DE4331020A1 - Ultrasonic medical investigation and treatment appts. with three=dimension display - uses focussing piezoelectric ultrasonic source with two or three dimensional receiving transducer array - Google Patents

Ultrasonic medical investigation and treatment appts. with three=dimension display - uses focussing piezoelectric ultrasonic source with two or three dimensional receiving transducer array

Info

Publication number
DE4331020A1
DE4331020A1 DE4331020A DE4331020A DE4331020A1 DE 4331020 A1 DE4331020 A1 DE 4331020A1 DE 4331020 A DE4331020 A DE 4331020A DE 4331020 A DE4331020 A DE 4331020A DE 4331020 A1 DE4331020 A1 DE 4331020A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
acoustic waves
imaging
imaging lens
focus
source
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
DE4331020A
Other languages
German (de)
Inventor
Sylvester Dipl Ing Oppelt
Arnim Dipl Ing Rohwedder
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Siemens AG
Original Assignee
Siemens AG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Siemens AG filed Critical Siemens AG
Priority to DE4331020A priority Critical patent/DE4331020A1/en
Priority to US08/150,989 priority patent/US5370120A/en
Priority to JP5307985A priority patent/JPH06230489A/en
Publication of DE4331020A1 publication Critical patent/DE4331020A1/en
Withdrawn legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01SRADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S15/00Systems using the reflection or reradiation of acoustic waves, e.g. sonar systems
    • G01S15/88Sonar systems specially adapted for specific applications
    • G01S15/89Sonar systems specially adapted for specific applications for mapping or imaging
    • G01S15/8906Short-range imaging systems; Acoustic microscope systems using pulse-echo techniques
    • G01S15/8993Three dimensional imaging systems
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61BDIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B17/00Surgical instruments, devices or methods, e.g. tourniquets
    • A61B17/22Implements for squeezing-off ulcers or the like on the inside of inner organs of the body; Implements for scraping-out cavities of body organs, e.g. bones; Calculus removers; Calculus smashing apparatus; Apparatus for removing obstructions in blood vessels, not otherwise provided for
    • A61B17/225Implements for squeezing-off ulcers or the like on the inside of inner organs of the body; Implements for scraping-out cavities of body organs, e.g. bones; Calculus removers; Calculus smashing apparatus; Apparatus for removing obstructions in blood vessels, not otherwise provided for for extracorporeal shock wave lithotripsy [ESWL], e.g. by using ultrasonic waves
    • A61B17/2256Implements for squeezing-off ulcers or the like on the inside of inner organs of the body; Implements for scraping-out cavities of body organs, e.g. bones; Calculus removers; