DE3503285C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Ultraschall-Abbildungsge­ rät nach dem Oberbegriff des Patentanspruches 1.

Bei einem Ultraschall-Abbildungsgerät wird ein Wand­ ler mit einer Vielzahl von Wandlerelementen, z. B. 32, 48, 64 und 128 Elementen, die in einer Reihe bzw. einem Feld angeordnet sind, durch Ansteuerimpulse erregt, um Ultraschallimpulse in das Innere eines (lebenden) Körpers auszusenden und dabei die vom Kör­ per reflektierten Ultraschallechos zur Erzeugung von Echosignalen zu empfangen. Die Echosignale enthalten medizinische Informationen, etwa für Blutströmungsbe­ dingungen beim untersuchten Körper.

Bei einem bisherigen Ultraschall-Abbildungsgerät wer­ den allgemein drei typische Ansteuerimpulse ange­ wandt. Als erster Ansteuerimpuls wird ein Einzel­ impuls in jeder Impulsfrequenzperiode wiederholt den Wandlerelementen aufgeprägt. Wenn die Ultraschall­ echos zu den Blutzellen im Blutstrom zurückgeworfen werden, nehmen die Amplituden der reflektierten Echo­ signale allmählich ab. Als Ergebnis verringert sich der sog. Rauschabstand.

Zur Vermeidung dieses Nachteils werden Stoßansteuer­ impulse angewandt. Beispielsweise werden Stoß­ ansteuerimpulse mit drei Wellenzahlen während jeder Impulsfrequenzperiode erzeugt. Dieses zweite Erregungsverfahren ist in verschiedener Hinsicht vorteilhaft. Zum einen kann nämlich im Vergleich zum erstgenannten Erregungsverfahren der Rausch­ abstand durch Begrenzung des Frequenzbereichs verbessert werden. Außerdem können dabei auch andere medizinische Informationen, z. B. für die Strömungs­ richtungen der Blutströme, gewonnen werden. Es er­ geben sich dabei jedoch andere Probleme. Da die Leistung der Stoßansteuerimpulse größer ist als die­ jenige eines einzigen Ansteuerimpulses, steigt die mittlere Leistung der angelegten Ultra­ schallimpulse und damit auch der Leistungsverlust in den Wandlerelementen an. Schließlich wird die Wärmeabstrahlung des Wandlers groß, was zu Sicher­ heitsproblemen für einen menschlichen Körper infolge der hohen Temperatur des Wandlers führt.

Wenn beim beschriebenen Ultraschall-Abbildungsgerät das Impuls-Dopplerverfahren angewandt wird, um die Blutstromgeschwindigkeit zu messen, unterliegt die maximale Blutstromgeschwindigkeit einer Begrenzung durch die Nennfrequenz. Die Nennfrequenz muß daher so hoch eingestellt sein, daß eine solche höhere Blutstromgeschwindigkeit gemessen werden kann. Wie erwähnt, ist jedoch die mittlere Leistung der angelegten Ultraschallimpulse um so größer, je höher die Nennfrequenz ist, und die Temperatur des Wandlers steigt aufgrund des Leistungsverlusts in ihm eben­ falls entsprechend an.

Bei einem anderen Verfahren zur Messung einer sol­ chen höheren Blutstromgeschwindigkeit werden unge­ dämpfte Wellen- oder Dauerstrich-Ansteuerimpulse an­ gewandt, deren Dauer länger ist als die von Einzel­ ansteuerimpulsen. Hierbei sind aber wiederum die mitt­ lere Leistung der ausgesandten Ultraschallimpulse und die Temperatur des Wandlers höher als beim erst­ genannten Ansteuerimpuls.

