DE3722943A1 - Vorsatzstueck fuer ultraschallsonde - Google Patents
Vorsatzstueck fuer ultraschallsondeInfo
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Description
Die Erfindung betrifft ein an einer Ultraschallsonde für
klinische Anwendung angebrachtes Vorsatzstück.
Ultraschallsonde umfaßt ein Wandlerfeld oder -array
mit einer Vielzahl von in einer einzigen Richtung ausge
richteten Wandlerelementen, durch die Ultraschallstrahlen
in Richtung auf einen menschlichen Körper ausgestrahlt
und in diesem zu seiner Abtastung in einer vorbestimmten
Richtung abgelenkt werden. Gemäß einer Sektorabtastmethode
werden die Ultraschallstrahlen beispielsweise fächerförmig
abgelenkt, während gemäß einer Linearabtastmethode die
Ultraschallstrahlen in Richtungen parallel zueinander ab
gelenkt werden. Vom Innenbereich des menschlichen Körpers
reflektierte Ultraschall-Strahlen werden von den Wandlerelementen
empfangen und in elektrische Signale umgewandelt. In Über
einstimmung mit den elektrischen Signalen wird dann ein
tomographisches Bild oder Tomogramm auf einer Kathoden
strahlröhre wiedergegeben. Für die sequentielle Auswertung
von Tomogrammen des menschlichen Körpers führt eine Be
dienungsperson die Ultraschallsonde in einer Richtung senk
recht zur Ablenkrichtung der Ultraschallstrahlen.
Wenn ein nahe der Oberfläche der Haut des Patienten gelegenes
Organ untersucht werden soll, wird häufig ein ein akustisches
Medium enthaltendes Vorsatzstück (attachment) an der Ultra
schallsonde angebracht. Die Fig. 1 bis 3 veranschaulichen
ein solches Vorsatzstück 2 mit einem ein akustisches Me
dium aufnehmenden Kunstharz-Gehäuse 3 und einem Anschluß
teil 4 für die Anbringung des Gehäuses 3 an einer Sonde 1.
Am distalen Endabschnitt des Gehäuses 3 ist eine Kontakt
membran 5 aus Silikongummi oder -kautschuk vorgesehen.
Gemäß den Fig. 1 und 2 weist das Gehäuse 3 normalerweise
eine kubische Form auf. Insbesondere besitzt eine parallel
zur Ablenkrichtung der Ultraschallstrahlen gelegene Fläche
6 gemäß Fig. 1 eine rechteckige Form. Ebenso besitzt auch
eine senkrecht zur Ablenkrichtung der Ultraschallstrahlen
gelegene Fläche 7 eine rechteckige Form. Aus diesem Grund
weist die Kontaktmembran 5 eine vergleichsweise große
Breite W auf. Wenn die Bedienungsperson die Ultraschall
sonde bewegt oder führt, ist daher der Reibungswiderstand
zwischen der Hautoberfläche und der Kontaktmembran des Vor
satzstücks ziemlich groß. Das Vorsatzstück ist daher bei
der Führung der Sonde über die Hautoberfläche ungünstig
zu bedienen. Wenn das Vorsatzstück, während es mit der
Hautoberfläche in Berührung steht, gedreht wird, kann es
keine zufriedenstellende Berührung mit dem menschlichen
Körper aufrechterhalten, wodurch der Kontakt zwischen der
Kontaktmembran des Vorsatzstücks und der Hautoberfläche
beeinträchtigt wird.
Gemäß den Fig. 1 bis 3 weist das Vorsatzstück eine flache
Kontaktmembran auf. Aus diesem Grund werden die Ultra
schallstrahlen, wie durch die Pfeile in Fig. 3 angedeutet,
an der Innenfläche der Kontaktmembran 5 reflektiert, an
der Innenfläche des Gehäuses 3 mehrfach reflektiert und
dann von den Wandlerelementen empfangen. Hierbei wird ein
Mehrfachreflexionsbild auf der Kathodenstrahlröhre wieder
gegeben, wodurch eine genaue Diagnose (Ablesung oder Aus
wertung) verhindert wird. Wenn mit einer flachen Kontakt
membran z.B. der Halsbereich untersucht werden soll, kann
kein einwandfreier Kontakt zwischen der Membran und der
Hautoberfläche hergestellt werden.
Das Vorsatzstück kann einen flexiblen Wasserbeutel auf
weisen. Wenn dieser dabei mit der Hautoberfläche in Be
rührung gebracht wird, wird aufgrund seiner flachen Kontakt
membran ein Mehrfachreflexionsbild auf der Kathodenstrahl
röhre wiedergegeben, so daß in diesem Fall keine genaue
Diagnose (Auswertung) möglich ist.
