DE3545351A1

DE3545351A1 - Method for controlling the position of the focus of an ultrasonic field and device for carrying out the method

Info

Publication number: DE3545351A1
Application number: DE19853545351
Authority: DE
Inventors: Bernd Dr Granz
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1985-12-20
Filing date: 1985-12-20
Publication date: 1987-06-25

Abstract

The invention relates to a method for controlling the position of the focus (Ft, Ft') of a focused ultrasonic field (16, 22) and a device for carrying out the method. According to the invention, the ultrasonic field (18, 24) reflected at a surface (12) of the imaging device (4) is measured at at least one prescribed location. The measured values determined are compared with corresponding desired values, for which the position of the focus is known. In an advantageous device for carrying out the method, an ultrasonic receiver is arranged in the vicinity of the mirror focal point (Fr) of the surface (12). <IMAGE>

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Kon trolle der Lage des Fokus eines Ultraschallfeldes, das von einem Ultraschall-Sender erzeugt und mit wenig stens einer akustischen Linse fokussiert ist, und eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens.The invention relates to a method for Kon trolle the location of the focus of an ultrasound field generated by an ultrasonic transmitter and with little least one acoustic lens is focused, and one Device for performing the method.

Fokussierte Ultraschallfelder werden beispielsweise in der Medizin eingesetzt, um im Körper befindliche Konkremente, wie z.B. Nierensteine, zu zerstören. Der Vorteil eines derartigen Verfahrens besteht darin, daß operative Eingriffe oder das Einführen von Sonden in den Körper des Patienten und die damit verbundene Ge fährdung durch Infektionen vermieden werden.Focused ultrasound fields are, for example, in of medicine used to be in the body Concrements, e.g. To destroy kidney stones. The The advantage of such a method is that surgical procedures or the insertion of probes in the patient's body and the associated ge risk from infections can be avoided.

Aus der EP-A 20 133 665 ist eine Einrichtung zum be rührungslosen Zertrümmern eines Konkrements bekannt, bei dem die in einem Stoßwellenrohr erzeugte, annähernd ebene Ultraschallwelle mittels einer akustischen Linse oder eines akustischen Linsensystems auf das Zielgebiet fokussiert wird. Zwischen der Linse bzw. dem Linsen system und einer als Ultraschall-Sender dienenden Kupfer-Membran befindet sich ein flüssiges Koppel medium. Durch eine Halterung kann das Stoßwellenrohr auf das Konkrement so ausgerichtet werden, daß der bildseitige Brennpunkt der Linse im Konkrement liegt. Die Linse kann außerdem zur genauen Justierung der Lage des Brennpunktes mit Hilfe einer Feinregulierung längs der Achse des Stoßwellenrohres verschoben werden.From EP-A 20 133 665 a device for be contactless smashing of a concrement known where the generated in a shock wave tube, approximately flat ultrasonic wave by means of an acoustic lens or an acoustic lens system on the target area is focused. Between the lens or lenses system and one serving as an ultrasonic transmitter Copper membrane is a liquid coupling medium. The shock wave tube can be held by a bracket be aligned to the concrement so that the image-side focal point of the lens lies in the concrement. The lens can also be used for precise adjustment of the position the focal point with the help of a fine adjustment along the axis of the shock tube can be moved.

Ein Nachteil der genannten Einrichtung besteht nun darin, daß Veränderungen der Lage des Fokus, die nicht mit der Lage des bildseitigen Brennpunktes übereinstim men muß, während der Anwendung der Einrichtung nicht erfaßt werden können. Zur Kontrolle der Lage des Fokus muß nämlich das Gerät vom Patienten entfernt und in einer geeigneten Vorrichtung überprüft werden. Solche Veränderungen der Lage des Fokus können beispielsweise durch eine Änderung des vom Ultraschall-Sender abge strahlten Wellenfeldes oder durch eine mechanische Dejustierung des Abbildungssystems entstehen.A disadvantage of the device mentioned now exists in that changes in the location of the focus that are not with the location of the focal point on the image side men must not while using the device can be detected. To control the position of the focus namely, the device must be removed from the patient and in be checked using a suitable device. Such For example, changes in the location of the focus by changing the abge from the ultrasonic transmitter radiated wave field or by a mechanical Imaging system misalignment occurs.

