DE3624668C2 - - Google Patents
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Description
Die Erfindung betrifft ein Ultraschall-Abbildungsgerät,
das verschiedene Arten von Ultraschall-Wandlern, je
weils mit einer großen Zahl von in einem vorbestimmten
Muster angeordneten Wandlerelementen, aufweist und das
durch elektrisches Umschalten der Ultraschall-Wandler
betreibbar ist.
Bei einem bisherigen, mit elektronischer Linearabtastung
arbeitenden Ultraschall-Abbildungsgerät wird eine
große Zahl von linear ausgerichteten Wandlerelementen
verwendet, wobei Ultraschall-Sende- und -Empfangstakte
der Ultraschall-Wandler zur Durchführung einer Linear
abtastung gesteuert werden. Von den bisherigen, elek
tronisch linear abtastenden Ultraschall-Abbildungsge
räten sind einige dieser, für medizinische Diagnose
oder Untersuchung vorgesehenen Geräte auf die im fol
genden beschriebene Weise aufgebaut. Eine Anzahl von Ultra
schall-Sonden, normalerweise zwei Sonden, werden
gleichzeitig mit dem Abbildungsgerät verbunden, wäh
rend elektrische Verbindungen zu den Ultraschall-Wand
lern innerhalb des Abbildungsgeräts durch einen aus
Relais oder Halbleiterschaltern bestehenden Schalterab
schnitt umgeschaltet werden und dabei einer der Ultra
schall-Wandler zum Aussenden/Empfangen von Ultraschall
wellen benutzt wird.
Ein Beispiel für einen Ultraschallwandler-Schalterab
schnitt ist in Fig. 7 dargestellt.
Der Schalterabschnitt gemäß Fig. 7 umfaßt einen Schalter
teil S aus Schaltern SWA 1-SWAN und SWB 1-SWBN,
die durch Relais oder Halbleiterschalter gebildet sind.
Die eine Klemme jedes Schalters SWA 1-SWAN ist mit
einem entsprechenden von Kanälen CH 1-CHN für ein
Sende- und Empfangssystem (einschließlich der Sende- und
Empfangskreise) im Gerät verbunden. Die eine Klemme jedes
der Schalter SWB 1-SWBN ist mit der betreffenden einen
Klemme der einzelnen Schalter SWA 1-SWAN verbunden,
deren anderen Klemmen jeweils an einen ersten N-Kanal-
Anschluß CA (oder Anschluß mit N Kanälen) angeschlossen
sind. Die anderen Klemmen der einzelnen Schalter SWB 1-
SWBN sind mit einem zweiten N-Kanal-Anschluß CB ver
bunden. Die Anschlüsse CA und CB sind
ihrerseits jeweils an erste und zweite Wandler (in
Fig. 7 nicht dargestellt) mit jeweils einem Maximum von
N Wandlerelementen angeschlossen. Der Schalterteil
S wird durch eine im Gerät angeordnete Steuerschaltung
angesteuert, um selektiv die Sende- und Empfangskanäle
CH 1-CHN mit dem Anschluß CA oder CB zu verbinden. Bei
Betätigung des Schalterteils S wird eine der ersten
und zweiten, mit den Anschlüssen CA und CB verbundenen
Ultraschall-Sonden zum Senden und Empfangen
der Ultraschallwellen benutzt.
Die Umschaltsteuerung im Schalterabschnitt nach Fig. 7 kann
durch Wählen eines Satzes der Schalter SWA 1-SWAN und
SWB 1- SWBN erreicht werden. Aus diesem Grund ist eine
maximale Zahl der Ultraschallelemente in erstem und
zweitem Ultraschall-Wandler gleich N, d. h. der Zahl der
Kanäle. Die Breite des Gesichtsfelds und die Güte eines
mittels des bisherigen Abbildungsgeräts erzeugten Ultraschallbilds
sind durch die größtmögliche Zahl der ersten oder zwei
ten Ultraschall-Wandlerelemente begrenzt.