Aufgabe der Erfindung ist damit die Schaffung eines an
einer Ultraschallsonde für klinische Anwendung angebrachten
oder anbringbaren Vorsatzstücks, das eine verbesserte Be
dienbarkeit und eine verbesserte Berührung mit einer Haut
oberfläche zu gewährleisten vermag und mit dem die Wieder
gabe eines Mehrfachreflexionsbilds auf einer Kathoden
strahlröhre (bzw. einem Bildschirm) verhindert werden kann
und demzufolge eine genaue Diagnose oder Auswertung er
möglicht wird.
Diese Aufgabe wird durch die im Patentanspruch 1 gekenn
zeichneten Merkmale gelöst.
Ein erfindungsgemäßes Vorsatzstück für eine Ultraschall
sonde weist den im folgenden beschriebenen Aufbau auf. Wenn
das Vorsatzstück mit der Hautoberfläche eines Körpers in
Berührung gebracht wird, strahlt die Ultraschallsonde
Ultraschallstrahlen längs einer ersten Ebene in Richtung
auf den Körper aus, der mit den Ultraschallstrahlen abge
tastet wird. Die Ultraschallsonde weist eine Konvergenz
einheit auf, welche die Ultraschallstrahlen auf einen
Punkt in der ersten Ebene konvergiert. Das Vorsatzstück
weist einen Aufnahmeteil für die Aufnahme eines akustischen
Mediums, einen Anschlußteil für die Anbringung des Auf
nahmeteils an der Ultraschallsonde und eine dem Anschluß
teil gegenüberliegend angeordnete und mit der Hautober
fläche in Berührung bringbare Kontaktmembran auf. Die Ab
messung der Kontaktmembran ist kleiner als diejenige des
Anschlußteils, wenn der Aufnahmeteil im Schnitt in einer
Ebene senkrecht zur ersten Richtung betrachtet wird. Der
Aufnahmeteil ist so ausgebildet, daß er die durch die
Konvergenzeinheit konvergierten Ultraschallstrahlen nicht
abschirmt.
Wie erwähnt, ist (sind) die Abmessung(en) der Kontakt
membran kleiner als beim bisherigen Vorsatzstück. Bei der
Führung der Ultraschallsonde durch die Bedienungsperson
ist daher die (der) Reibungskraft (oder -widerstand) zwi
schen der Kontaktmembran und der Hautoberfläche klein.
Infolgedessen ist dabei die Bedienbarkeit des Vorsatz
stücks verbessert, ohne daß der Aufnahmeteil die konver
gierten Ultraschallstrahlen abschirmt. Wenn die Kontakt
membran während ihrer Berührung mit der Hautoberfläche
geschwenkt wird (Schwenkabtastung), kann sich das Vorsatz
stück ohne weiteres dem menschlichen Körper anpassen. Aus
diesem Grund kann die Berührung zwischen Kontaktmembran
und Hautoberfläche besser sein, ohne daß dabei der Auf
nahmeteil die konvergierten Ultraschallstrahlen abschirmt.
Erfindungsgemäß ragt die Kontaktmembran im Schnitt durch
das Vorsatzstück in der ersten Ebene (gewölbt) nach außen,
wobei sie einen vorbestimmten Krümmungsradius aufweist.
Aus diesem Grund wird der Übertragungs- oder Durchlaßgrad
(transmittance) der durch die Kontaktmembran hindurch aus
gesandten Ultraschallstrahlen verbessert, während eine
Mehrfachreflexion der Ultraschallstrahlen von der Kontakt
membran zu erster und zweiter Fläche vermieden werden
kann. Eine unerwünschte Reflexion der Ultraschallstrahlen
vom Inneren des Aufnahmeteils kann dabei verhindert wer
den. Infolgedessen erscheint auf der Kathodenstrahlröhre
kein Mehrfachreflexionsbild, so daß eine genaue Diagnose
oder Auswertung ermöglicht wird.
Im folgenden ist eine bevorzugte Ausführungsform der Er
findung im Vergleich zum Stand der Technik anhand der
Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:
Fig. 1 eine Darstellung eines bisherigen Vorsatzstücks
für eine Ultraschallsonde für klinische Anwendung,
aus einer y-Richtung gesehen,
Fig. 2 eine Ansicht des Vorsatzstücks nach Fig. 1, aus
einer x-Richtung gesehen,
Fig. 3 eine teilweise im Schnitt gehaltene Ansicht des
Vorsatzstücks nach Fig. 1, aus einer y-Richtung
gesehen,
Fig. 4 eine perspektivische Darstellung eines erfindungs
gemäßen Vorsatzstücks für eine Ultraschallsonde
für klinische Anwendung,
Fig. 5 eine Ansicht des Vorsatzstücks nach Fig. 4, aus
der y-Richtung gesehen,
Fig. 6 eine Ansicht des Vorsatzstücks nach Fig. 4, aus
der x-Richtung gesehen,
Fig. 7 eine in vergrößertem Maßstab gehaltene Ansicht
des Vorsatzstücks nach Fig. 4 im Schnitt längs
der x-Richtung,
Fig. 8 eine in vergrößertem Maßstab gehaltene Ansicht
des Vorsatzstücks nach Fig. 4 im Schnitt längs
der y-Richtung,
Fig. 9 und 10 Darstellungen zur Verdeutlichung der Wir
kungsweise des Vorsatzstücks gemäß der Erfindung,
wobei Fig. 9 die Wirkungsweise bei der sequen
tiellen Aufnahme von Tomogrammen eines menschlichen
Körpers und Fig. 10 die Wirkungsweise bei der
Schwenkabtastung veranschaulichen,
Fig. 11 eine Darstellung eines Kathodenstrahlröhren-Bild
schirms, auf dem das Tomogramm wiedergegeben wird,
und
Fig. 12 eine graphische Darstellung einer STC-Kurve.
