DE3729731C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Ultraschall-Abbildungsgerät mit einer Wandlersonde und einem Impedanzwandler gemäß dem Anspruch 1.

Bei einem Ultraschall-Abbildungsgerät ist eine Ultraschall- Sonde mit einer großen Anzahl von Wandlerelementen zum Aussenden und Empfangen von Ultraschallstrahlen/ echos über ein Signalkabel an eine Prozessoreinheit angeschlossen, die ein Sende- oder Übertragungssignal (auch als Ansteuer- oder Erregerimpuls bezeichnet) erzeugt, das an die Wandlerelemente der Ultraschall-Sonde angelegt wird, und welche das Empfangssignal bzw. -echo von den Wandlerelementen verarbeitet.

Wenn sich ein solches Ultraschall-Abbildungsgerät im Empfangsmodus befindet, werden durch die Wandlerelemente die reflektierten Ultraschallechos empfangen und in elektrische Echosignale umgewandelt. Ein solches Wandlerelement kann daher als eine Art Signalquelle angesehen werden, wenn es mit Bezug zum Hauptteil des Abbildungsgeräts betrachtet wird. Gemäß allgemeiner Regel ist es in einer Signalübertragungsstrecke günstiger, daß die Ausgangsimpedanz (von) einer Signalquelle im Hinblick auf Signalverlust möglichst niedrig ist. Die Ausgangsimpedanz des Wandlerelements ist dagegen vergleichsweise hoch und beträgt z. B. 400 Ω. Die Signalübertragung wird daher durch eine Streukapazität pro Längeneinheit von typischerweise 110 pF/m auf der Signalstrecke, hauptsächlich im Kabel, ungünstig beeinflußt. Infolgedessen ist gewöhnlich der Verlust bzw. die Dämpfung des Eingangssignals groß, wodurch der Rauschabstand (Signal/ Rauschenverhältnis) verschlechtert wird. Eine Verschlechterung des Rauschabstands hat aber eine Beeinträchtigung der Bildgüte eines wiedergegebenen Ultraschallbilds zur Folge. Zur Vermeidung dieses Nachteils wurde bisher angestrebt, im wesentlichen das Problem der Verschlechterung des Rauschabstands zu lösen.

Aus der DE-OS 34 23 015 ist eine elektronische Abtasteinrichtung für eine Ultraschallabbildung bekannt, bei der Kabel einen Meßkopf mit einem Körper bzw. Halteteil verbinden, wobei ein Kabel beispielsweise an einem ersten Punkt angeordnet wird und der Meßkopf durch eine Wandleranordnung und einen zweiseitig gerichteten Sender/ Empfänger gebildet ist. Bei Anordnung des Kabels an einem zweiten Punkt besteht der Meßkopf aus der Wandleranordnung, dem zweiseitig gerichteten Sender/Empfänger und einer ersten Schalteinheit. Wird das Kabel an einem dritten Punkt vorgesehen, so wird der Meßkopf durch die Wandleranordnung, die zweiseitig gerichteten Sender/ Empfänger, die erste Schalteinheit und eine zweite Schalteinheit gebildet. Abhängig von der Anschlußstelle des Kabels ändert sich dabei die Anzahl der Signalleitungen. Der Wandleranordnung ist dabei ein impedanzwandlender Emitterfolger nachgeschaltet.

Es ist Aufgabe der Erfindung, ein Ultraschall-Abbildungsgerät zu schaffen, das selbst bei einer Wandlersonde mit großer Ausgangsimpedanz Echosignale eines hohen Rauschabstandes zu einer Signalprozessoreinheit zu liefern und dabei eine Erwärmung der Wandlersonde zu vermeiden vermag.

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 5.

Im folgenden sind bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigt

Fig. 1 ein Blockschaltbild zur Verdeutlichung des dem Ultraschall-Abbildungsgerät gemäß der Erfindung zugrundeliegenden Prinzips,

Fig. 2 ein Blockschaltbild eines Ultraschall-Abbildungsgeräts gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung und

Fig. 3 ein Blockschaltbild eines Ultraschall-Abbildungsgeräts gemäß einer anderen Ausführungsform der Erfindung.