Ein Ultraschall-Abblidungsgerät mit einem Schalterabschnitt,
der zu demjenigen von Fig. 7 ähnlich ist, ist
aus der US-PS 43 72 323 bekannt. Dieses bekannte Ultraschall-Abbildungsgerät
vermag ein Linear-Abtasten und
ein Sektor-Abtasten auszuführen. Dabei kann es insgesamt
fünf verschiedene Betriebsarten vornehmen: Linear-
Abtasten mit einer Sonde, Sektor-Abtasten mit einer
Sonde, Linear-Abtasten mit zwei Sonden, Sektor-Abtasten
mit zwei Sonden und Linear-Abtasten sowie Sektor-Abtasten
mit zwei Sonden (L-Modus, S-Modus, L/L-Modus,
S/S-Modus und L/S-Modus). Damit soll ein Ultraschall-
Diagnosegerät ermöglicht werden, das gleichzeitig zwei
verschiedene Abtastarten auszuführen vermag. Hierzu benötigt
das bekannte Ultraschall-Diagnosegerät aber so
viele Kanäle, wie die Höchstzahl der Wandlerelemente
beträgt, die in einer Sonde für das Linear-Abtasten
verwendet werden.
Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Ultraschall-Abbildungsgerät
zu schaffen, das einen möglichst
einfachen Aufbau hat und dennoch sehr vielseitig eingesetzt
werden kann.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein Ultraschall-Abbildungsgerät
mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1
gelöst.
Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich
aus den Patentansprüchen 2 bis 8.
Beim erfindungsgemäßen Ultraschall-Abbildungsgerät kann
zusätzlich zum Ultraschall-Wandler mit nicht mehr als N
Wandlerelementen der Ultraschall-Wandler mit nicht mehr
als 2N Wandlerelementen zum Aussenden und Empfangen der
Ultraschallwelle benutzt werden, so daß damit die Breite
oder Weite des Gesichtsfelds eines Ultraschallbilds
vergrößert oder dessen Güte verbessert werden kann.
Im folgenden sind bevorzugte Ausführungsformen der
Erfindung im Vergleich zum Stand der Technik anhand der
Zeichnungen näher erläutert. Es zeigt:
Fig. 1 eine Blockschaltbild zur schematischen Darstel
lung eines Ultraschall-Abbildungs
geräts gemäß einer ersten Ausführungsform der
Erfindung,
Fig. 2 ein detailliertes Schaltbild des Ultraschall-Abbildungsgeräts
nach Fig. 1,
Fig. 3 ein detailliertes Blockschaltbild
eines Sende- und Empfangssystems beim Ultraschall-Abbildungsgerät nach
Fig. 1,
Fig. 4 eine Tabelle zur Erläuterung der Arbeitsweise
des Ultraschall-Abbildungsgeräts nach Fig. 1,
Fig. 5A und 5B Tabellen zur Erläuterung der Arbeits
weise des Ultraschall-Abbildungsgeräts nach Fig. 7 und
Fig. 6 ein Blockschaltbild eines Teils eines Ultra
schall-Abbildungsgeräts gemäß einer zweiten
Ausführungsform der Erfindung,
Fig. 7 ein Schaltbild eines Schalterabschnittes bei einem
bisherigen Ultraschall-Abbildungsgerät.
Ein in Fig. 1 dargestelltes Ultraschall-Abbildungsgerät
gemäß einer ersten Ausführungsform umfaßt einen Schal
terkreis 10, einen Senderkreis 12, einen Vorverstärker
teil 14, einen Empfängerkreis 16, einen TV- oder Fernseh-
Monitor 18 und eine Steuereinrichtung 20. Der Schalter
kreis 10 kann an einen ersten und einen zweiten Ultra
schall-Wandler 30A bzw. 30B mit jeweils N Wandlerele
menten oder weniger und einen dritten Ultraschall-Wandler
30 mit 2N Wandlerelementen oder weniger angeschlossen
sein.
Der genaue Aufbau des Schalterkreises 10 ist in Fig. 2
dargestellt. Der Schalterkreis 10 umfaßt einen Schal
terabschnitt 100 aus ersten Schaltern SA 1-SAN und
zweiten Schaltern SB 1-SBN, ersten und zweiten Anschlüs
sen 102 bzw. 104, die mit den Wandlern 30A bzw. 30B
verbindbar sind, und einen mit dem Wandler 30C verbind
baren dritten Anschluß 106 . Die Schalter SA 1-SAN und
SB 1-SBN im Schalterabschnitt 100 bestehen aus Relais
oder Halbleiterschaltern, wobei das Schließen und Öffnen
jedes Schalters einzeln nach Maßgabe eines elektrischen
Signals von der Steuereinrichtung 20 gesteuert wird. Je
eine Klemme jedes Schalters SA 1-SAN ist mit einem
betreffenden der Kanäle CH 1-CHN im Sende- und Empfangs
system verbunden. Je eine Klemme jedes der Schalter SB 1
-SBN ist an eine betreffende Klemme des
jeweils zugeordneten Schalters SA 1-SAN angeschlossen.