Die Fig. 1 bis 3 sind eingangs bereits erläutert worden.
Fig. 4 veranschaulicht ein an einer Ultraschallsonde für
klinische Anwendung anbringbares Vorsatzstück (als Koppler).
Aus Vereinfachungsgründen sind die x-, y- und z-Richtungen
auf die in Fig. 4 gezeigte Weise definiert. Außerdem sind
die +z-Richtung als Aufwärtsrichtung und die -z-Richtung
als Abwärtsrichtung definiert.
Im folgenden ist eine Ultraschallsonde für klinische An
wendung kurz beschrieben. Gemäß Fig. 7 weist die Ultra
schallsonde 10 mehrere Wandlerelemente 11 auf, die in den
±x-Richtungen ausgerichtet sind. Die Wandlerelemente 11
strahlen Ultraschallstrahlen in +z-Richtung zu einem mensch
lichen Körper aus, der mit den in ±x-Richtungen abgelenkten
Ultraschallstrahlen abgetastet wird. Bei der in Fig. 7 ge
zeigten Sektorabtastmethode werden insbesondere die Ultra
schallstrahlen in einer scheinbaren Fächerform erzeugt und
abgelenkt. Die von den Innenbereichen des menschlichen
Körpers reflektierten Ultraschallstrahlen werden von den
Wandlerelementen 11 empfangen. Der Körper wird dabei mit
den Ultraschallstrahlen längs einer die x- und z-Achsen
einschließenden Ebene abgetastet. Die empfangenen Ultra
schallstrahlen werden in elektrische Signale umgewandelt,
wobei gemäß Fig. 11 ein den elektrischen Signalen entspre
chendes tomographisches Bild bzw. Tomogramm auf einem
Kathodenstrahlröhren-Bildschirm 54 wiedergegeben wird.
Für die sequentielle Auswertung der Tomogramme des mensch
lichen Körpers bewegt oder führt die Bedienungsperson die
Ultraschallsonde 10 in den ±y-Richtungen.
Gemäß Fig. 4 umfaßt das Vorsatzstück 20 einen Aufnahme
teil 30 für die Aufnahme und Speicherung eines akustischen
Mediums und einen Anschlußteil 40 für die Anbringung des
Aufnahmeteils 30 an der Ultraschallsonde 10. Der Aufnahme
teil 30 weist eine erste und eine zweite Fläche 31 bzw.
32 auf, die senkrecht zur x-Richtung verlaufen und die,
aus der x-Richtung gesehen, eine trapezartige Form be
sitzen. Der Aufnahmeteil 30 weist eine dritte und eine
vierte Fläche 33 bzw. 34 (in Fig. 4 nicht sichtbar) zur
Verbindung der ersten und zweiten Flächen 31 bzw. 32 auf.
Dritte und vierte Fläche 33 bzw. 34 sind zur +z-Richtung
geneigt oder schräggestellt. Infolgedessen ist der Ab
stand zwischen den Unterkanten von dritter und vierter
Fläche 33 bzw. 34 in der y-Richtung kleiner als ein Ab
stand zwischen den Oberkanten dieser Flächen in y-Richtung.
Gemäß Fig. 7 legen die vier Flächen 31-34 ein erstes zy
lindrisches Element 35 fest. Die Unterkanten der vier
Flächen 31-34 bilden eine sich in +z-Richtung öffnende
erste Öffnung 26. Die Oberkanten der vier Flächen 31-34
bilden eine sich in -z-Richtung öffnende zweite Öffnung 27.
Gemäß Fig. 7 ist eine aus flexiblem Silikongummi oder
-kautschuk geformte Kontaktmembran 36 am unteren Ende des
ersten zylindrischen Elements 35 angebracht. Dabei sind
insbesondere an den unteren Enden des ersten zylindrischen
Elements 35 Flansche 37 und 38 (vgl. Fig. 8) angeformt.