Fig. 1 veranschaulicht in einem Blockschaltbild das Grundprinzip der Erfindung. Eine Ultraschall-Abbildungsschaltung umfaßt eine Wandlersonde 10, einen Hocheingangs/ Niedrigausgangsimpedanz-Wandler 20, von dem ein Teil in die Wandlersonde 10 einbezogen ist, ein Signalkabel 40 zum Übertragen eines Ausgangssignals bzw. Echosignals vom Impedanzwandler 20 und einen an das Signalkabel 40 angeschlossenen Signalprozessor 30 zum zweckmäßigen Verarbeiten der über das Signalkabel 40 von der Wandlersonde 10 empfangenen Echosignals.

Fig. 1 ist lediglich eine vereinfachte Darstellung zur Erleichterung des Verständnisses des Arbeitsprinzips; die vereinfacht dargestellte Anordnung ist wie folgt aufgebaut:

Die Wandlersonde 10 umfaßt z. B. 96 oder 128 Wandlerelemente, wobei nur ein Wandlerelement 1 in der Wandlersonde 10 dargestellt ist. Weiterhin ist der Schaltungsteil eines Emitterfolgers (Impedanzwandlers) 20, ausschließlich eines Emitterwiderstands Re, zum Umwandeln einer Impedanz des empfangenen Echosignals in der Wandlersonde 10 enthalten.

Wie erwähnt, besitzt das Wandlerelement 1 eine hohe Ausgangsimpedanz von z. B. etwa 400 Ω. Eine niedrige Eingangsimpedanz des Signalprozessors 30 beträgt z. B. etwa 200 Ω.

Die vom Wandlerelement 1 empfangenen Echos werden in Echosignale umgewandelt und der Basis (Basiselektrode) eines Transistors Tr des Emitterfolgers (Impedanzwandlers) 20 zugeführt. Aufgrund der Funktion des Emitterfolgers 20 mit an Masse liegendem Kollektor wird somit die Schaltungsimpedanz von einer hohen Eingangsimpedanz auf eine niedrige Ausgangsimpedanz umgewandelt. Die impedanzumgewandelten Echosignale werden über das Signalkabel 40 dem Signalprozessor (30) einer niedrigen Eingangsimpedanz zugeführt. Das Signalkabel 40 weist eine parasitäre Kapazität von typischerweise 110 pF/m auf. Wenn daher das Echosignal unmittelbar von einer Signalquelle einer hohen Eingangsimpedanz (d. h. vom Wandlerelement 1) zum Signalprozessor 30 übertragen wird, werden die Echosignale, insbesondere diejenigen hoher Frequenz, deutlich gedämpft.

Es wurde daher im Hinblick auf die beschriebene Signalverlust- oder -dämpfungscharakteristik aufgrund der höheren Impedanz eine wirksame Gegenmaßnahme für diesen Nachteil ins Auge gefaßt.

Der Emitterwiderstand Re des Emitterfolgers 20 strahlt aufgrund des ihn durchfließenden vergleichsweise großen Stroms auf der Grundlage des Ohm'schen Gesetzes eine große Wärmemenge ab. Da diese Wärmeabstrahlung medizinische Probleme hervorruft, ist der Emitterwiderstand Re an der Eingangsseite des Signalprozessors 30 an der Ausgangsseite des Kabels 40 angeordnet. Dieses Merkmal kann, mit anderen Worten, auch so ausgedrückt werden, daß der wärmeerzeugende Emitterwiderstand Re im Ultraschall- Abbildungsgerät an von der Wandlersonde 10 und dem Signalkabel 40 verschiedener Stelle angeordnet ist. Gemäß japanischer Industrienorm oder internationaler Norm IEC ist die Temperatur der Wandlersonde 10 zur Vermeidung einer Verbrennung eines Patienten auf 41-42°C begrenzt.

Ein Sende- oder Übertragungssignalsystem, wie ein Impulsgeber und dgl., ist zur Vereinfachung der Darstellung nicht veranschaulicht.