Ein weiterer Nachteil des bisherigen Ultraschall-Ab­ bildungsgeräts ergibt sich aus den Abtastbetriebs­ arten oder -moden. Im Sektor- und Linearabtastmodus sind die Lei­ stungsverluste der Wandler voneinander verschieden, weil die Spannungen der vom Impulsgeber erhaltenen (Erregungs-)Ansteuerimpulse konstant sind. Genauer gesagt: Im Linearabtastmodus werden verschiedene Elemente des Wandlers durch die Ansteuer­ impulse gleichzeitig erregt, während sich die rest­ lichen Wandlerelemente im Wartezustand, d. h. ohne Leistungsverlust, befinden. Dagegen sind im Segment- oder Sektorabtastmodus alle Wandlerelemente gleich­ zeitig erregt, so daß bei Anlegung der maximalen Im­ pulsspannung im Linearabtastmodus an den Sektor-Wand­ ler dessen Temperatur zwangsläufig seine zulässige Temperatur übersteigt.

Mit anderen Worten: Wenn der Leistungsverlust oder der Temperaturanstieg beider Wandler konstantgehal­ ten wird, verschlechtert sich der Rauschabstand des die niedrigere Temperatur besitzenden Wandlers (d. h. des Linear-Wandlers). Diese widersprüchlichen Be­ dingungen können beim bisherigen Ultraschall-Abbil­ dungsgerät nicht ausreichend berücksichtigt werden.

Aus der DE-OS 32 34 916 ist ein Ultraschall-Abbil­ dungsgerät der eingangs genannten Art bekannt, wel­ ches eine Anordnung von mehreren Wandlerelementen umfaßt, die Ultraschallsignale in ein zu unter­ suchendes Objekt aussenden. Die ausgesandten Signale werden vom Objekt reflektiert und vom Ultraschall- Abbildungsgerät wieder erfaßt. Die ausgesandten Signale haben eine erste vorbestimmte Mittenfrequenz, während die vom Ultraschall-Abbildungsgerät er­ faßten reflektierten Signale eine zweite Mitten­ frequenz aufweisen, welche infolge der Signaldämpfung durch das Objekt kleiner als die erste Mitten­ frequenz ist. Mittels einer speziellen Elektronik wird eine Anzahl von Wandlerelementen zum Senden und/oder Empfangen der Ultraschallsignale auf der Grundlage der zweiten Mittenfrequenz ausgewählt. Durch Einstellung der Anzahl der Wandlerelemente zum Senden und/oder zum Empfangen nach Maßgabe von durch die Signaldämpfung erfolgten Frequenzänderungen wird eine verbesserte Bildauflösung erreicht. Damit wird ein Ultraschall-Abbildungsgerät geschaffen, bei dem die Betriebsparameter bei niedrigen Frequenzen, die aus der Dämpfung der vom Abbildungsgerät er­ faßten Ultraschallsignale durch das untersuchte Objekt resultieren, geändert sind.

Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Ultra­ schall-Abbildungsgerät zu schaffen, das eine wirksame und wirtschaftliche Ansteuerung der Wandlerelemente erlaubt und bei dem eine Überhitzung dieser Wandler­ elemente sicher vermieden wird.

Diese Aufgabe wird bei einem Ultraschall-Abbildungs­ gerät nach dem Oberbegriff des Patentanspruches 1 erfindungsgemäß durch die in dessen kennzeichnendem Teil enthaltenen Merkmale gelöst.

Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den Patentansprüchen 2 bis 13.

Im folgenden ist eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigt

Fig. 1 ein Blockschaltbild eines Ultraschall-Ab­ bildungsgeräts gemäß der Erfindung,

Fig. 2A bis 2E Wellenformdiagramme der jeweiligen Impulse beim Ultraschall-Abbildungsgerät gemäß Fig. 1,

Fig. 3 ein Schaltbild einer grundsätzlichen Schal­ tung eines beim Gerät nach Fig. 1 verwende­ ten Impulsgebers,

Fig. 4 ein Schaltbild einer praktischen Ausgestal­ tung einer Impulsgeberschaltung beim Gerät nach Fig. 1,

Fig. 5 ein Schaltbild einer grundsätzlichen Schal­ tung einer beim Gerät nach Fig. 1 verwende­ ten Spannungs-Steuereinheit und

Fig. 6 ein Schaltbild einer praktischen Ausgestal­ tung der beim Gerät nach Fig. 1 verwende­ ten Spannungs-Steuereinheit.