Die Endabschnitte der Kontaktmembran 36 sind über die
Außenflächen der Flansche 37 und 38 gezogen und an ihnen
angeklebt. Ein Ringelement 39 ist auf die Außenfläche der
Endabschnitte der Kontaktmembran 36 aufgezogen und mit
ihnen verklebt. Dabei besitzen die unteren Enden von
dritter und vierter Fläche 33 bzw. 34 gemäß Fig. 5 eine
nach unten gekrümmte oder gewölbte Form. Gemäß Fig. 7
ragt die Kontaktmembran 36 entsprechend der gekrümmten
Form des Flansches 38 (mit einer entsprechenden Wölbung)
nach unten. Der Grund für die Abwärtswölbung der Kontakt
membran 36 wird später noch näher erläutert werden.
Gemäß den Fig. 7 und 8 weist der Anschlußteil 40 eine
fünfte und eine sechste Fläche 42 bzw. 43 auf, die senk
recht zu den ±x-Richtungen liegende Ebenen 61 und 62 sowie
schräge Ebenen 63 und 64 aufweisen, und er ist mit siebten
und achten Flächen 44 bzw. 45 versehen, die senkrecht zu
den ±y-Richtungen liegen. An den Innenseiten von fünfter
und sechster Fläche 42 bzw. 43 sind Flansche 65 angeformt.
Die fünften bis achten Flächen 42-45 legen ein zweites
zylindrisches Element 41 fest, dessen oberer Endabschnitt
eine Öffnung 46 bildet. Durch die Öffnung 46 hindurch
wird die Ultraschallsonde 10 in das zylindrische Element
41 eingesetzt. An siebter und achter Fläche 44 bzw. 45
sind in -z-Richtung abstehende Klemmstücke 47 angeformt,
die bei der Anbringung der Sonde 10 am Anschlußteil 40
Stufenabschnitte 12 der Ultraschallsonde 10 hintergreifen.
Auf diese Weise ist das Vorsatzstück 20 an der Ultraschall
sonde 10 gehaltert. Der Anschlußteil 40 ist außerdem mit
einer Einspritzöffnung 48 für das Einspritzen eines
akustischen (Kopplungs-) Mediums versehen.
Zwischen dem Aufnahmeteil 30 und dem Anschlußteil 40 ist
eine aus Silikongummi oder -kautschuk geformte Membran 50
angeordnet. Gemäß den Fig. 7 und 8 ist der End- bzw. Rand
abschnitt der Membran 50 an den Flanschen 65 sowie am
Innenumfang von siebter und achter Fläche 44 bzw. 45 ange
klebt. Der Randabschnitt der Membran 50 wird dabei durch
ein Ringelement 51 an die genannten Flächen angedrückt.
Der mittlere Abschnitt der Membran 50 bildet eine noch
näher zu beschreibende akustische Linse 52.
Der Aufnahmeteil 30 und der Anschlußteil 40 sind auf die
in Fig. 4 gezeigte Weise zusammengesetzt. Im Anschluß
teil 30 ist das akustische Medium in einem Raum s enthal
ten, der durch das zylindrische Element 35, die Kontakt
membran 36 und die Membran 50 festgelegt ist. Das akustische
Medium besteht aus Wasser oder einem kolloidalen Material.
Wie erwähnt, ist der Abstand zwischen den Unterkanten von
dritter und vierter Fläche 33 bzw. 34 in y-Richtung kleiner
als der entsprechende Abstand zwischen ihren Oberkanten
in y-Richtung. Aus diesem Grund ist der Abstand entspre
chend einer Länge der Kontaktmembran 36 in den ±y-Richtungen
kleiner als beim herkömmlichen Vorsatzstück. Wenn die Be
dienungsperson die Sonde 10 gemäß Fig. 9 in y-Richtung
führt, ist daher die Reibung zwischen Kontaktmembran 36
und Hautoberfläche im Vergleich zum bisherigen Vorsatz
stück wesentlich verringert. Hierdurch wird die Bedienbar
keit oder Führbarkeit des Vorsatzstücks verbessert. Wenn
die Kontaktmembran 36, während sie mit der Hautoberfläche
in Berührung steht, gemäß Fig. 10 geschwenkt oder gekippt
wird (Schwenkabtastung), kann das Vorsatzstück 20 eine zu
friedenstellende Berührung mit dem menschlichen Körper
aufrechterhalten. Infolgedessen kann die Berührung oder
der Kontakt zwischen Kontaktmembran 36 und Hautoberfläche
verbessert sein. In Fig. 9 ist bei 55 ein befallener oder
zu untersuchender Körperteil angedeutet.
Gemäß Fig. 8 werden die von den Wandlerelementen 11 ausge
strahlten Ultraschallstrahlen konvergiert bzw. fokussiert.
Dabei liegen dritte und vierte Fläche 33 bzw. 34 außerhalb
des Konvergenzbereichs der Ultraschallstrahlen, so daß
letztere durch diese Flächen 33 und 34 nicht abgeschirmt
werden. Wenn insbesondere dritte und vierte Fläche 33
bzw. 34 parallel zu einer gedachten Ebene, auf welcher die
Ultraschallstrahlen konvergiert werden, ausgebildet sind,
kann die Länge der Kontaktmembran 36 in y-Richtung weit
gehend verkleinert sein.