Im folgenden ist anhand von Fig. 2 ein das oben beschriebene Arbeitsprinzip anwendendes Ultraschall-Abbildungsgerät 100 gemäß einer ersten Ausführungsform der Erfindung beschrieben. Dabei sind den Schaltungsbauteilen von Fig. 1 entsprechende oder ähnliche Bauteile mit denselben Bezugsziffern wie vorher bezeichnet. Ebenso ist auch nur ein einziges Wandlerelement 1 der Wandlersonde 10 dargestellt, und es ist dabei vorausgesetzt, daß entsprechend dem einen Wandlerelement 1 nur ein einziger Signalverarbeitungskanal vorgesehen ist.

Das Ultraschall-Abbildungsgerät 100 gemäß Fig. 2 umfaßt ein Wandlerelement 1 der Ultraschallsonde 10, einen Sender/Empfängerteil 2, der in der Sonde 10 enthalten ist und einen Emitterfolger 20 aufweist, eine Prozessoreinheit 3, ein Signalkabel 40, einen Schalter 5 einer hohen Aushaltespannung und einen Signalprozessor 30.

Wie vorher erwähnt, enthält die Ultraschallsonde 10 eine Vielzahl von Wandlerelementen 1, die in einem Feld angeordnet sind. In Fig. 2 ist jedoch nur eines dieser Wandlerelemente 1 dargestellt.

Der Sender/Empfängerteil 2 ist in Entsprechung zum Wandlerelement 1 in der Ultraschallsonde 10 vorgesehen. Der Sender/Empfängerteil 2 läßt ein Übertragungssignal (Ansteuer- oder Treiberimpuls) für die Anregung des Wandlerelements 1 mit geringem Verlust passieren, und er empfängt das Empfangssignal vom Wandlerelement 1 bei einer hohen Impedanz und gibt das empfangene Empfangssignal mit niedriger Impedanz aus. Für die Realisierung dieser Funktionen sind allgemein verschiedene Arten von Schaltungsanordnungen denkbar. In bevorzugter Ausführungsform ist der Emitterfolger hauptsächlich durch einen bipolaren Transistor Tr gebildet, dessen Kollektor an Masse liegt. Dabei wird das Empfangssignal (Echosignal) vom Wandlerelement 1 über eine Diode D 1 zur Basis des Transistors Tr übertragen. Ein Emitterausgangssignal des Transistors Tr wird über eine Diode D 3 und das Signalkabel 40 zur Prozessoreinheit 3 übertragen. Widerstände R 1 und R 2 dienen zur Festlegung eines Potentials an einem Punkt B. Die Diode D 1 ist in Vorwärtsrichtung vorgespannt und wird durch einen über die Widerstände R 1 und R 2 fließenden Strom durchgeschaltet. Dioden D 4 und D 6 sowie eine Diode D 5, die zueinander parallelgeschaltet sind, sind zwischen den Kathoden der Dioden D 1 und D 3 angeordnet. Andererseits wird das von der Prozessoreinheit 3 gelieferte Übertragungssignal über die Diode D 5 an das Wandlerelement 1 angelegt. Die Dioden D 4 und D 6 sind vorgesehen, um die in der kapazitiven Komponente des Wandlerelements 1 gespeicherten Ladungen unmittelbar zu entladen.

Der Schalter 5 einer hohen Aushaltespannung verbindet selektiv das Wandlerelement mit dem Signalprozessor 30 der Prozessoreinheit 3, um das Wandlerelement 1 sequentiell und auf elektronischem Wege in einer sogenannten elektronischen Linearabtastung umzuschalten und anzusteuern. Damit im Empfangsmodus des Sender/Empfängerteils 2 ein Emitterstrom fließen kann, ist ein Emitterwiderstand R 3 zwischen dem Eingang des Signalprozessors 30 und dem Schalter 5 in der Prozessoreinheit 3 angeordnet. Wenn daher das Wandlerelement gemäß Fig. 2 als Wandlerelement 1 zur Durchführung der Ultraschallstrahl-Sende/Empfangsoperationen wirkt, ist der Schalter 5 geschlossen, wobei der Sender/Empfängerteil 2 als Sende/Empfangs-Signalübertragungseinrichtung arbeitet. Wenn dagegen das Wandlerelement 1 nicht zum Aussenden/Empfangen der Ultraschallstrahlen betätigt ist, ist der Schalter 5 offen, so daß der Sender/Empfangsteil 2 nicht als Sende/Empfangs-Signalübertragungseinrichtung wirkt. Da in diesem Fall der Emitterstrom des Emitterfolgers 20 in der Empfangssignalstrecke des Sender/Empfängerteils 2 nicht fließt, ist dessen Strombedarf sehr niedrig. Auf diese Weise wird folglich der mittlere elektrische Stromverbrauch aller Wandlerelemente reduziert.