Im folgenden ist zunächst auf Fig. 1 Bezug genommen, die in Blockschaltbildform ein Ultraschall-Abbildungs­ gerät 100 gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung zeigt.

Da die Erfindung in einer Sendereinheit des Ultra­ schall-Abbildungsgerät 100 realisiert ist, ist eine Empfängereinheit des Geräts in Fig. 1 nur als Block dargestellt.

Das Ultraschall-Abbildungsgerät 100 gemäß Fig. 1 be­ steht im wesentlichen aus einer Sendereinheit 20, einem Wandler 40, einer Empfängereinheit 60 und einer Anzeigeeinheit 80. Dieses Gerät 100 arbeitet grund­ sätzlich wie folgt: Für den speziell verwendeten Wandler 40 zweckmäßige Ansteuer- oder Treiberimpulse werden in der Sendereinheit 20 erzeugt und dann dem Wandler 40 eingespeist. Letzterer erzeugt Ultraschall­ impulse 50 und sendet diese in Richtung auf ein Unter­ suchungs-Objekt 55, z. B. einen zu untersuchenden menschlichen Körper, aus. Die Ultraschallimpulse dringen in das Innere des Objekts 55 ein und werden von dessen verschiedenen Innenabschnitten reflektiert.

Die reflektierten bzw. zurückgeworfenen Ultraschall­ echos werden vom selben Wandler 40 empfangen und in Echosignale umgesetzt. Im Dauerstrich-Abtastmodus (CW) ist zusätzlich ein unabhängiger Empfängerwandler erforderlich. Die Echosignale wer­ den von der Empfängereinheit 60 empfangen und durch diese zur Lieferung von tomographischen Bildsignalen verarbeitet, die dann der Anzeigeeinheit 80 einge­ speist werden, so daß an dieser tomographische Bil­ der bzw. Tomogramme des abgetasteten Objekts 55 be­ trachtet werden können.

Zur Vereinfachung der Darstellung sind die zahl­ reichen Wandlerelemente 45 des Wandlers 40 nicht im einzelnen veranschaulicht, vielmehr ist nur ein einziges Wandlerelement 45 eingezeichnet.

In der inneren Schaltung der Sendereinheit 20 werden Nennimpulse durch einen entsprechenden Impulsgenerator 21 unter der Steuerung eines Anlagenreglers 22 in der Weise erzeugt, daß durch letzteren die Frequenz dieser Impulse bestimmt wird (vgl. Fig. 2A). Die genannten Impuls werden einem Triggersignalgenerator 23 zugeführt, der darauf­ hin Triggerimpulse gemäß Fig. 2B erzeugt. Dieser Triggersignalgenerator 23 wird durch den Anlagen­ regler 22 ebenfalls so angesteuert, daß die Trigger­ impulse - wie noch näher erläutert werden wird - einem Impulsgeber 24 in einer vorbestimmten Zeit bzw. einem vorbestimmten Takt zugeführt werden. Eine Erregungs- oder Ansteuer-Hochspannung HV wird von einer Spannungsquelle 25 über eine Spannungs- Steuereinheit 26 dem Impulsgeber 24 zugeführt. Bei Eingang der Triggerimpulse wird die Ansteuer-Hochspannung HV durch den Impulsgeber 24 einem gegebenen Wandler­ element 45 aufgeprägt. Die Art bzw. der Verlauf die­ ser Ansteuer-HochspannungHV wird durch den Anlagen­ regler 22 aus Einzelansteuerimpulsen (Fig. 2C), Stoß­ ansteuerimpulsen (Fig. 2C) und Dauerstrich-Ansteuerimpulsen (Fig. 2E) gewählt.