Die anderen Klemmen der Schalter SA 1-SAN sind mit dem
Anschluß 102 verbunden, während die anderen Klemmen der
einzelnen Schalter SB 1-SBN mit dem Anschluß 104 ver
bunden sind. Die anderen Klemmen der einzelnen Schalter
SA 1-SAN und SB 1-SBN sind außerdem mit dem dritten
Anschluß 106 verbunden.
Der Senderkreis 12 erzeugt Ansteuer- oder Treiberimpulse
für die Ansteuerung der Wandlerelemente zum Emittieren
eines Ultraschallstrahls von jedem Wandler. Insbesondere
werden dabei die Treiberimpulse vom Senderkreis 12 zu
jedem Ultraschall-Wandler über den Schalterkreis 10 geliefert.
Ein vom jeweiligen Ultraschall-Wandler empfangenes
Signal wird über den Schalterkreis 10 zum Vor
verstärkerteil 14 übertragen, welcher ein Eingangssignal
verstärkt und ein verstärktes Signal zum Empfängerkreis
16 liefert. Der Empfängerkreis 16 führt eine vorbestimmte
Verarbeitung am verstärkten Signal durch. Das verarbei
tete Signal wird für die Wiedergabe eines Ultraschall
bilds zum Fernseh-Monitor 18 übertragen.
Sender- und Empfängerkreis 12 bzw. 16 werden durch die
Steuereinrichtung 20 abwechselnd gesteuert und betätigt.
Der genaue Aufbau des aus Senderkreis 12, Vorverstärker
teil 14 und Empfängerkreis 16 bestehenden Sende- und
Empfangssystems ist in Fig. 3 dargestellt.
Der Senderkreis 12 umfaßt einen Treiberimpulsgenerator
120, N Verzögerungskreise (oder Laufzeitglieder) 122-1,
122-2, 122-3, . . ., 122-N sowie N Impulsgeber
124-1, 124-2, 124-3, . . ., 124-N. Vom Generator 120 nach
Maßgabe des Steuersignals von der Steuerschaltung 20
gelieferte Treiberimpulse einer vorbestimmten Periode
werden jeweils durch die N Verzögerungskreise 122-1 bis
122-N entsprechend verzögert. Die Impulsgeber 124-1 bis
124-N erzeugen Wandlerelement-Ansteuer- oder -Treiber
impulse in Abhängigkeit von den Ausgangssignalen der
Verzögerungskreise 122-1 bis 122-N. Die Ausgangssignale
der Impulsgeber 124-1 bis 124-N werden als Impulse für
Kanäle CH 1, CH 2, CH 3, . . ., CHN zum Schalterkreis 10
geliefert und dann durch letzteren an einen der Ultra
schall-Wandler 30 A bis 30 C angelegt. Eine Ultraschall-
Sendestrahlablenkung und/oder Ultraschall-Sendestrahl
fokussierung erfolgt entsprechend einem Kombinations
muster der Verzögerungszeiten der Verzögerungskreise
122-1 bis 122-N. Die Verzögerungszeiten der Verzögerungs
kreise 122-1 bis 122-N sind für elektrische Änderung
ausgelegt, so daß das Kombinationsmuster der Verzöge
rungszeiten der Verzögerungskreise 122-1 bis 122-N nach
Bedarf durch die Steuereinrichtung 20 gesteuert werden
kann.
Der Vorverstärkerteil 14 umfaßt N Vorverstärker 14-1,
14-2, 14-3, . . ., 14-N, die jeweils die von einem der
Wandler 30A bis 30C über den Schalterkreis 10 zugeführ
ten Signale der Kanäle CH 1, CH 2, CH 3, . . ., CHN verstär
ken. Der Empfängerkreis 16 umfaßt N Verzögerungskreise
160-1, 160-2, 160-3, . . ., 160-N, eine Addierstufe 162
und einen Signalprozessor 164. Die Verzögerungskreise
160-1 bis 160-N verzögern die durch die Vorverstärker
14-1 bis 14-N verstärkten Impulse um vorbestimmte Ver
zögerungs- oder Laufzeiten. Die so durch die Verzöge
rungskreise 160-1 bis 160-N verzögerten Impulse werden
durch die Addierstufe 162 addiert. Ein Summensignal von
der Addierstufe 162 wird zum Signalprozessor 164 über
tragen und durch diesen einer vorbestimmten Verarbei
tung unterworfen, um ein auf dem Fernseh-Monitor wieder
zugebendes Signal zu erzeugen. Das Anzeige- oder Wieder
gabesignal wird letztlich auf dem Fernseh-Monitor 18
wiedergegeben. Der auf der Empfindlichkeitsverteilung
der empfangenen Ultraschallwelle beruhende empfangene
Strahl wird durch die Verzögerungskreise 160-1 bis 160-N
abgelenkt oder fokussiert. Der Empfängerkreis 16 arbeitet
unter der Steuerung der Steuereinrichtung 20.