Im allgemeinen bestimmt sich der Emitterstrom durch den Wert des Widerstands R 3, die Größe von der über dem Widerstand R3 anliegenden Spannung V_{DD 2} und die Größe des Potentials am Punkt A. Wenn jedoch der Stromwert klein ist, verringert sich der Stromverbrauch des Emitterfolgers 20, wobei jedoch entsprechend die Amplitude eines den Emitterfolger 20 durchlaufenden Signals begrenzt ist. Der reduzierte Anteil des mittleren Stromverbrauchs aufgrund der Umschaltoperation des Schalters 5 kann einer Vergrößerung des Emitterstroms zugewiesen werden, wodurch auch eine Begrenzung der Amplitude des den Emitterfolger 20 durchlaufenden Signals vermindert wird.

Die Prozessoreinheit 3 umfaßt ihrerseits einen Sender zum Erzeugen eines Übertragungs- oder Sendesignals, einen Empfänger zum Empfangen eines Empfangssignals, einen Signalprozessor zum Verarbeiten des empfangenen Empfangssignals, eine Anzeige- oder Wiedergabevorrichtung zum Anzeigen des Verarbeitungsergebnisses und dgl.

Da die Prozessoreinheit ähnlich aufgebaut ist wie bei einem bisherigen Gerät, kann auf eine nähere Beschreibung verzichtet werden.

Im folgenden ist anhand von Fig. 2 die Ultraschallstrahl- Übertragung beim Abbildungsgerät 100 beschrieben.

Ein von einem nicht im einzelnen dargestellten Sender oder Übertrager, d. h. einem Impulsgeber der Prozessoreinheit 3 erzeugter Ansteuerimpuls wird über den Schalter 5 und das Kabel 40 zum Sender/Empfängerteil 2 übertragen. Der übertragene Ansteuerimpuls läuft über die Diode D 5, um ein Übertragungssignal durch diese hindurchlaufen zu lassen. Dieser Ansteuerimpuls wird an das Wandlerelement 1 angelegt, so daß dieses einen Ultraschallstrahl erzeugt. Die Treiber- oder Ansteuerimpulsspannung ist allgemein auf eine hohe Spannung von etwa einem Mehrfachen von 10 V bis zu 100 V, aber weniger als 200 V eingestellt. Spannungen V_CC, V_{DD 1} und V_{DD 2} sind auf niedrige Spannungen von wenigen Volt eingestellt. Im Sendemodus werden daher die Dioden D 1 und D 3 durch den Ansteuerimpuls in Sperrichtung vorgespannt und gesperrt. Infolgedessen wird kein Ansteuerimpuls zwischen Basis und Emitter des Transistors Tr angelegt, wodurch ein Durchbruch des Transistors Tr verhindert wird. Daher werden die Dioden D 1 und D 3 auch als Schutzdioden bezeichnet.

Da der Ansteuerimpuls in Vorwärts- oder Durchlaßrichtung die Diode D 5 passiert und im Sendemodus an das Wandlerelement 1 angelegt wird, ist der Verlust (die Dämpfung) des Ansteuerimpulses (Übertragungssignal) im Signalkanal außerordentlich gering.