Im folgenden ist ein Vorteil erläutert, der sich daraus
ergibt, daß die Kontaktmembran 36 nach unten ragt bzw. in
Abwärtsrichtung gewölbt ist. Die von den Wandlerelementen
11 ausgestrahlten Ultraschallstrahlen werden häufig von
der Innenfläche der Kontaktmembran 36 reflektiert. Da beim
bisherigen Vorsatzstück gemäß Fig. 3 die Kontaktmembran
flach ist, werden die Ultraschallstrahlen von der Innen
fläche des Seitenteils des Vorsatzstücks mehrfach reflek
tiert und dann von den Wandlerelementen empfangen oder
abgenommen. In diesem Fall wird gemäß Fig. 11 ein Mehr
fachreflexionsbild 53 auf einem Bildschirm wiedergegeben,
wodurch eine genaue Diagnose oder Auswertung verhindert
wird. Bei der Erfindung ist dagegen gemäß Fig. 7 die Kon
taktmembran 36 nach unten gewölbt. Wie durch die doppelt
strichpunktierte Linie in Fig. 7 angedeutet, weist die
Kontaktmembran 36 vorzugsweise einen Krümmungsradius senk
recht zu den ausgestrahlten Ultraschallstrahlen auf. Dabei
werden die Ultraschallstrahlen nach der Snell′schen Regel
in der Richtung entgegengesetzt zur Ausstrahlungsrichtung
reflektiert. Hierdurch wird der Durchlaß- oder Übertra
gungsgrad (transmittance) der Ultraschallstrahlen ver
bessert, während seitwärts reflektierte Ultraschallstrahlen
vermieden werden können. Infolgedessen werden die Ultra
schallstrahlen im Inneren des Vorsatzstücks nicht mehrfach
reflektiert. Im Gegensatz zum bisherigen Vorsatzstück
wird daher auf dem Bildschirm kein Mehrfachreflexionsbild
wiedergegeben, so daß damit eine genaue Diagnose oder Aus
wertung ermöglicht wird. Wenn hierbei, wie durch die aus
gezogene Linie in Fig. 7 angedeutet, die Kontaktmembran
36 mit einem vorbestimmten Krümmungsradius nach unten ge
wölbt ist, erscheint auf dem Kathodenstrahlröhren-Bild
schirm kein Mehrfachreflexionsbild, so daß eine genaue
Diagnose oder Auswertung nicht behindert wird. Da die Kon
taktmembran 36 nach unten gewölbt ist, kann sie in enge
Berührung mit einer Vertiefung (z.B. einer Halsgrube) in
der Körperoberfläche gebracht werden. Infolgedessen läßt
sich ein besserer Kontakt zwischen Kontaktmembran 36 und
Hautoberfläche erzielen.
Bevorzugt liegen erste und zweite Fläche 31 bzw. 32 gemäß
Fig. 7 senkrecht zur x-Richtung. Wenn erste und zweite
Fläche, wie durch die doppelt strichpunktierte Linie in
Fig. 7 angedeutet, nach außen geneigt sind, wird eine Mehr
fachreflexion der Ultraschallstrahlen verhindert. Hier
durch wird jedoch die Bedienbarkeit oder Führbarkeit des
Vorsatzstücks verschlechtert. Wenn erste und zweite Fläche
31 bzw. 32 nach innen geneigt sind, können Artefakte in
einem bzw. von einem interessierenden Bereich bzw. Unter
suchungsbereich ausgeschaltet werden. In diesem Fall können
jedoch die Ultraschallstrahlen mehrfach reflektiert wer
den. Aus den angegebenen Gründen sind erste und zweite
Fläche 31 bzw. 32 bevorzugt senkrecht zur x-Richtung ange
ordnet.
Die an der Membran 50 oder durch diese geformte akustische
Linse 52 ist nachstehend beschrieben. Für die Beobachtung
eines nahe der Hautoberfläche des Patienten liegenden
Organs (z.B. Schilddrüse oder (große) Halsschlagader) mit
hoher Bildgüte und in einem weiten Sehfeld liegt der Brenn
punkt P 1 der akustischen Linse der Sonde vorzugsweise nahe
der Hautoberfläche; bevorzugt koinzidiert er mit dem Un
tersuchungsbereich.