Der Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, ein Ver fahren anzugeben, das die Kontrolle der Lage des Fokus eines in einem Objekt fokussierten Ultraschallfeldes auch während der Beschallung des Objekts ermöglicht.The invention is based on the object, a Ver drive indicate the control of the location of the focus an ultrasound field focused in an object also possible during the sound reinforcement of the object.

Diese Aufgabe wird gelöst mit den kennzeichnenden Merk malen des Anspruchs 1. Ein Teil des vom Ultraschall- Sender erzeugten Ultraschallfeldes wird an einer dem Ultraschall-Sender zugewandten Oberfläche einer akustischen Linse reflektiert. Die akustische Linse kann auch Bestandteil eines aus mehreren akustischen Linsen bestehenden Linsensystems sein. Zwischen der räumlichen und zeitlichen Schalldruckverteilung der reflektierten Ultraschallwelle und der der räumlichen und zeitlichen Schalldruckverteilung der trans mittierten Ultraschallwelle besteht bei einem gegebenen Abbildungssystem eine eindeutige Beziehung. Bei einer vorhergehenden Kalibrierung werden die Lage des Fokus und die dazugehörigen Meßwerte an den vorgegebenen Orten im reflektierten Schallfeld ermittelt und als Sollwerte gespeichert. Stimmen die an einem vorge gebenen Ort während der Anwendung der Einrichtung ermittelten Meßwerte des reflektierten Ultraschall feldes mit diesen vorgegebenen Sollwerten innerhalb erlaubter Toleranzgrenzen überein, so ist gewähr leistet, daß sich die Lage des Fokus im Objekt innerhalb des durch vorhergehende Kalibrierung ermittelten Gebietes befindet. Eine Änderung der Lage des Fokus wird somit während der Beschallung des Objektes erkannt. Die Gefahr einer Schädigung des das Konkrement umgebenden Gebietes, beispielsweise des gesunden Gewebes, wird somit verringert.This task is solved with the characteristic note paint the claim 1. Part of the ultrasound Transmitter generated ultrasound field is at one of the Ultrasonic transmitter facing surface of a acoustic lens reflected. The acoustic lens can also be part of one of several acoustic Existing lens system. Between the spatial and temporal sound pressure distribution of the reflected ultrasonic wave and that of spatial and temporal sound pressure distribution of the trans averaged ultrasonic wave exists at a given Imaging system a unique relationship. At a previous calibration will be the location of the focus and the associated measured values at the given Locations in the reflected sound field determined and as Setpoints saved. Do they agree on a given location while using the facility determined measured values of the reflected ultrasound field with these specified target values within allowable tolerance limits, is guaranteed affords that the location of the focus in the object within the by previous calibration determined area. A change of location the focus is thus during the sonication of the Object recognized. The risk of damage to the Concrete surrounding area, such as the healthy tissue is reduced.

Ist der Ort der Messung des reflektierten Ultraschall feldes innerhalb des von der gesendeten Ultraschall welle erfaßten Gebietes, so können sich am Meßort die beiden Wellenfelder überlagern und die Trennung der Meßwerte in die von den beiden Wellenfeldern herrühren den Anteile ist erschwert. Wird der Ultraschall-Sender im Puls- oder Burst-Betrieb verwendet, so kann das von der Oberfläche reflektierte Wellenfeld vom gesendeten Wellenfeld getrennt werden, wenn die zeitliche Puls breite des gesendeten Ultraschallfeldes kleiner ist als die Laufzeit einer Ultraschallwelle vom Ort der Messung zur reflektierenden Oberfläche und zurück und der Zeitpunkt des Beginns der Messung des reflektierten Ultraschallfeldes gegenüber dem Zeitpunkt des Sendens um ein geeignetes Zeitintervall derart verzögert ist, daß das gesendete Ultraschallfeld den Meßort bereits durchlaufen hat. Dies ist bei Pulsbreiten, die üb licherweise kleiner sind als 10 µs, leicht möglich, da die Laufzeit einer Ultraschallwelle in Wasser auf einer Strecke von beispielsweise 10 cm etwa 67 µs beträgt. Is the place of measurement of the reflected ultrasound field within the ultrasound transmitted by the wave detected area, the superimpose two wave fields and the separation of the Measured values originate from the two wave fields the proportions is difficult. Will the ultrasound transmitter used in pulse or burst mode, so that can wave field reflected from the surface of the transmitted Wave field to be separated when the temporal pulse width of the transmitted ultrasound field is smaller than the transit time of an ultrasonic wave from the location of the Measurement to the reflective surface and back and the time of the beginning of the measurement of the reflected Ultrasound field compared to the time of transmission is delayed by a suitable time interval in such a way that the transmitted ultrasound field already has the measurement location has gone through This is common with pulse widths licher are smaller than 10 µs, easily possible because the duration of an ultrasonic wave in water on a Distance of 10 cm, for example, is about 67 µs.