Bei Anlegung der Ansteuer-Hochspannung HV an ein ge­ gebenes Wandlerelement 45 werden in diesem Ultra­ schallimpulse 50 erzeugt und zum Objekt 55 hin ausge­ sandt. Von Grenzflächen und Unregelmäßigkeiten des Objekts 55 reflektierte Ultraschallechos werden vom selben Wandler 40 empfangen. Die umgewandelten Ultra­ schallechosignale werden vom Wandler 40 zur Empfänger­ einheit 60 geliefert, in welcher eine zweckmäßige Signalverarbeitung zur Erzeugung der tomographischen Bildsignale erfolgt. Daraufhin können Tomogrammbilder des abgetasteten Objekts 55 an der Anzeigeeinheit 80 wiedergegeben werden.

Im folgenden ist die Arbeitsweise des Impulsgebers 24, dessen grundsätzlicher Schaltungsaufbau in Fig. 3 dargestellt ist, erläutert.

Obgleich die Polarität des Triggerimpulses zu der­ jenigen nach Fig. 2B entgegengesetzt ist, besteht diesbezüglich auf für den Fachmann offensichtliche Weise kein technischer Unterschied. Der Impulsgeber 24 umfaßt ein Schalterelement, z. B. einen Leistungs- MOSFET SW 1, einen Ladekondensator C 1 und Widerstände R 1, R 2. Eine Source-Drain-(Strom-)Strecke des Lei­ stungs-MOSFETs SW 1 ist über den Widerstand R 1 an die Steuereinheit 26 sowie an Masse angeschlossen. Eine Verzweigung zwischen der Drain-Elektrode des Lei­ stungs-MOSFETs SW 1 und dem Widerstand R 1 ist über den Ladekondensator C 1 an das Wandlerelement 45 ange­ schlossen. Der andere Widerstand R 2 ist zum Wandler­ element 45 parallelgeschaltet.

Wenn an der Gate-Elektrode kein Triggerimpuls anliegt, sperrt der Leistungs-MOSFET SW 1, so daß der Konden­ sator C 1 durch die Ansteuer-Hochspannung HV mit den in Fig. 3 dargestellten Polaritäten aufgeladen wird. Die Triggerimpulse werden vom Triggersignalgenerator 23 unter der Steuerung des Anlagenreglers 22 derart angelegt, daß die Sollbedingungen, wie Wellenzahlen, Nenn- oder Sollfrequenz und Erregungsspannung durch den Anlagen­ regler 22 vorgegeben werden.

Bei Eingang der Triggerimpulse vom Triggerimpuls­ generator 23 schaltet der Leistungs-MOSFET SW 1 durch, so daß die Ansteuer-Hochspannung HV am Ladekonden­ sator C 1 über die Source-Drainstrecke des MOSFETs SW 1 an das Wandlerelement 45 angelegt wird. Der Schalttakt und die Wellenform des Ansteuerimpulses HV sind in Fig. 3 veranschaulicht. Ersichtlicherweise ist die Amplitude A des Ansteuerimpulses der von der Spannungsquelle 25 abgegebenen Hochspannung HV gleich. Wenn mithin die Ausgangsspannung der Spannungsquelle 25 geändert wird, kann die Amplitude A des Ansteuer­ impulses geändert werden.

Fig. 4 zeigt eine praktische Schaltungsausgestaltung des Impulsgebers 24. Dabei sind P-Kanal- und N-Kanal- Leistungs-MOSFETs SW 2 bzw. SW 3 in Reihe zwischen die Steuereinheit 26 und Masse geschaltet. Da die Impe­ danz des Wandlerelements 55 etwa 100 Ω und die An­ steuerspannung etwa 200 V betragen, ist eine geeignete Schaltungsauslegung bezüglich der Strombelastbarkeit (I _D ) und der Aushaltespannung (V _DSS ) der Leistungs- MOSFETs SW 2 und SW 3 erforderlich. Das Wandlerelement 55 ist zwischen Masse und eine Verzweigung von in Reihe geschalteten Dioden D 1 und D 2 geschaltet.