Die reflektierten Strahlen der durch das Wandlerelement 1 erzeugten Ultraschallstrahlen werden wieder vom Wandlerelement 1 empfangen. Die Empfangssignale (empfangenen Echos) werden dem Sender/Empfängerteil 2 zugeführt. Während der Zeit, während welcher kein Ansteuerimpuls am Wandlerelement 1 anliegt, wird der Vorspannzustand durch die Spannungen V_CC, V_{DD 1} und V_{DD 2} eingestellt, so daß die Dioden D 4, D 6 und D 5 sperren. Die Diode D 1 ist andererseits in Durchlaßrichtung vorgespannt und durch einen über die Widerstände R 1 und R 2 fließenden Strom durchgeschaltet. Die Diode D 3 ist in Durchlaßrichtung vorgespannt und durch einen Emitterstrom des Transistors Tr durchgeschaltet. Der Transistor Tr wirkt somit als Emitterfolger, wobei sich der Emitterstrom in Abhängigkeit von den empfangenen Echosignalen ändert. Ein bedeutsames Merkmal des Emitterfolgers 20 dessen Kollektor an Masse liegt, besteht darin, daß in an sich bekannter Weise seine Eingangsimpedanz hoch (ein Mehrfaches von 10 kΩ oder mehr) ist, während seine Ausgangsimpedanz niedrig (einige Ω bis zu mehreren 10 Ω) ist. Obgleich die Spannungsverstärkung nahezu 1 beträgt, ist die Stromverstärkung groß, und die Signale zwischen Basis und Emitter sind in Phase. Eine Änderung des Emitterstroms wird durch den Widerstand R 3 in eine Spannungsänderung umgesetzt. Das bei niedriger Impedanz abgegebene empfangene Echosignal wird vom Emitterfolger dem Signalprozessor 30 in der Prozessoreinheit 3 zugeführt. Während ein Ultraschallbild eines Untersuchungsobjekts in einem Signalverarbeitungsprozeß erzeugt werden kann, kann auch ein arithmetischer Arbeitsprozeß für die Unterscheidung des Gewebes eines Untersuchungsobjekts durchgeführt werden.

Da das Empfangssignal bei der beschriebenen Empfangsoperation bei niedriger Impedanz übertragen wird, wird eine ungünstige Beeinflussung der Signalübertragung durch die Streukapazität des Kabels 40 und der betreffenden Schaltung verhindert, so daß der Signalverlust bzw. die Signaldämpfung bei der Signalübertragung sehr gering ist. Infolgedessen ist der Rauschabstand im Vergleich zu einem herkömmlichen Ultraschall-Abbildungsgerät verbessert, bei dem ein Empfangssignal bei oder mit hoher Impedanz zur Signalverarbeitungsstufe übertragen wird. Der Rauschabstand wird dann besonders verbessert, wenn eine eine höhere Arbeitsfrequenz aufweisende Wandlersonde verwendet wird.

Im folgenden ist ein Abbildungsgerät 200 gemäß einer zweiten Ausführungsform der Erfindung beschrieben (Fig. 3).

Da die Schaltungsanordnung nach Fig. 3 derjenigen gemäß Fig. 2 weitgehend ähnlich ist, sind den Teilen von Fig. 2 entsprechende oder ähnliche Schaltungsbauteile mit denselben Bezugsziffern wie vorher bezeichnet und nicht mehr im einzelnen erläutert.

Die Anordnung nach Fig. 3 zeichnet sich dadurch aus, daß ein Emitterwiderstand R 4 des Emitterfolgers 50, der durch einen bipolaren Transistor Tr gebildet ist, in der Prozessoreinheit 3 zwischen den Schalter 5 mit hoher Aushaltespannung und das Signalkabel 40 geschaltet ist. Bei dieser Schaltungsanordnung ist der Emitterwiderstand R 4 mit 3,09 kΩ gewählt, während Belastungswiderstände R 1 und R 2 mit Werten von 9,09 kΩ bzw. 5,49 kΩ gewählt sind. Die in Fig. 3 angegebenen Spannungen von +4 V, -1 V und -5 V liegen an vorbestimmten Schaltungspunkten an. Wenn die Arbeitsfrequenz des Wandlerelements 1 auf z. B. 3,76 MHz gesetzt ist, beträgt die am Ausgangspunkt A des Sender/ Empfängerteils 2 zur Prozessoreinheit 3 gemessene Impedanz, nämlich die Ausgangsimpedanz des Impedanzwandlers, etwa 200 Ω.

Bei der praktisch realisierten Schaltung ist ein Widerstand von 50 Ω an der Basis des Transistors Tr eingeschaltet, um Schwingungen dieses Transistors zu verhindern.

Wie vorstehend beschrieben, wird somit ein Ultraschall-Abbildungsgerät geschaffen, bei dem eine Wärmeerzeugung in der Ultraschallsonde unterdrückt ist und bei dem das Echosignal mit verbessertem Rauschabstand von der Prozessoreinheit empfangen werden kann.