In einer vorteilhaften Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens ist die dem Ultraschall-Sender zugewandte Oberfläche der akustischen Linse konkav gekrümmt. Zur Messung des reflektierten Wellenfeldes ist zwischen dem Ultraschall-Sender und der reflektierenden Oberfläche ein Ultraschall-Empfänger angeordnet. Eine besonders hohe Empfindlichkeit der Vorrichtung erhält man, wenn der Ultraschall-Empfänger in der Nähe des Brennpunktes der reflektierenden Oberfläche angeordnet ist.In an advantageous device for performing the The method is the one facing the ultrasonic transmitter Surface of the acoustic lens curved concavely. To Measurement of the reflected wave field is between the Ultrasound transmitter and the reflective surface an ultrasound receiver is arranged. A special one high sensitivity of the device is obtained when the ultrasound receiver near the focal point the reflective surface is arranged.

Ist der Ultraschall-Empfänger beweglich angeordnet, so kann die Lage des Fokus aus den Ortskoordinaten des Ultraschall-Empfängers bei maximaler Schalldruck amplitude ermittelt werden.If the ultrasound receiver is arranged to be movable, then so the location of the focus can be determined from the location coordinates of the Ultrasound receiver at maximum sound pressure amplitude can be determined.

Um die Betriebssicherheit der Vorrichtung zu erhöhen, kann mittels eines in der Vorrichtung eingebauten, zeitweise betriebenen zweiten Ultraschall-Senders die Empfindlichkeit des Ultraschall-Empfängers überwacht werden.In order to increase the operational safety of the device, can be built into the device by means of temporarily operated second ultrasonic transmitter Sensitivity of the ultrasound receiver is monitored will.

Zur weiteren Erläuterung der Erfindung wird auf die Zeichnung Bezug genommen, in derenTo further explain the invention reference is made to the Drawing referred to in their

Fig. 1, 2 und 3 das Prinzip des Verfahrens gemäß der Erfindung erläutert ist und in derenAnd in Fig. 1, 2 and 3, the principle of the method of the invention is explained according to which

Fig. 4 eine einfache Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens im Schnitt schematisch dargestellt ist. Fig. 4 shows a simple device for performing the method is shown schematically in section.

Fig. 5 zeigt eine vorteilhafte Ausgestaltung der Vor richtung, bei der ein ortsauflösender Ultra schall-Empfänger verwendet wird und in Fig. 5 shows an advantageous embodiment of the device before, in which a spatially resolving ultrasound receiver is used and in

Fig. 6 enthält eine Vorrichtung einen zweiten Ultra schall-Sender zur Überwachung der Empfindlich keit des Ultraschall-Empfängers. Fig. 6 contains a device a second ultrasonic transmitter for monitoring the sensitivity speed of the ultrasonic receiver.