Wenn der Triggerimpuls über einen Kondensator von 0,01 µF an die Gate-Elektroden des MOSFETs SW 3 sowie des MOSFETs SW 2 angelegt wird, schaltet der MOSFET SW 2 durch, während gleichzeitig der zum Wandlerele­ ment 55 parallelgeschaltete MOSFET SW 3 spert. In­ folgedessen wird die Ansteuer-Hochspannung HV über die Source-Drainstromstrecke des durchgeschalteten MOSFETs SW 2 und die Diode D 1 dem Wandlerelement 55 aufgeprägt. Es ist zu beachten, daß die Polarität dieser Hochspannung HV derjenigen gemäß Fig. 3 ent­ gegengesetzt ist. Diesbezüglich besteht allerdings kein technisches Problem bei der Impulsgeberschaltung 24 nach Fig. 4.

Fig. 5 veranschaulicht schematisch einen grundsätz­ lichen Schaltungsaufbau der Spannungs-Steuereinheit 26. Die Schaltung besteht grundsätzlich aus einer Eingangs­ klemme (SW 4 ), einem Halbleiter-Spannungsregelelement (26 TR) und einem variablen oder Regelwiderstandsnetz bzw. einer -kette.

Die Eingangsklemme ist mit der Spannungsquelle 25 verbunden, die z. B. eine Hochspannungsquelle 25 H, eine Mittelspannungsquelle 25 M und eine Niederspan­ nungsquelle 25 L umfaßt, die bei der dargestellten Ausführungsform jeweils beispielsweise 200 V, 50 V bzw. 15 V zur Steuereinheit 26 zu liefern vermögen.

Diese drei verschiedenen Spannungen von 200 V, 50 V und 15 V werden durch den Wählschalter SW 4 unter der Steuerung des Anlagenreglers 22 exklusiv gewählt. Die Spannungswahl erfolgt nach folgendem Kriterium: Wenn durch den Anlagenregler 22 der Stoßansteuermodus gewählt ist, wird die Stoßwellen­ zahl nach Maßgabe des diagnostischen Zwecks und der Eigenschaften des vorhandenen Wandlers mit z. B. N = 3 bestimmt. Der Wählschalter SW 4 wird somit durch das vom Anlagenregler 22 erzeugte Steuersignal in Abhängigkeit von obiger Bestimmung betätigt. Für den Stoßansteuermodus wird z. B. die Mittelspannungsquelle 25 M gewählt, um an ein Spannungsregelelement oder einen Spannungseinsteller 26 VA die Spannung von 50 V anzulegen. Wenn der Einzel­ ansteuerimpulsmodus gewählt ist, wird die hohe Spannung von 200 V geliefert; bei Wahl des Dauerstrich-Ansteuerimpuls­ modus wird die niedrige Spannung von 15 V geliefert.

Das Halbleiter-Spannungsregelelement 26 VA besteht aus ei­ nem Feldeffekttransistor bzw. FET 26 TR. Die Aufgabe die­ ses Elements 26 VA besteht darin, die vom Wählschalter SW 4 gelieferte Ansteuerimpulsspannung unter Ausnutzung von Im­ pedanzänderungen der Source-Drainstrecke des FETs 26 TR einzustellen und damit letztlich die gewünschte Ansteuer­ impulsspannung zu liefern.

Im folgenden ist die grundsätzliche Arbeitsweise des Spannungsregelelements 26 VA im einzelnen erläutert.

Wie erwähnt, wird entsprechend dem gewählten Ansteuer- oder Treibermodus und den Wandler-Eigenschaften das Steu­ ersignal vom Anlagenregler 22 den Wählschaltern SW 4 und SW 5 zugeführt. Im Einzelimpulsansteuermodus schaltet z. B. der Wählschalter SW 4 auf die Hochspannungsquelle 26 H um, um die hohe Spannung von 200 V abzunehmen. In Abhängigkeit von dieser Spannungswahl wird ein anderer Wählschalter SW 5 gewählt oder angesteuert, um einen Widerstand R 3 und einen Widerstand R 4 zwi­ schen der Source-Elektrode des FETs 26 TR und Masse in Reihe zu schalten. Der Widerstand R 3 ist dabei zur Source-Gate-Strecke des FETs 26 TR parallelge­ schaltet. Infolgedessen fließt ein vorgegebener, durch die Eingangsspannung, d. h. 200 V, definierter Strom über die Reihenschaltung aus den Widerständen R 3 und R 4 sowie dem Wählschalter SW 5 nach Masse. Auf diese Weise kann die Gate-Spannung für den FET 26 TR bestimmt werden, wodurch die Innen- oder Eigenimpe­ danz der Source-Drainstromstecke des FETs 26 TR auf eine gewünschte Größe eingestellt werden kann. Als Ergebnis kann die Ausgangsspannung, d. h. die Drain-Spannung des FETs 26 TR eingestellt werden, um die gewünschte Ansteuerimpulsspannung zu erhalten. Mit anderen Worten: Die Ausgangsspannung der Span­ nungsquelle 25 wird im Spannungsregelelement (-ein­ steller) 26 VA eingestellt, und die gewünschte oder Soll-Ansteuerimpulsspannung erscheint am Ausgang der Spannungs-Steuereinheit 26.