Der Fernseh-Monitor 18 gibt ein Ultraschallbild ent
sprechend einem Ausgangssignal vom Signalprozessor 164
im Empfängerkreis 16 wieder. Die Steuereinrichtung 20
liefert Steuersignale zum Senderkreis 12, zum Empfänger
kreis 16 und zum Schalterkreis 10.
Die Arbeitsweise des Ultraschall-Abbildungsgerätes mit
dem beschriebenen Aufbau ist nachstehend erläutert.
Dabei ist zunächst der Ultraschall-Sende/Empfangsvorgang
beim ersten Ultraschall-Wandler 30A mit N an den ersten
Anschluß 102 angeschlossenen Wandlerelementen erläutert.
In diesem Fall muß der Wandler 30A mit dem ersten An
schluß 102 verbunden sein, während der Wandler 30C nicht
an den dritten Anschluß 106 angeschlossen sein darf. Der
zweite Ultraschall-Wandler 30 B kann dagegen mit dem
zweiten Anschluß 104 verbunden oder nicht verbunden
sein.
In Abhängigkeit von dem von der Steuereinrichtung 20 zum
Schalterkreis 10 gelieferten Steuersignal werden die
Schalter SA 1 bis SAN geschlossen und die Schalter SB 1
bis SBN geöffnet. In diesem Zustand werden Senderkreis
12 und Empfängerkreis 16 in Abhängigkeit von dem von der
Steuereinrichtung 20 gelieferten Steuersignal betrieben.
Auf dieselbe Weise wie beim bisherigen Gerät erfolgen
Ultraschall-Aussendung und -Empfang durch die N Wandler
elemente des Wandlers 30 A, wobei ein Ultraschallbild auf
dem Fernseh-Monitor 18 wiedergegeben
wird. Bei Durchführung von Ultraschall-Aussendung/Empfang
durch Sektorabtastung mittels des ersten Ultraschall-
Wandlers 30A werden alle den Wandler 30A bildenden N
Wandlerelemente für jeden vom Generator 120 abgegebenen
Treiberimpuls angesteuert. Ein auf jeden Treiberimpuls
hin ausgesandter oder empfangener Ultraschallstrahl wird
in einer Richtung abgelenkt, die durch das Verzögerungs-
oder Laufzeitmuster der Verzögerungskreise 122-1 bis
122-N und/oder 160-1 bis 160-N bestimmt wird. Der Strahl-
Ablenkwinkel wird durch die Treiberimpulse sequentiell
geändert, wodurch die Sektorabtastung erreicht wird.
Wenn dagegen Ultraschall-Aussendung/Empfang durch
Linearabtastung mittels des ersten Ultraschall-Wandlers 30A
durchgeführt wird, wird eine vorbestimmte Zahl von
Elementen, z. B. M Elemente aus den den Wandler 30A
bildenden N Elementen, auf jeden Treiberimpuls vom
Generator 20 hin im Senderkreis 12 angesteuert. Die Lage
des Satzes aus M Elementen wird sequentiell impulsweise
verschoben, so daß der Ultraschallstrahl längs der Aus
richtungsrichtung der Wandlerelemente weitergeführt wird
und damit eine Linearabtastung mit dem Ultraschall-
Sende/Empfangsstrahl erreicht wird. Sowohl bei der
Sektor- als auch bei der Linearabtastung kann der Ultra
schallstrahl durch Bestimmung eines Verzögerungszeit
musters oder -schemas der Verzögerungskreise 122-1 bis
122-N und/oder 160-1 bis 160-N entsprechend den anzu
steuernden Wandlerelementen fokussiert werden.