Gemäß Fig. 1 fällt eine, von einem Ultraschall-Sender 2 erzeugte, ebene Welle 14 auf eine akustische Sammel linse 4 mit einer dem Ultraschall-Sender 2 zugewandten konkaven Oberfläche 12. Die Einfallsrichtung der ebenen Welle 14 ist dabei parallel zu einer Achse 8 der Sammellinse 4. Ein Teil der einfallenden ebenen Welle 14 tritt durch die Sammellinse 4 hindurch und bildet ein kugelförmiges transmittiertes Wellenfeld 16, dessen Radiusmittelpunkt mit dem bildseitigen Brennpunkt F _t der Sammellinse 4 zusammenfällt. Ein anderer Teil der ebenen Welle 14 wird an der dem Ultraschall-Sender 2 zugewandten konkaven Oberfläche 12 der Sammellinse 4 reflektiert und bildet ein ebenfalls kugelförmiges re flektiertes Wellenfeld 18, dessen Radiusmittelpunkt mit dem Spiegel-Brennpunkt F _r der konkaven Oberfläche 12 zusammenfällt. Der Brennpunkt F _t ist gegeben durch die Krümmungsradien und der akustischen Brechungszahl der Linse 4, während der Spiegel-Brennpunkt F _r nur durch den Krümmungsradius der Oberfläche 12 bestimmt wird. Die Aufspaltung der einfallenden ebenen Ultraschall welle 14 an der Oberfläche 12 in einen reflektierten und einen transmittierten Anteil erfolgt aufgrund der an der Oberfläche 12 auftretenden Unstetigkeit der akustischen Impedanz. Das zwischen der Linse 4 und dem Ultraschall-Sender 2 befindliche schalltragende Medium ist Wasser oder ein wasserähnliches Fluid, dessen akustische Impedanz kleiner ist als die akustische Impedanz der Linse 4, die beispielsweise aus einem Kunststoff, vorzugsweise Polystyrol PS oder Poly methacrylsäuremethylester PMMA, besteht. Bei senk rechtem Einfall einer Ultraschallwelle auf die Grenzfläche Wasser-PMMA wird beispielsweise 29% der einfallenden Schallamplitude in das Wasser zurück reflektiert. Da die Schallgeschwindigkeit in der Linse 4 höher ist als im umgebenden Medium, muß die Linse 4 in der Mitte dünner sein als am Rand, damit sich eine positive Brennweite und somit eine fokussierende Eigenschaft ergibt.Referring to FIG. 1 a drops, generated by an ultrasound transmitter 2, plane wave 14 to an acoustic converging lens 4 with a the ultrasonic transmitter 2 facing concave surface 12. The direction of incidence of the plane shaft 14 is parallel to an axis 8 of the converging lens 4 . A part of the incident plane wave 14 passes through the converging lens 4 and forms a spherical transmitted wave field 16 , the radius center of which coincides with the focal point F _{t of} the converging lens 4 on the image side. Another part of the plane wave 14 is reflected at the concave surface 12 of the converging lens 4 facing the ultrasonic transmitter 2 and forms a likewise spherical re-reflected wave field 18 , the radius center of which coincides with the mirror focal point F _{r of} the concave surface 12 . The focal point F _t is given by the radii of curvature and the acoustic refractive index of the lens 4 , while the mirror focal point F _{r is} only determined by the radius of curvature of the surface 12 . The splitting of the incident plane ultrasonic wave 14 on the surface 12 into a reflected and a transmitted portion takes place due to the discontinuity of the acoustic impedance occurring on the surface 12 . The sound-carrying medium located between the lens 4 and the ultrasound transmitter 2 is water or a water-like fluid, the acoustic impedance of which is smaller than the acoustic impedance of the lens 4 , which consists, for example, of a plastic, preferably polystyrene PS or poly methacrylic acid methyl ester PMMA. When an ultrasonic wave is incident vertically on the water-PMMA interface, for example, 29% of the incident sound amplitude is reflected back into the water. Since the speed of sound in the lens 4 is higher than in the surrounding medium, the lens 4 must be thinner in the middle than at the edge, so that there is a positive focal length and thus a focusing property.

In Fig. 2 sind die Abbildungsverhältnisse für einen Fall dargestellt, in dem eine veränderte ebene Ultra schallwelle 20 unter einem Winkel α zur Linsenachse 8 auf die Sammellinse 4 einfällt. Diese Situation kann beispielsweise dann eintreten, wenn das System Linse/ Ultraschall-Sender mechanisch dejustiert ist. Das durch die Linse 4 transmittierte veränderte Wellenfeld 22 wird dann nicht mehr im Brennpunkt F _t der Linse 4, sondern im bildseitigen Fokus F _t′ gebündelt. In ent sprechender Weise wird auch das von der konkaven Oberfläche 12 der Linse 4 reflektierte veränderte Wellenfeld 24 nicht mehr im Spiegel-Brennpunkt F _r der Oberfläche 12, sondern im Spiegelfokus F _r′ vereinigt. Der bildseitige Fokus F _t′ und der Spiegelfokus F _r′ der Sammellinse 4 sind durch mathematische Beziehungen, die sich aus den geometrischen und akustischen Eigen schaften der Linse ergeben, miteinander verknüpft.In Fig. 2, the imaging ratios are shown for a case in which a modified plane ultra sound wave 20 is incident on the converging lens 4 at an angle α to the lens axis 8 . This situation can occur, for example, when the lens / ultrasound transmitter system is mechanically misaligned. The changed wave field 22 transmitted through the lens 4 is then no longer concentrated in the focal point F _{t of} the lens 4 , but in the image-side focus F _t '. In a corresponding manner, the changed wave field 24 reflected from the concave surface 12 of the lens 4 is no longer combined in the mirror focal point F _{r of} the surface 12 , but in the mirror focus F _r '. The image-side focus F _t 'and the mirror focus F _r' of the condenser lens 4 are by mathematical relations which properties from the geometric and acoustic properties of the resulting lens linked.