Diese oben erwähnten Wirkungen sind nachstehend näher erläutert.

Zunächst sei die Verbesserung des Rauschabstands erläutert. Auch wenn eine Mittenfrequenz des Wandlerelements vergleichsweise niedrig ist und z. B. 3,75 MHz beträgt, kann die Bandbreite dieses Wandlerelements vergleichsweise groß sein. Aus diesem Grund kann die Hochfrequenzkomponente dieser niedrigen Betriebs- oder Arbeitsfrequenz im Vergleich zu einem bisherigen Gerät zufriedenstellend reproduziert werden, so daß in vorteilhafter Weise die Auflösung des resultierenden Bilds verbessert ist.

Bei dem nach dem elektronischen Sektorabtastsystem arbeitenden Wandler sind stets alle Elemente angeregt und stets in den Empfangsmodus geschaltet. Infolgedessen ist die vom Emitterwiderstand R 3 des Emitterfolgers 20 erzeugte Gesamtwärmemenge außerordentlich groß, weil bei der tatsächlichen Schaltung die Wandlersonde 96 oder 128 Wandlerelemente verwendet, obgleich in den Zeichnungen nur ein einziges Wandlerelement dargestellt ist. Die erzeugte Wärmemenge kann daher effektiv in der Prozessoreinheit 3 verteilt oder abgeleitet werden. Infolgedessen kann eine ungünstige Beeinflussung des zu untersuchenden Körpers, nämlich aufgrund höherer Temperaturen infolge dieser großen Wärmemenge, sicher vermieden werden.

Die bei der Ausführungsform gemäß Fig. 2 erreichten Wirkungen und Vorteile sind nachstehend im einzelnen erläutert.

Zunächst zeichnet sich die Schaltung gemäß Fig. 2 dadurch, aus, daß der Emitterwiderstand R 3 des Emitterfolgers 20 der Wandlersonde 10 an die Ausgangsseite des Schalters 5 angeschlossen ist. Der Schalter 5 dient zum Wählen der Wandlerelemente, welche die Ultraschallstrahlen aussenden und empfangen, aus allen Wandlerelementen der Wandlersonde 10 und gleichzeitig zum Anschalten der gewählten Wandlerelemente an den Signalprozessor 30. Dies bedeutet, daß die durch den Schalter 5 eingeschalteten Impedanzwandler 20 in den Signalkanälen eingeschaltet sind und die in den Signalkanälen befindlichen Impedanzwandler 20, die durch den Schalter 5 abgeschaltet werden, jeweils abgeschaltet sind.

Schließlich wird die Ausgangsimpedanz des Impedanzwandlers 20 auf einen möglichst niedrigen Wert verringert. Zu diesem Zweck wird der Emitterstrom des Impedanzwandlers 20 erhöht.

Je größer der durch den Emitterwiderstand fließende Emitterstrom ist, um so größer ist die maximale Amplitude des Signals, das verzerrungsfrei den Impedanzwandler 20 durchläuft.

Eine Vergrößerung des Emitterstroms hat jedoch eine Vergrößerung der vom Emitterwiderstand erzeugten Wärmemenge zur Folge. Es sei angenommen, daß die pro Kanal des Impedanzwandlers 20 erzeugte Wärmemenge q[w] beträgt und die Zahl der gleichzeitig eingeschalteten Impedanzwandler "n" beträgt; in diesem Fall beträgt die Gesamtmenge der erzeugten Wärme Q

Q = qn[w] (1)

Die gesamte erzeugte Wärmemenge Q ist bekanntlich durch die zulässige maximale Wärmemenge begrenzt. Bei der Anordnung gemäß Fig. 2 kann daher die Größe von q[w] groß eingestellt werden. Da nämlich der Emitterstrom vergrößert sein kann, ergibt sich der Vorteil, daß die Ausgangsimpedanz des Impedanzwandlers 20 auf einen hohen Wert gesetzt werden kann, so daß sein praktischer Nutzwert verbessert ist.