Der Ultraschall-Sende/Empfangsvorgang beim zweiten, N
Elemente aufweisenden und mit der zweiten Anschlußein
heit 104 verbundenen Ultraschall-Wandler 30B ist im
wesentlichen derselbe wie beim Ultraschall-Wandler 30 A.
Der Wandler 30B muß jedoch mit dem Anschluß 104 ver
bunden sein. Der Wandler 30C darf nicht mit dem dritten
Anschluß 106 verbunden sein. Der Wandler 30A kann an den
ersten Anschluß 102 angeschlossen sein. In Abhängigkeit
von dem von der Steuerschaltung 20 zum Schalterkreis
gelieferten Steuersignal werden die Schalter SA 1 bis SAN
geöffnet und die Schalter SB 1 bis SBN geschlossen. In
diesem Zustand werden Senderkreis 12 und Empfängerkreis
16 nach Maßgabe des Steuersignals von der Steuereinrichtung
20 zur Durchführung von Ultraschall-Aussendung/-
Empfang am Wandler 30B mit N Elementen betätigt. Ein
Ultraschallbild wird auf dem Fernseh-Monitor 18 wieder
gegeben.
Im folgenden ist der Ultraschall-Sende/Empfangsvorgang
bei dem 2N Elemente aufweisenden und mit dem dritten
Anschluß 106 verbundenen Ultraschall-Wandler 30C er
läutert.
In diesem Fall dürfen erster und zweiter Ultraschall-
Wandler 30A bzw. 30B nicht mit erstem und zweitem An
schluß 102 bzw. 104 verbunden sein. Lediglich der dritte
Ultraschall-Wandler 30C muß mit dem dritten Anschluß 106
verbunden sein. Sender- und Empfängerkreis 12 bzw. 16
werden nach Maßgabe des Steuersignals von der Steuer
einrichtung 20 betätigt. Das Steuersignal wird von der
Steuereinrichtung 20 zum Schalterkreis 10 geliefert, so
daß die Schalter SA 1 bis SAN und SB 1 bis SBN selektiv
geschlossen und geöffnet werden. Die Zahl der Wandler
elemente, die durch einen vom Treiberimpulsgenerator 120
abgegebenen Treiberimpuls angesteuert werden, muß inner
halb des Bereichs von N Elementen im Wandler 30C liegen.
Aus diesem Grund trifft für den Wandler 30C nur eine
Linearabtastung zu. Bei der normalen Linearabtastung
werden aufeinanderfolgende M (M<N) Elemente der 2N
Elemente des Wandlers 30C für jeden Treiberimpuls zur
Durchführung des Ultraschall-Sende/Empfangsvorgangs
benutzt. Die Lage von M Elementen wird sequentiell um
jeweils ein Element verschoben. Von den Schaltern
SA 1 bis SAN und SB 1 bis SBN werden daher die den in
jedem Ultraschall-Sende/Empfangszyklus benutzten M
Elementen entsprechenden Schalter selektiv geschlossen.
Der Ultraschallstrahl kann von dem 2N Elemente aufweisenden
dritten Ultraschall-Wandler 30C entsprechend der Linear
abtastung ausgesandt oder empfangen werden. Da für die
Linearabtastung der Ultraschall-Wandler 30C mit einer
Elementzahl, die das Doppelte der maximalen Elementzahl
N jeden Wandlers 30A oder 30B beim bisherigen Gerät
beträgt, verwendet werden kann, kann bei unveränderter
Breite oder Weite des Gesichtsfelds des resultierenden
Ultraschallbilds die Abtastzeilendichte verdoppelt
werden, wodurch die Nebenzipfel verkleinert werden.
Außerdem kann dann, wenn die Abtastzeilendichte, die die
Güte des Ultra
schallbilds bestimmt, unverändert bleibt, die Breite oder Weite
des Gesichtsfelds verdoppelt werden.
Die wirksamen Kanäle im Sende- und
Empfangssystem sowie die Arbeitsweise des Schalterkreises
10 bei Verwendung des dritten Wandlers 30C sind im fol
genden näher erläutert. Der Einfachheit halber sei die
Zahl der Kanäle im Sende- und Empfangssystem zu 16 vor
ausgesetzt, während die Zahl M der gleichzeitig im
Wandler angesteuerten Wandlerelemente mit 3 und die Zahl
der Wandlerelemente mit 32 angenommen seien.