Aus den Eigenschaften des reflektierten Schallfeldes 18 bzw. 24 läßt sich somit auf die Eigenschaften des transmittierten Schallfeldes 16 bzw. 22 schließen. Eine einfache Kontrolle der Lage des Fokus der transmittier ten Ultraschallwelle 16 bzw. 22 während des Betriebs kann somit dadurch erfolgen, daß das reflektierte Wellenfeld 18 bzw. 24 an einem vorgegebenen Ort zwischen Ultraschall-Sender 2 und Linse 4 gemessen wird und der ermittelte zeitliche Verlauf des Schalldruckes mit den bei einer vorhergehenden Kalibrierung er mittelten Sollwerten verglichen wird. Werden die geforderten Sollwerte, beispielsweise die Druck amplitude, Pulsbreite, Steilheit der Pulsflanken, innerhalb vorgegebener Grenzen nicht eingehalten, so ist dies, sieht man von Intensitäts- und Empfind lichkeitsschwankungen des Ultraschall-Senders 2 bzw. des zur Messung eingesetzten Ultraschall-Empfän gers ab, ein Hinweis dafür, daß der bildseitige Fokus F_t′ mit dem bei der Kalibrierung ermittelten Fokus, der beispielsweise der bildseitige Brennpunkt F _t der Linse 4 sein kann, nicht mehr übereinstimmt.The properties of the transmitted sound field 16 or 22 can thus be inferred from the properties of the reflected sound field 18 or 24 . A simple control of the position of the focus of the transmitted ultrasonic wave 16 or 22 during operation can thus be done in that the reflected wave field 18 or 24 is measured at a predetermined location between the ultrasonic transmitter 2 and lens 4 and the determined time course of the sound pressure is compared with the setpoints determined in a previous calibration. If the required setpoints, for example the pressure amplitude, pulse width, steepness of the pulse edges, are not met within specified limits, this is the case, apart from intensity and sensitivity fluctuations in the ultrasound transmitter 2 or the ultrasound receiver used for the measurement , an indication that the image-side focus F _t 'no longer corresponds to the focus determined during the calibration, which can be, for example, the image-side focal point F _{t of} the lens 4 .

Die gleichen Überlegungen gelten auch dann, wenn zur Fokussierung ein Abbildungssystem verwendet wird, das aus mehreren akustischen Linsen aufgebaut ist. Eine Überwachung der Lage des bildseitigen Fokus F _t′ mit der an dem Ultraschall-Sender 2 zugewandten Oberfläche 12 der akustischen Linse 4 reflektierten Ultraschallwelle kann auch dann erfolgen, wenn diese Oberfläche 12 bei spielsweise eben ist. Zwar wird dann die reflektierte Ultraschallwelle nicht fokussiert, jedoch ändert sich beispielsweise bei einer Veränderung der Einfallsrich tung der auf die Linse 4 einfallenden Ultraschallwelle deren Fortpflanzungsrichtung und somit deren räumliche Schalldruckverteilung.The same considerations also apply if an imaging system is used for focusing, which is made up of several acoustic lenses. The position of the image-side focus F _t 'can be monitored with the ultrasound wave reflected on the surface 12 of the acoustic lens 4 facing the ultrasound transmitter 2 , even when this surface 12 is flat, for example. Although the reflected ultrasound wave is then not focused, however, for example when the direction of incidence of the ultrasound wave incident on the lens 4 changes, its direction of propagation and thus its spatial sound pressure distribution changes.