Da der Emitterwiderstand R 3 an die Ausgangsseite des Schalters 5 angeschlossen ist, ergibt sich auch der Vorteil, daß die Signalverarbeitung mit Signalverarbeitungskanälen in einer kleineren Zahl als der Zahl der Wandlerelemente 1 der Wandlersonde 10 erfolgen kann.

Beispielsweise wird die Länge der Signalübertragungsstrecke, welche das Wandlerelement 1 mit der Eingangsklemme des Sender/Empfängerteils 2 verbindet, zweckmäßig möglichst kurz ausgelegt, weil die Ausgangsimpedanz des Wandlerelements 1 hoch ist. Zur Miniaturisierung der Ultraschallsonde kann andererseits der Sender/Empfängerteil 2 auch als integrierter Schaltkreis ausgelegt sein.

Obgleich vorstehend beispielhaft der Fall beschrieben ist, in welchem ein bipolarer Transistor verwendet wird, kann als Impedanzwandler auch ein Feldeffekttransistor (FET) oder ein Operationsverstärker verwendet werden. Im Fall eines Feldeffekttransistors wird ein Emitterfolger durch einen Sourcefolger ersetzt.

Claims (5)

1. Ultraschall-Abbildungsgerät (100; 200), mit:

• - einer Wandlersonde (10) mit einer Vielzahl von Wandlerelementen (1) zum Aussenden von Ultraschallstrahlen zu einem Untersuchungsobjekt hin und zum Empfangen der von letzterem reflektierten Strahlen zwecks Gewinnung von Echosignalen,
• - einer Signalprozessoreinheit (30) zum Verarbeiten der von der Wandlersonde (10) gewonnenen Echosignale, und
• - einer zwischen die Wandlersonde (10) und die Signalprozessoreinheit (30) geschalteten Echosignalkabel- Übertragungseinheit (40) zum Übertragen der Echosignale von der Wandlersonde (10) zur Signalprozessoreinheit (30) über die Echosignalkabel- Übertragungseinheit (490), wobei:
• - eine einen Emitterwiderstand (Re; R3; R4) aufweisende Emitterfolgereinheit (20; 50) zum Umwandeln einer hohen Eingangsimpedanz in eine niedrige Ausgangsimpedanz vorgesehen ist, die Echosignale über die Echosignalkabel-Übertragungseinheit (40) mit der niedrigen Ausgangsimpedanz zur Signalprozessoreinheit (30) ausgibt,
• - die Emitterfolgereinheit (20; 50) mit Ausnahme des Emitterwiderstands (Re; R3; R4) in der Wandlersonde (10) angeordnet ist und
• - ein Anschluß des Emitterwiderstandes (Re; R3; R4) zwischen die Echosignal-Übertragungseinheit (40) und die Signalprozessoreinheit (30) eingeschaltet ist.

2. Ultraschall-Abbildungsgerät (100) nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch einen zwischen die Echosignalkabel- Übertragungseinheit (40) und den Emitterwiderstand (R3) geschalteten Schalter (5) mit hoher Aushaltespannung zum selektiven Verbinden von Wandlersonde (10) und Signalprozessoreinheit (30) zwecks Lieferung der Echosignale zur Signalprozessoreinheit (30).

3. Ultraschall-Abbildungsgerät (100) nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch einen zwischen den Emitterwiderstand (R4) und die Signalprozessoreinheit (30) geschalteten Schalter (5) mit hoher Aushaltespannung zum selektiven Verbinden von Wandlersonde (10) und Signalprozessoreinheit (30) zwecks Lieferung der Echosignale zu letzterer.

4. Ultraschall-Abbildungsgerät (100) nach Anspruch 2, gekennzeichnet durch mit der Emitterfolgereinheit (20) verbundene Schutzdioden (D0, D1, D3, D4, D6) zum Schutze der Emitterfolgereinheit (20) vor die Wandlerelemente (1) beaufschlagenden Hochspannungs- Übertragungsimpulsen.

5. Ultraschall-Abbildungsgerät (200) nach Anspruch 3, gekennzeichnet durch mit der Emitterfolgereinheit (50) verbundene Schutzdioden (D0, D1, D3, D4, D6) zum Schutze der Emitterfolgereinheit (50) vor die Wandlerelemente (1) beaufschlagenden Hochspannungs- Übertragungsimpulsen.