Gemäß Fig. 4 sind zum Zeitpunkt der ersten Treiberim
pulserzeugung Kanäle CH 1 bis CH 3 wirksam oder aktiviert
(Symbol "X"), wobei die Schalter SA 1 bis SA 3 geschlossen
sind (Symbol "X"). Der Ultraschallstrahl wird durch
erste bis dritte Wandlerelemente der 2N Elemente aus
gesandt und empfangen. Beim nächsten Treiberimpulser
zeugungszeitpunkt sind die Kanäle CH 2 bis CH 4 wirksam
und die Schalter SA 2 bis SA 4 geschlossen. Der Ultra
schaltstrahl wird dabei durch die zweiten bis vierten
Wandlerelemente ausgesandt und empfangen. Auf dieselbe
Weise, wie oben beschrieben ist, werden die
wirksamen Kanäle und die geschlossenen Schalter bei
jedem Impuls sequentiell verschoben. Zum 14. Treiber
impulserzeugungszeitpunkt sind die Kanäle CH 14 bis CH 16
wirksam und die Schalter SA 14 bis SA 16 geschlossen.
Dabei wird der Ultraschallstrahl durch die 14. bis 16. Wand
lerelemente ausgesandt und empfangen. Zum 15. Treiber
impulserzeugungszeitpunkt sind die Kanäle CH 15, CH 16 und
CH 1 wirksam und die Schalter SA 15, SA 16 und SB 1 geschlos
sen. Der Ultraschallstrahl wird dabei durch 15. bis 17.
Wandlerelement ausgesandt und empfangen. Zum 16. Trei
berimpulserzeugungszeitpunkt sind die Kanäle CH 16, CH 1
und CH 2 wirksam und die Schalter SA 16, SB 1 und SB 2 ge
schlossen. Infolgedessen wird der Ultraschallstrahl
durch die 16. bis 18. Wandlerelemente ausgesandt und empfan
gen. Zum 30. Treiberimpulserzeugungszeitpunkt sind
schließlich die Kanäle CH 14, CH 15 und CH 16 wirksam und
die Schalter SB 14, SB 15 und SB 16 geschlossen, so daß der
Ultraschallstrahl durch die 30. bis 32. Wandlerelemente aus
gesandt und empfangen wird. Die vorstehend beschriebene
Operation wird wiederholt, um die Linearabtastung mittels
des Wandlers 30C mit 2N, d. h. 32 Wandlerelementen voll
ständig durchzuführen. Die beschriebene Operation steht
beispielhaft für einen Fall, in welchem die Schalter SA 1
bis SA 16 und SB 1 bis SB 16 in Abhängigkeit von den
wirksamen Kanälen in Sende- und Empfangs
system selektiv geschlossen werden. Falls jedoch Schal
ter, einschließlich des dem verwendeten Wandler ent
sprechenden Schalters, geschlossen und zwei gemeinsam
mit einem wirksamen Kanal der Kanäle CH 1 bis CH 16 im
Sende- und Empfangssystem verbundene Schalter nicht gleichzeitig
geschlossen sind, ist das Steuerschema nicht auf
den beispielhaft angegebenen Fall beschränkt.
Zu Vergleichszwecken ist die Arbeitsweise des bisherigen
Geräts nach Fig. 7 anhand desselben Steuerschemas wie in
Fig. 4 in Verbindung mit Fig. 5A und 5B beschrieben.
Fig. 5A veranschaulicht einen Fall, in welchem ein
Wandler mit 16 an den Anschluß CA angeschlossenen Ele
menten verwendet wird. Dabei sind alle mit diesem Wand
ler verbundenen Schalter SWA 1 bis SWA 16 geschlossen,
während alle mit dem anderen Wandler verbundenen Schal
ter SWB 1 bis SWB 16 offen sind. Fig. 5B veranschaulicht
einen Fall, in welchem ein Wandler mit 16 mit dem An
schluß CB verbundenen Elementen benutzt wird. Dabei sind
alle mit dem Wandler verbundenen Schalter SWB 1 bis SWB 16
geschlossen, während alle mit dem anderen Wandler ver
bundenen Schalter SWA 1 bis SWA 16 offen sind.