Genauer gesagt: wenn das Vorsatzstück ohne akustische Linse
an der Ultraschallsonde 10 angebracht ist, liegt der Brenn
punkt P 1 der akustischen Linse 13 der Sonde 10 um die
Tiefe der Wassermenge im Vorsatzstück näher an der Haut
oberfläche als dann, wenn kein Vorsatzstück an der Ultra
schallsonde angebracht ist. Falls jedoch die Tiefe der
Wassermenge im Vorsatzstück außerhalb der vorbestimmten
Größe liegt, stimmt häufig der Brennpunkt P 1 nicht mit dem
Untersuchungsbereich überein. Wenn beispielsweise die
Strecke zwischen der akustischen Linse 13 der Sonde 10
und dem Brennpunkt P 1 der Linse 6 cm beträgt, beträgt die
Tiefe des Untersuchungsbereichs 2 cm. Wenn die Wasser
tiefe im Vorsatzstück 2 cm beträgt, liegt der Brennpunkt
P 1 an einer um 4 cm von der Hautoberfläche entfernten
Stelle. Infolgedessen weicht der Brennpunkt um 2 cm vom
Untersuchungsbereich ab. In diesem Fall kann das Bild des
Untersuchungsbereichs nicht klar bzw. scharf wiederge
geben werden.
Wenn hierbei die Wassertiefe im Vorsatzstück vergrößert
wird, kann der Brennpunkt in Übereinstimmung mit dem Un
tersuchungsbereich gebracht werden. Andererseits wird da
bei die Bedienbarkeit oder Führbarkeit des Vorsatzstücks
beeinträchtigt.
Je tiefer außerdem der Beobachtungsbereich ist, um so
schwächer sind die von diesem Bereich reflektierten Ultra
schallsignale in einem Ultraschall-Diagnosegerät. Aus
diesem Grund wird der Gewinn oder die Verstärkung in Über
einstimmung mit einer in Fig. 12 gezeigten Verstärkungs
kompensationskurve (STC-Kurve) kompensiert. Wenn jedoch
das Vorsatzstück zur Vergrößerung der Tiefe des in ihm
enthaltenen Wasservolumens vergrößert wird, wird durch die
Kompensationsoperation die Verstärkung (gain) mehr als
erforderlich vergrößert, weil nämlich die Intensität der
das Wasser im Vorsatzstück durchlaufenden Ultraschall
signale kaum verringert wird. Infolgedessen tritt an der
Membran 36 Mehrfachreflexion auf, wodurch auf dem Bild
schirm Artefakte erscheinen, wie sie in Fig. 11 bei 53 an
gedeutet sind.
Wenn an der Ultraschallsonde nur die akustische Linse,
nicht aber das Vorsatzstück angebracht ist, gelangt die
Ultraschallsonde in zu große Nähe zum Untersuchungsbe
reich. Da in diesem Fall gemäß Fig. 11 die Abbildung des
Untersuchungsbereichs in einer oberen Position U des Sek
tors wiedergegeben wird, wird das Sehfeld der Bildabtastung
eingeengt.
Beim erfindungsgemäßen Vorsatzstück gemäß Fig. 8 ist die
akustische Linse 52 an der Membran 50 bzw. durch diese
geformt. Die akustische Linse 52 weist, aus der x-Richtung
gesehen, eine vorspringende oder nach unten gewölbte Form
auf. Der Krümmungsradius der Oberseite der akustischen
Linse 52 entspricht dem der akustischen Linse 13 der Ultra
schallsonde 10. Der Krümmungsradius der Unterseite der
akustischen Linse 52 ist kleiner als derjenige ihrer Ober
seite. Bei gemeinsamer Verwendung der akustischen Linsen
13 und 52 entspricht dabei ein Brennpunkt dem Punkt P 2.
Der Brennpunkt P 2 liegt dabei näher an der Hautoberfläche
als der Brennpunkt P 1. Infolgedessen können der Brennpunkt
und der Untersuchungsbereich in Koinzidenz bzw. Überein
stimmung miteinander gebracht werden, ohne die Wassertiefe
im Vorsatzstück zu vergrößern und ohne Sonde und Unter
suchungsbereich einander zu stark anzunähern. Infolge
dessen ist es nicht nötig, das Vorsatzstück zur Vergröße
rung der Wassertiefe zu vergrößern, so daß die Verstärkung
nicht mehr als nötig angehoben zu werden braucht. Auf diese
Weise werden Artefakte auf dem Bildschirm vermieden.
Bei Verwendung verschiedener Vorsatzstücke mit akustischen
Linsen, die jeweils verschiedene Brennweiten aufweisen,
können daher verschiedene innere Organe 55 (z.B. Schild
drüse und Halsschlagader), die nahe der Hautoberfläche
liegen, mit hoher Bildgüte und mit einem weiten Sehfeld
beobachtet werden.
Die Erfindung ist auch auf eine Linearabtastsonde anwend
bar.
