet, daß die einzelnen Ultraschallwandler (26 bis 29. 37, 45 bis 48, 79 bis 88) nur in jenem Drehwinkelbereich des Ultraschallkopfes (24, 36, 43, 77, 87) um seine Symmetrieachse (31, 35, 49, 83), in dem der jeweilige Ultraschallwandler zum Untersuchungsobjekt (8) ausgerichtet ist, einschaltbar sind.
12. 12. Ultraschall-Tomographiegerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der freie Durchmesser der zentralen Öffnung (6, 62) der Abdeckhaube (2, 61) durch Einsatz eines oder mehrerer Ringe(s) (8, 90) verkleinerbar ist.
13. 13. Ultraschall-Tomographiegerät nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß der Einsatz jedes die zentrale öffnung (6, 62) in der Abdeckhaube (2, 61) verkleinernden Einsatzringes (8, 90) über einen Fühler (14, 92) überwacht wird.
14. 14. Ultraschall-Tomographiegerät nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß

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    der Fühler (14, 92) bei abgenommenen Einsatzring (8, 90) das Ultraschall-Sende- und -Empfangssystem mit dem kleineren Abstand von der vertikalen auf die zentrale Öffnung (6, 62) in der Abdeckhaube (2, 61) ausgerichtete Achse (17, 86) über Stellmittel (51, 52, 53, 54, 68, 71, 73, 75, 76) in einem größeren Abstand von der zentralen Öffnung (6, 62) verbringt.
15. 15. Ultraschall-Tomographiegerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Ultraschallwandler (26 bis 29, 45 bis 48, 79 bis 88) pulsartig betrieben werden und im Pulsintervall die Signale sowohl des jeweiligen Ultraschallwandlers selbst (= Reflexions-Tomographie) als auch der Ultraschalldetektoren des jeweiligen Detektorarrays (33, 50, 85) (= Transmissions-Tomographie) ausgewertet werden.