Eine zweite Ausführungsform der Erfindung, deren Haupt
teil in Fig. 6 dargestellt ist, veranschaulicht ein
System zur Durchführung nur der
elektronischen Linearabtastung. In diesem
Fall ist ein Sende- und Empfangssystem, d. h. eine Kom
bination aus Senderkreis 12, Vorverstärkerteil 14 und
Empfängerkreis 16, durch einen M-Kanal-Abschnitt bzw. M
Kanäle umfassenden Abschnitt entsprechend der Zahl der
Wandlerelemente gebildet, die nach Maßgabe eines Trei
berimpulses angesteuert werden wobei ein eine Abtast
zeile bildender Ultraschallstrahl erzeugt wird. Der
Schalterkreis 40 umfaßt einen Schalterabschnitt 400
sowie drei Anschlüsse 402, 404 und 406. Der Schalter
abschnitt 400 umfaßt Schalter SA (1), SA (2), . . ., SA (M),
SA(M + 1), . . ., SA (2M), . . ., SA(N - 1) und SA(N) sowie
Schalter SB (1), SB (2), . . ., SB(M), SB(M + 1), . . ., SB (2M),
. . ., SB(N - 1) und SB(N). Jeder der ersten und zweiten
Anschlüsse 402 bzw. 404 weist N Klemmen #1, #2, . . ., #M,
#M + 1, . . ., #2M, #N - 1 und #N auf. Der dritte Anschluß 406
umfaßt 2N Anschlüsse #1, #2, . . ., #N - 1, #N. #N + 1, . . ., #2N - 1
und #2N. Die ersten Klemmen der Schalter SA (1) bis SA(N)
und SB (1) bis SB(N) sind in (M - 1) Intervallen zusammen
geschaltet und an Kanäle CH 1 bis CHM im Sende/Empfangs
system angeschlossen. Die zweiten Klemmen der Schalter
SA (1) bis SA(N) und SB (1) bis SB(N) sind jeweils mit den
Klemmen #1 bis #N des Anschlusses 402 bzw. den Klemmen
#1 bis #N des Anschlusses 404 verbunden. Die zweiten
Klemmen der Schalter SA (1) bis SA(N) und SB (1) bis SB(N)
sind jeweils an Klemmen #1 bis #2N des dritten Anschlus
ses 406 angeschlossen. Die Schalter SA (1) bis SA(N) und
SB (1) bis SB(N) sprechen auf ein Steuersignal von der
Steuereinrichtung 20 an. Wenn ein mit erstem oder zweitem
Anschluß 402 bzw. 404 verbundener Wandler verwendet
wird, werden M Schalter aus den Schaltern SA 1 bis SAN
oder SB 1 bis SBN selektiv geschlossen, und das Sende/-
Empfangssystem wird nach Maßgabe des Schließvorgangs der
gewählten Schalter betätigt (der Schaltvorgang entspricht
in diesem Fall dem z. B. in US-PS 39 19 683 beschrie
benen). Falls jedoch ein mit dem dritten Anschluß 406
verbundener Wandler verwendet wird, werden von den
Schaltern SA 1 bis SAN und den entsprechenden Schaltern
SB 1 bis SBN M aufeinanderfolgende
Schalter selektiv geschlossen, und das Sende/Empfangs
system wird aktiviert, während diese M Schalter geschlos
sen sind.
Die ersten und zweiten Anschlüsse 102 bzw. 104 oder 402
bzw. 404 sind nicht auf einen Anwendungsfall mit Sektor-
oder Linearabtastung beschränkt, sondern können mit
jeder beliebigen Art der Wandler im Sende/Empfangssystem
verbunden sein. Außerdem kann an den dritten Anschluß
106 jede beliebige Art eines Wandlers zur Durchführung
einer vorbestimmten Abtastung innerhalb der Grenzen von
N Wandlerelementen angeschlossen sein.