Claims (19)
1. Vorsatzstück (20), das an einer Ultraschallsonde (10)
für klinische Anwendung anbringbar und mit einer Haut
oberfläche eines organischen Körpers in Berührung bring
bar ist, wobei die Ultraschallsonde (10) Ultraschall
strahlen zum Körper hin ausstrahlt, um diesen mit den
Ultraschallstrahlen längs einer ersten Ebene abzutasten,
und eine Konvergenzeinheit (13) aufweist, welche die
Ultraschallstrahlen auf einen in der ersten Ebene lie
genden Punkt konvergiert oder fokussiert, und wobei das
Vorsatzstück (20) einen Aufnahmeteil (30) zum Aufnehmen
eines akustischen Mediums, einen an der einen Seite
des Aufnahmeteils (30) angeordneten Anschlußteil (40)
für die Anbringung des Aufnahmeteils (30) an der Ultra
schallsonde (10) und eine an der anderen Seite des Auf
nahmeteils (30) angeordnete Kontaktmembran (36), die
mit der Hautoberfläche in Berührung bringbar ist, auf
weist,
dadurch gekennzeichnet, daß die Abmessung der Kontakt
membran (36) im Schnitt durch den Vorsatzteil (20) in
einer Ebene senkrecht zur ersten Ebene (gesehen) kleiner
ist als die Abmessung des Anschlußteils (40) und daß
der Aufnahmeteil (30) so geformt ist, daß er die durch
die Konvergenzeinheit (13) konvergierten Ultraschall
strahlen nicht abschirmt.
2. Vorsatzstück (20) nach Anspruch 1, dadurch gekenn
zeichnet, daß die Kontaktmembran (36) aus einem fle
xiblen Werkstoff geformt ist.
3. Vorsatzstück (20) nach Anspruch 1, dadurch gekenn
zeichnet, daß der Aufnahmeteil (30) ein zylindrisches
Element (35) mit einer ersten und einer zweiten Öffnung
(26, 27) aufweist, die Kontaktmembran (36) die erste
Öffnung (26) verschließend angeordnet ist, der Anschluß
teil (40) an der zweiten Öffnung angeordnet ist und die
Abmessung der ersten Öffnung (26) im Schnitt durch das
zylindrische Element (35) in der Ebene senkrecht zur
ersten Ebene (gesehen) kleiner ist als die Abmessung
der zweiten Öffnung (27), so daß von der Ultraschall
sonde (10) ausgestrahlte Ultraschallstrahlen durch die
zweite Öffnung (27), das zylindrische Element (35), die
erste Öffnung (26) und die Kontaktmembran (36) zum
Körper übertragen und dabei durch die Konvergenzein
heit (13) konvergiert werden, ohne daß das zylindrische
Element (35) die Ultraschallstrahlen abschirmt.
4. Vorsatzstück (20) nach Anspruch 2, dadurch gekenn
zeichnet, daß das zylindrische Element (35) durch eine
erste und eine zweite Fläche (31, 32) sowie eine dritte
und eine vierte Fläche (33, 34), welche erste und zweite
Fläche (31, 32) miteinander verbinden, gebildet ist und
dritte und vierte Fläche (33, 34) im Schnitt durch das
zylindrische Element (35) in einer Ebene senkrecht zur
ersten Ebene (gesehen) jeweils eine geneigte oder schräg
gestellte Form aufweisen.
5. Vorsatzstück (20) nach Anspruch 4, dadurch gekenn
zeichnet, daß erste und zweite Fläche (31, 32) senk
recht zur ersten Ebene angeordnet sind.
6. Vorsatzstück (20) nach Anspruch 4, dadurch gekenn
zeichnet, daß erste und zweite Fläche (31, 32) im
Schnitt durch das zylindrische Element (35) in einer
Ebene senkrecht zur ersten Ebene (gesehen) jeweils
trapezförmig ausgebildet sind.
7. Vorsatzstück (20) nach Anspruch 4, dadurch gekenn
zeichnet, daß dritte und vierte Fläche (33, 34) parallel
zu einer gedachten geneigten (tapered) Ebene, auf wel
cher die Ultraschallstrahlen konvergiert werden, aus
gebildet sind.
8. Vorsatzstück (20) nach Anspruch 3, dadurch gekenn
zeichnet, daß der Aufnahmeteil (30) eine die zweite
Öffnung verschließende Hilfsmembran (50) aufweist.
9. Vorsatzstück (20) nach Anspruch 8, dadurch gekennzeich
net, daß die Hilfsmembran (50) eine akustische Linse
(52) aufweist, die - im Schnitt durch das zylindrische
Element (35) in der Ebene senkrecht zur ersten Ebene
(gesehen) - nach innen ragt (oder gewölbt ist).
10. Vorsatzstück (20) nach Anspruch 9, dadurch gekennzeich
net, daß die Konvergenzeinheit eine akustische Linse
(13) aufweist, ein Krümmungsradius einer Außenfläche
der akustischen Linse (52) des Vorsatzstücks (20) einem
Krümmungsradius einer Außenfläche der akustischen Linse
(13) der Ultraschallsonde (10) gleich ist und ein
Krümmungsradius einer Innenfläche der akustischen Linse
(52) des Vorsatzstücks (20) kleiner ist als der Krüm
mungsradius der Außenfläche der akustischen Linse (13)
der Ultraschallsonde (10).