Das Verfahren läßt sich auch zur Kontrolle der Lage des Fokus eines Schallfeldes anwenden, bei dem ein sehr kleiner oder nahezu punktförmiger Ultraschall-Sender zur Erzeugung der Ultraschallwelle Verwendung findet. Gemäß Fig. 3 wird eine von einem punktförmigen Ultra schall-Sender 200 erzeugte kugelförmige Ultraschall welle 26 mittels einer akustischen Sammellinse 42 in eine transmittierte Kugelwelle 27 und eine reflektierte Kugelwelle 28 aufgespalten, deren jeweiliger Radius mittelpunkt F _t′ bzw. F _r′ mit dem bildseitigen Brenn punkt F _t bzw. dem Spiegel-Brennpunkt F _r nicht zusam menfallen. Der Abstand zwischen dem nahezu punktförmi gen Ultraschall-Sender 200 und der akustischen Sammel linse 42 und der Krümmungsradius der konkaven Oberflä che 122 sind so bemessen, daß sich der Spiegel-Fokus F_t′ zwischen der Linse 42 und dem Ultraschall-Sender 200 befindet. Auch in diesem Fall ist die Lage des Spiegelfokus F _t′ mit der Lage des bildseitigen Fokus F_r′ mathematisch verknüpft und das transmittierte Wellenfeld 27 kann durch Vermessung des reflektierten Wellenfeldes 28 kontrolliert werden. Eine mechanische Dejustierung, z.B. eine räumliche Verschiebung des Ultraschall-Senders 200 relativ zur akustischen Sammel linse 42 längs der Linsenachse 8, bewirkt eine Verände rung der Lage des Spiegel-Fokus und der beispielsweise am Ort des ursprünglichen Spiegel-Fokus F _r′ gemessene Wert für die Schallamplitude ist gegenüber dem ur sprünglichen Wert verringert.The method can also be used to control the position of the focus of a sound field in which a very small or almost point-shaped ultrasound transmitter is used to generate the ultrasound wave. According to Fig. 3 one of a point-shaped ultrasound transmitter 200 spherical ultrasound generated is wave 26 is split by means of an acoustic converging lens 42 into a transmitted spherical wave 27 a reflected spherical wave, and 28 whose respective radius center F _t 'and F _r' with the Image-side focus F _t or mirror focus F _r do not coincide. The distance between the almost punctiform gene ultrasonic transmitter 200 and the acoustic collecting lens 42 and the radius of curvature of the concave surface 122 are dimensioned such that the mirror focus F _t 'is between the lens 42 and the ultrasonic transmitter 200 . In this case too, the position of the mirror focus F _t 'is mathematically linked to the position of the image-side focus F _r ' and the transmitted wave field 27 can be checked by measuring the reflected wave field 28 . A mechanical misalignment, for example a spatial displacement of the ultrasound transmitter 200 relative to the acoustic converging lens 42 along the lens axis 8 , causes a change in the position of the mirror focus and the value measured for, for example, the location of the original mirror focus F _r ' the sound amplitude is reduced compared to the original value.