Claims (8)
1. Ultraschall-Abbildungsgerät mit
- a) ersten und zweiten Anschlußeinheiten (102, 104; 402, 404) mit jeweils N Klemmen, wobei die erste Anschlußeinheit (102, 402) mit einem ersten Ultraschall-Wandler (30A) und die zweite Anschlußeinheit (104, 404) mit einem zweiten Ultraschall-Wandler (30B) verbunden werden kann und die ersten und zweiten Ultraschall-Wandler (30A, 30B) jeweils N Wandlerelementen aufweisen und im elektronischen Linear- oder Sektorabtastmodus betrieben werden können,
- b) einer dritten Anschlußeinheit (106; 406) mit an die N Klemmen der ersten (102, 402) und die N Klemmen der zweiten Anschlußeinheit (104, 404) angeschlossenen 2N Klemmen, wobei die dritte Anschlußeinheit (106; 406) mit einem dritten 2N Wandlerelement aufweisenden elektronischen Linearabtast- Ultraschall-Wandler (30C) verbunden werden kann,
- c) M-Kanal-Sende- und -Empfangseinheiten (12, 14, 16) mit M-Kanal-Eingangs/Ausgangs-Signalleitungen, die ein Signal zum Ansteuern der Wandlerelemente eines der ersten bis dritten Ultraschall-Wandler (30A-30C) entsprechend einem vorbestimmten Abtastschema zu erzeugen und die von den Wandlerelementen abgegriffenen Signale zur Gewinnung eines Ultraschall-Bildsignals zu verarbeiten vermögen, wobei M<N oder M=N gilt und M eine positive ganze Zahl bedeutet,
- d) einem Schalterabschnitt (100; 400), der zwischen die M-Kanal-Sende- und -Empfangseinheiten (12, 14, 16) und die ersten dritten Anschlußeinheiten (102, 104, 106; 402, 404, 406) geschaltet ist und jeweils eine entsprechend dem gewählten Abtastmodus vorbestimmte Anzahl von zeitabhängig auswählbaren Signalleitungen der M-Kanal-Sende- und -Empfangseinheiten (12, 14, 16) mit der gleichen Anzahl zugeordneter, aus den genannten 2N Klemmen der dritten Anschlußeinheit (106; 406) zeitabhängig auswählbarer Klemmen verbinden kann,
- e) einer Steuereinrichtung (20), die den Schalterabschnitt (100; 400) derart steuert, daß dieser in einer ersten, zweiten oder dritten Betriebsart entsprechend dem jeweiligen Abtastmodus des jeweils verwendeten Ultraschall-Wandlers (30A bis 30C) arbeitet, und
- f) einer Anzeigeeinheit (18) zum Abgreifen des von den M-Kanal-Sende- und -Empfangseinheiten (12, 14, 16) empfangenen Ultraschall-Bildsignals und zum Wiedergeben eines entsprechenden Ultraschallbildes.
2. Ultraschall-Abbildungsgerät nach Anspruch 1, dadurch
gekennzeichnet, daß die M-Kanal-Sende- und -Empfangseinheiten
(12, 14, 16) durch N-Kanal-Sende- und
-Empfangseinheiten und die M-Kanal-Eingangs/Aus
gangs-Signalleitungen durch N-Kanal-Eingangs/Aus
gangs-Signalleitungen gegeben sind.
3. Gerät nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß
der Schalterabschnitt (100; 400) N erste elektronische
Schalterelemente (SA 1 bis SAN) und N zweite
elektronische Schalterelemente (SB 1 bis SBN) die
sämtlich elektrisch leitend/nichtleitend machbar
sind, aufweist, die N ersten und N zweiten elektronischen
Schalterelemente (SA 1 bis SAN, SB 1 bis SBN)
mit 2N Klemmen auf ihrer einen Seite mit den N-
Kanal-Eingangs/Ausgangs-Signalleitungen der N-Kanal-
Sende- und -Empfangseinheiten verbunden sind und die N
ersten und N zweiten elektronischen Schalterelemente
(SA 1 bis SAN, SB 1 bis SBN) mit 2N Klemmen auf ihrer
anderen Seite mit den entsprechenden 2N Klemmen der
dritten Anschlußeinheit (106; 406) verbunden sind
4. Gerät nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß
die Schalterelemente (SA 1 bis SAN, SB 1 bis SBN) jeweils
Halbleiterschalter sind.
5. Gerät nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß
die Schalterelemente (SA 1 bis SAN, SB 1 bis SBN) jeweils
Relais sind.
6. Gerät nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß
die Schalterelemente (SA 1 bis SAN, SB 1 bis SBN) synchron
mit der Sende- und Empfangsabtastung der M-
Kanal-Eingangs/Ausgangs-Signalleitungen aktivierbar
sind.
7. Gerät nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß
die M-Kanal-Sende- und -Empfangseinheit (12, 14,
16) eine Schaltung (12) zum Ansteuern eines Satzes
von M Wandlerelementen für die Durchführung einer
Linearabtastung aufweist.
8. Gerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß
die ersten, zweiten und dritten Ultraschall-Wandler
(30A bis 30C) jeweils elektronische Linearabtast-Ultraschallwandler
sind.
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