Fig. 6 veranschaulicht eine praktische Schaltungsaus­ gestaltung der Spannungs-Steuereinheit 26.

Bei der Schaltung nach Fig. 6 wird die Spannungswahl der von der Spannungsquelle 25 gelieferten Ansteuer­ impulsspannung durch Verwendung von in Reihe geschal­ teten Relaiskontakten RL 1 und RL 2 realisiert. Dies bedeutet, daß diese Relaiskontakte RL 1 und RL 2 die­ selbe Funktion besitzen wie der Wählschalter SW 4 gemäß Fig. 5. Ein bipolarer Transistor 26 VI ist zwischen die Gate-Elektrode des FETs 26 TR und das Widerstandsnetz sowie den Analogschalter SW 5 ge­ schaltet. Die Funktion oder Aufgabe des bipolaren Transistors 26 VI besteht in der Isolierung oder Trennung der höheren Spannung (200 zu 15 V) des FETs 26 TR gegenüber der niedrigen Spannung (etwa 5 V) des Analogschalters SW 5, d. h. des Spannungsisolators. Da der bipolare Transistor 26 VI zwischen den Span­ nungseinsteller 26 TR und das Widerstandsnetz einge­ schaltet ist, wird, genauer gesagt, diese höhere Spannung nicht an den mit niedriger Spannung betrie­ benen Analogschalter SW 5 angelegt. Ein an die Emit­ terseite des Transistors 26 VI angeschlossener Regel­ widerstand VR bewirkt die Parametereinstellung des bei dieser Schaltung verwendeten bipolaren Transistors 26 VI.

Da die sonstige Schaltfunktion an sich bekannt ist, kann auf eine weitere Beschreibung verzichtet werden.

Das Ultraschall-Abbildungsgerät ist nachstehend zusammenfassend beschrieben. Wenn durch den Anlagenregler 22 der Stoßansteuerimpuls­ modus gewählt ist, kann die gewünschte oder Soll- Ansteuerimpulsspannung durch Ansteuerung der Spannungs- Steuereinheit 26 unter der Steuerung des Anlagenreglers 22 in Abhängigkeit von der Wellenzahl der Stoßimpulse, d. h. N = 3, erhalten werden. Infolge­ dessen kann die mittlere Leistung der an den zu unter­ suchenden Körper bzw. das Untersuchungs-Objekt ange­ legten Ultraschallimpulse auf der maximalen Größe gehalten werden, während auch der Wärmeverlust in den Wandlerelementen auf eine Größe innerhalb eines zulässigen Bereichs unterdrückt werden kann, ohne den Rauschabstand zu verkleinern.

Wenn durch Anwendung des Impuls- Doppler-Verfahrens höhere und niedrigere Blutströ­ mungsgeschwindigkeiten gemessen werden, können die Ansteuer- oder Treiberspannungen für den Wandler 40 in der Spannungs-Steuereinheit 26 durch den Anlagenregler 22 in Abhängigkeit von den Nenn- oder Sollfrequenzen zweck­ mäßig eingestellt werden. Dies bedeutet, daß bei der höheren Blutströmungsgeschwindigkeit (höhere Soll­ frequenz) die für niedrigere Blutströmungsgeschwindig­ keit eingesetzte Ansteuerspannung auf eine vorbe­ stimmte Größe verringert werden kann, um eine Über­ hitzung des Wandlers 40 zu vermeiden.