11. Vorsatzstück (20) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich
net, daß der Anschlußteil (40) eine Öffnung (46), durch
welche die Ultraschallsonde (10) einführbar ist, und
ein Spannstück (47) zum Festhalten der Ultraschallsonde
(10) am Anschlußteil (40) aufweist.
12. Vorsatzstück (20), das an einer Ultraschallsonde (10)
für klinische Anwendung anbringbar und mit einer Haut
oberfläche eines organischen Körpers in Berührung bring
bar ist, wobei die Ultraschallsonde (10) Ultraschall
strahlen zum Körper hin ausstrahlt, um diesen mit den
Ultraschallstrahlen längs einer ersten Ebene abzutasten,
und wobei das Vorsatzstück (20) einen Aufnahmeteil (30)
zum Aufnehmen eines akustischen Mediums, einen an der
einen Seite des Aufnahmteils (30) angeordneten
Anschlußteil (40) für die Anbringung des Aufnahmeteils
(30) an der Ultraschallsonde (10) und eine mit der Haut
oberfläche in Berührung bringbare Kontaktmembran (36)
aufweist,
dadurch gekennzeichnet, daß die Kontaktmembran (36) an
der anderen Seite des Aufnahmteils (30) angeordnet ist
und die Kontaktmembran (36) - im Schnitt durch das Vor
satzstück (20) in der ersten Ebene (gesehen) - nach
außen ragt oder vorsteht (bzw. gewölbt ist) und einen
vorbestimmten Krümmungsradius aufweist.
13. Vorsatzstück (20) nach Anspruch 12, dadurch gekenn
zeichnet, daß die Kontaktmembran (36) aus einem flexiblen
Werkstoff geformt ist.
14. Vorsatzstück (20) nach Anspruch 12, dadurch gekenn
zeichnet, daß der Aufnahmeteil (30) ein zylindrisches
Element (35) mit einer ersten und einer zweiten Öffnung
(26, 27) aufweist, das zylindrische Element (35) aus
einer ersten und einer zweiten Fläche (31, 32) sowie
einer dritten und einer vierten Fläche (33, 34), welche
erste und zweite Fläche jeweils verbinden, geformt ist,
die Kontaktmembran (36) die erste Öffnung (26) ver
schließend angeordnet ist, der Anschlußteil (40) an der
zweiten Öffnung (27) angeordnet ist und Ränder von
dritter und vierter Fläche (33, 34), welche die erste
Öffnung (26) festlegen, im Schnitt durch das zylindrische
Element (35) in der ersten Ebene (gesehen) nach außen
ragen und einen vorbestimmten Krümmungsradius aufweisen,
so daß die Kontaktmembran (36) entsprechend dem Krüm
mungsradius dieser Ränder nach außen ragt (oder gewölbt ist).
15. Vorsatzstück (20) nach Anspruch 12, dadurch gekenn
zeichnet, daß dann, wenn das Vorsatzstück (20) an der
Ultraschallsonde (10) angebracht ist und Ultraschall
strahlen ausgestrahlt werden, der Krümmungsradius der
Kontaktmembran (36) so festgelegt ist, daß die Kontakt
membran (36) (jeweils) senkrecht zu den Ultraschall
strahlen liegt.
16. Vorsatzstück (20) nach Anspruch 14, dadurch gekenn
zeichnet, daß der Aufnahmeteil (30) eine die zweite
Öffnung (27) verschließende Hilfsmembran (50) auf
weist.
17. Vorsatzstück (20) nach Anspruch 16, dadurch gekenn
zeichnet, daß die Hilfsmembran (50) eine akustische
Linse (52) aufweist, die - im Schnitt durch das zy
lindrische Element (35) in der Ebene senkrecht zur
ersten Ebene (gesehen) - nach innen ragt (oder gewölbt
ist).
18. Vorsatzstück (20) nach Anspruch 17, dadurch gekenn
zeichnet, daß die Ultraschallsonde (10) eine akustische
Linse (13) aufweist, ein Krümmungsradius einer Außen
fläche der akustischen Linse (52) des Vorsatzstücks
(20) einem Krümmungsradius einer Außenfläche der
akustischen Linse (13) der Ultraschallsonde (10) gleich
ist und ein Krümmungsradius einer Innenfläche der
akustischen Linse (52) des Vorsatzstücks (20) kleiner
ist als der Krümmungsradius der Außenfläche der
akustischen Linse (13) der Ultraschallsonde (10).
19. Vorsatzstück (20) nach Anspruch 12, dadurch gekenn
zeichnet, daß der Anschlußteil (40) eine Öffnung (46),
durch welche die Ultraschallsonde (10) einführbar ist,
und ein Spannstück (47) zum Festhalten der Ultraschall
sonde (10) am Anschlußteil (40) aufweist.
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