Gemäß Fig. 4 enthält eine Vorrichtung 1 zum berüh rungslosen Zertrümmern von Konkrementen einen Ultra schallsender 2, eine fokussierende akustische Sammel linse 4 und einen zwischen der Linse 4 und dem Ultra schall-Sender 2 angeordneten Ultraschall-Empfänger 10. Der Ultraschall-Empfänger 10 ist mit einer elektronischen Auswerteeinheit 102 verbunden, in der die Meßdaten ver arbeitet und mit den dort gespeicherten Sollwerten ver glichen werden. Im Innern der Vorrichtung 1 befindet sich als schalltragendes Koppelmedium 30 Wasser oder eine wasserähnliche Flüssigkeit. Die Abmessungen des Ultraschall-Empfängers 10 sind so klein, daß die von ihm verursachte Störung der vom Ultraschall-Sender 2 emittierten Schallwelle gering ist. Die Beeinflussung des vom Ultraschall-Sender 2 erzeugten Ultraschall feldes durch den Ultraschall-Empfänger 10 wird auch dadurch verringert, daß der Ultraschall-Empfänger 10 aus einem piezoelektrischen Polymer, vorzugsweise polarisiertem Polyvinylidenfluorid PVDF aufgebaut ist. Ist der Ultraschall-Empfänger 10 dem Koppel medium 30 weitgehend akustisch angepaßt, so ist er auch für die auf seine Rückseite auftreffende gesendete Ultraschallwelle empfindlich. Im Puls- oder Burst- Betrieb des Ultraschall-Senders 2 kann jedoch durch ein geeignetes Zeitfenster bei der Messung das reflek tierte Ultraschallfeld vom gesendeten Ultraschallfeld getrennt werden. Die Vorrichtung 1 grenzt an ein Objekt 6 und der bildseitige Brennpunkt F _t der Linse 4 liegt innerhalb eines Zielgebietes 62, das beispielsweise ein zu zerstörendes Konkrement ist. Der Ultraschall-Empfän ger 10 befindet sich in einer bevorzugten Ausführungs form in der Nähe des Spiegel-Brennpunktes F _r der Ober fläche 12 der Linse 4. In einer besonders vorteilhaften Ausführungsform ist der Ultraschall-Empfänger 10 derart angeordnet, daß sein druckempfindlicher Bereich den Spiegel-Brennpunkt F _r umschließt. Die Linse 4 besteht aus Kunststoff, vorzugsweise Polystyrol PS oder Polymethacrylsäuremethylester PMMA.According to FIG. 4 comprises a device 1 for berüh approximately disintegration of concretions an ultrasound transmitter 2, a focusing acoustic lens 4 and a collecting between the lens 4 and the ultrasound transmitter 2 arranged ultrasonic receiver 10. The ultrasound receiver 10 is connected to an electronic evaluation unit 102 , in which the measurement data is processed and compared with the target values stored there. Inside the device 1 there is water or a water-like liquid as the sound-carrying coupling medium 30 . The dimensions of the ultrasound receiver 10 are so small that the interference caused by them of the sound wave emitted by the ultrasound transmitter 2 is small. The influence of the ultrasound field generated by the ultrasound transmitter 2 by the ultrasound receiver 10 is also reduced in that the ultrasound receiver 10 is constructed from a piezoelectric polymer, preferably polarized polyvinylidene fluoride PVDF. If the ultrasound receiver 10 is largely acoustically adapted to the coupling medium 30 , it is also sensitive to the transmitted ultrasound wave hitting its rear side. In the pulse or burst operation of the ultrasound transmitter 2 , however, the reflected ultrasound field can be separated from the transmitted ultrasound field by a suitable time window during the measurement. The device 1 borders on an object 6 and the focal point F _{t of} the lens 4 on the image side lies within a target area 62 , which is, for example, a calculus to be destroyed. The ultrasound receiver 10 is in a preferred embodiment in the vicinity of the mirror focal point F _{r of} the upper surface 12 of the lens 4 . In a particularly advantageous embodiment, the ultrasound receiver 10 is arranged such that its pressure-sensitive area encloses the mirror focal point F _r . The lens 4 is made of plastic, preferably polystyrene PS or polymethacrylic acid methyl ester PMMA.

Der Ultraschall-Empfänger 10 kann in einer bevorzugten Ausführungsform auch beweglich angeordnet sein. Für diesen Zweck ist eine mechanische Einheit 104 vorge sehen, mit der die Lage des Ultraschall-Empfängers 10 verändert werden kann. Die mechanische Einheit 104 ist in vorteilhafter Weise über eine elektronische Steuer einheit 106 zur Übermittlung der Positionsinformation mit der elektronischen Auswerteeinheit 102 verbunden. Dann kann das reflektierte Ultraschallfeld abgetastet und die räumliche Schalldruckverteilung ermittelt wer den. Aus der Position des Ultraschall-Empfängers 10 bei Messung der maximalen Druckamplitude kann auf die Lage des Fokus zurückgeschlossen werden. In einer derartigen Anordnung kann somit die Lage des Fokus nicht nur kon trolliert, sondern auch ermittelt werden. In a preferred embodiment, the ultrasound receiver 10 can also be arranged to be movable. For this purpose, a mechanical unit 104 is provided with which the position of the ultrasound receiver 10 can be changed. The mechanical unit 104 is advantageously connected to the electronic evaluation unit 102 via an electronic control unit 106 for transmitting the position information. Then the reflected ultrasound field can be scanned and the spatial sound pressure distribution can be determined. The position of the focus can be inferred from the position of the ultrasound receiver 10 when measuring the maximum pressure amplitude. In such an arrangement, the position of the focus can not only be checked, but also determined.