Für niedrigere Blutströmungsgeschwindigkeiten (nied­ rigere Soll-Frequenz) kann die genannte Ansteuerspan­ nung erhöht werden, um den Wandler 40 mit seiner maximalen Leistung zu betreiben. Die vorstehend be­ schriebenen Vorteile der Erfindung können somit gleichermaßen auch bei der Messung der Blutströmungs­ geschwindigkeit gewährleistet werden.

Auch wenn der Wandler 40 in der Linear- oder der Sektor- bzw. Segment-Abtastbetriebsart oder einem anderen Abtastmodus, z. B. Konvex-Abtastbetriebsart, betrieben wird, lassen sich dieselben Vorteile wie bei den vorstehend beschriebenen Fällen realisieren, weil der Anlagenregler 22 unabhängig oder getrennt die zweckmäßigen Steuersignale für den Abtastmodus und den Ansteuermodus zu liefern vermag.

Beispielsweise können alle Schaltungselemente, wie die FETs SW 2 und SW 3 des Impulsgebers 24, in Form eines integrierten Hybridschaltkreises ausgebildet werden.

Die Leistungs-MOSFETs können durch äquivalente bi­ polare Transistoren ersetzt werden.

Wenn die Spannungs-Steuereinheit 26 die Eingangs-Ansteuerim­ pulsspannungen dynamisch innerhalb eines weiten Bereichs zu ändern vermag, braucht nur eine einzige Spannungsquelle angewandt zu werden. Da verschiedene Spannungsregelverfahren an sich bekannt sind, kann der Fachmann bei der Spannungs-Steuereinheit beliebig auf diese Verfahren zurückgreifen.

Claims (13)

1. Ultraschall-Abbildungsgerät, mit:
einem Wandler (40) mit einer Vielzahl von in einer Reihe bzw. einem Feld angeordneten Wandlerelementen (45) zum Aussenden von Ultraschallimpulsen in Rich­ tung auf ein Untersuchungs-Objekt (55) bei Eingang von Ansteuerimpulsen und zum Empfangen der vom Objekt (55) reflektierten Ultraschallechos zwecks Erzeugung von Echosignalen,
einer Sendereinheit (20),
einer an den Wandler (40) angeschlossenen Empfänger­ einheit (60) zur Verarbeitung der Echosignale zwecks Erzeugung von tomographischen Bildsignalen und
einer Anzeigeeinheit (80) zum Wiedergeben von tomo­ graphischen Bildern des mittels der Ultraschallimpulse abgetasteten Objekts (55) auf der Grundlage der tomo­ graphischen Bildsignale,
dadurch gekennzeichnet, daß die Sendereinheit einen ersten Generator (21) zur Erzeugung von Nennimpulsen, einen zweiten Generator (23) zur Erzeugung von Triggerimpulsen in Abhängig­ keit von den Nennimpulsen, eine Spannungsquelle (25) zur Lieferung der Ansteuerspannung für den Wandler (40), eine Steuereinheit (26) zum Einstellen der An­ steuerspannung zwecks Lieferung der Ansteuerimpulse in einer gewünschten Art und einen Impulsgeber (24) zur Beschickung der Wandlerelemente (45) mit den An­ steuerimpulsen der gewünschten Art bei Eingang der Triggerimpulse aufweist, so daß die Wandlerelemente (45) mit den Ansteuerimpulsen in Abhängigkeit von den Nennimpulsen mit deren jeweils maximaler Leistungs­ fähigkeit ohne Überhitzung beschickbar sind.

2. Ultraschall-Abbildungsgerät nach Anspruch 1, da­ durch gekennzeichnet, daß der Impulsgeber (24) aufweist:
eine Speichereinrichtung (C 1) zum Speichern der von der Spannungsquelle (25) über die Steuerein­ heit (26) gelieferten Ansteuerspannungen und
einen über die Speichereinrichtung (C 1 ) zu den Wandlerelementen (45) parallelgeschalteten Halb­ leiter-Schalter (SW 1), der bei Eingang der Trigger­ impulse zur Anlegung der Ansteuerimpulse an die Wandlerelemente (45) durchschaltbar ist.

3. Ultraschall-Abbildungsgerät nach Anspruch 2, da­ durch gekennzeichnet, daß die Speichereinrichtung ein Kondensator (C 1) ist und daß der Halbleiter­ schalter ein Leistungs-MOSFET (SW 1) ist.

4. Ultraschall-Abbildungsgerät nach Anspruch 1, da­ durch gekennzeichnet, daß der Impulsgeber (24) aufweist:
einen ersten Halbleiter-Schalter (SW 2), der zur Abnahme der Ansteuerspannungen der Steuereinheit (26) geschaltet ist, und
einen zum ersten Halbleiter-Schalter (SW 2) in Reihe geschalteten zweiten Halbleiter-Schalter (SW 3), dessen Stromstrecke zu den Wandlerelementen (45) parallelgeschaltet ist und der bei Eingang der Triggerimpulse sperrt, während der erste Halbleiter-Schalter (SW 2) durchgeschaltet ist, um damit die Ansteuerimpulse an die Wandlerele­ mente (45) anzulegen.

5. Ultraschall-Abbildungsgerät nach Anspruch 4, da­ durch gekennzeichnet, daß der erste Halbleiter- Schalter (SW 2) ein P-Kanal-MOSFET und der zweite Halbleiter-Schalter (SW 3) ein N-Kanal-MOSFET sind.

6. Ultraschall-Abbildungsgerät nach Anspruch 1, da­ durch gekennzeichnet, daß die Steuereinheit (26) mindestens ein Halbleiter-Spannungssteuerelement (26 TR) aufweist, dessen Stromstrecke zwischen die Spannungsquelle (25) und den Impulsgeber (24) geschaltet ist und dessen Eigenimpedanz nach Maß­ gabe des gewünschten Ansteuerimpulsmodus regel­ bar ist.

7. Ultraschall-Abbildungsgerät nach Anspruch 6, da­ durch gekennzeichnet, daß ein Regelwiderstand (SW 3; R 4; R 7) mit dem Halbleiter-Spannungssteuer­ element (26 TR) verbunden ist, um die Innenimpedanz des Halbleiter-Spannungssteuerelements (26 TR) einzustellen.

8. Ultraschall-Abbildungsgerät nach Anspruch 6, da­ durch gekennzeichnet, daß eine Spannungswählein­ richtung (SW 4) zwischen die Spannungsquelle (25) und das Halbleiter-Spannungssteuerelement (26 TR) geschaltet ist, um die gewünschte, von der Span­ nungsquelle (25) gelieferte Ansteuerspannung zu wählen.

9. Ultraschall-Abbildungsgerät nach Anspruch 6, da­ durch gekennzeichnet, daß das Halbleiter-Span­ nungssteuerelement (26 TR) ein Feldeffekttransistor ist.

10. Ultraschall-Abbildungsgerät nach Anspruch 7, da­ durch gekennzeichnet, daß der Regelwiderstand aus einem Widerstandsnetz (R 4; R 5; R 6; R 7) und einer Schalteranordnung (SW 5) gebildet ist.

11. Ultraschall-Abbildungsgerät nach Anspruch 8, da­ durch gekennzeichnet, daß die Spannungswählein­ richtung aus in Reihe geschalteten Relaiskon­ takten (RL 1; RL 2) gebildet ist.

12. Ultraschall-Abbildungsgerät nach Anspruch 7, da­ durch gekennzeichnet, daß ein Halbleiter-Span­ nungstrenner (26 VR) zwischen das Halbleiter-Span­ nungssteuerelement (26 TR) und den Regelwiderstand (SW 5; R 4; R 7) eingeschaltet ist.

13. Ultraschall-Abbildungsgerät nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß der Halbleiter-Span­ nungstrenner ein bipolarer Transistor ist.