In der Ausführungsform nach Fig. 5 ist zwischen der Linse 4 und dem Ultraschall-Sender 2 ein lineares oder matrixförmiges Ultraschall-Empfangs-Array 110 angeord net, dessen einzelne Empfangselemente voneinander ge trennt ausgelesen werden können. Ist das Array 110 bei spielsweise in der Brennebene 112 der reflektierenden Oberfläche 12 angeordnet, so kann bei einer schräg auf die Linse 4 einfallenden Ultraschallwelle die Lage des Fokus der reflektierten Ultraschallwelle, wie sie sich beispielsweise gemäß Fig. 2 ergibt, gemessen werden und auf die Lage des bildseitigen Fokus geschlossen werden. Mittels einer derartigen Vorrichtung kann auch während des Betriebs auf die Eigenschaften des bildsei tigen Fokus zurückgeschlossen werden.In the embodiment according to FIG. 5, a linear or matrix-shaped ultrasound reception array 110 is arranged between the lens 4 and the ultrasound transmitter 2 , the individual reception elements of which can be read separately from one another. If the array is disposed at play, in the focal plane 112 of the reflective surface 12 110 so at an obliquely incident on the lens 4, the ultrasonic wave, the position of the focus of the reflected ultrasonic wave, as it results, for example, according to FIG. 2, are measured, and on the Position of the image-side focus can be closed. By means of such a device, the properties of the image-side focus can also be inferred during operation.

Gemäß Fig. 6 ist in der Vorrichtung 1 ein zweiter Ultraschall-Sender 32 für Testzwecke im Bereich zwischen dem Ultraschall-Empfänger 10 und der akusti schen Linse 4 angeordnet. Mit diesem Ultraschall-Sender 32 kann die Empfindlichkeit des Ultraschall-Empfängers 10 in regelmäßigen Abständen kontrolliert werden. Dazu wird zu Testzwecken vom zweiten Ultraschall-Sender 32 ein Ultraschallsignal ausgesendet, das vom Ultraschall- Empfänger 10 gemessen wird. Stimmt der Meßwert mit einem vorgegebenen Sollwert überein, so ist dies ein Hinweis dafür, daß eine ordnungsgemäße Funktion der Vorrichtung zu erwarten ist.Referring to FIG. 6, a second ultrasonic transmitter 32 is arranged for testing purposes in the area between the ultrasonic receiver 10 and the akusti rule lens 4 in the device 1. With this ultrasound transmitter 32 , the sensitivity of the ultrasound receiver 10 can be checked at regular intervals. For this purpose, an ultrasonic signal, which is measured by the ultrasonic receiver 10 , is emitted by the second ultrasonic transmitter 32 for test purposes. If the measured value agrees with a predefined setpoint, this is an indication that the device is expected to function properly.

Claims

1. A method for checking the position of the focus of an ultrasound field ( 14 ), which is generated by an ultrasound transmitter and is focused with at least one acoustic lens ( 4 ), characterized by the following features:

a part of the ultrasound field ( 18 ) reflected by a surface ( 12 ) of the acoustic lens ( 4 ) facing the ultrasound transmitter ( 2 ) is measured at least a predetermined location,
- The measured values are compared with specified target values.

2. The method according to claim 1, characterized by the following features:

- The ultrasonic transmitter ( 2 ) works in pulse or burst mode
- The measurement of the reflected ultrasound field at a measuring location, which is located in an area detected by the transmitted ultrasound field ( 14 ), only begins when the transmitted ultrasound field ( 14 ) has passed through this measuring location.

3. Device for performing the method according to claim 1 or 2, characterized by the following features:

- The acoustic lens ( 4 ) is concavely curved on its surface ( 12 ) facing the ultrasonic transmitter ( 2 ),
- The mirror focal point ( F _r ) of the surface ( 12 ) of the acoustic lens ( 4 ) is located between the ultrasonic transmitter ( 2 ) and the acoustic lens ( 4 ), the acoustic lens system,
- Between the ultrasonic transmitter ( 2 ) and the upper surface ( 12 ), an ultrasonic receiver ( 10 ) is arranged.

4. The device according to claim 3, characterized in that the ultrasonic receiver ( 10 ) in the vicinity of the mirror focal point ( F _r ) of the surface ( 12 ) is arranged.

5. The device according to claim 3, characterized in that a movable ultrasonic receiver ( 10 ) is provided.

6. Device according to one of claims 3 to 5, characterized in that the ultrasonic receiver ( 10 ) consists of a linear or matrix-shaped arrangement ( 110 ) of several ultrasonic transducers.

7. Device according to one of claims 3 to 6, characterized in that a second ultrasonic transmitter ( 32 ) for controlling the sensitivity of the ultrasonic receiver ( 10 ) is provided.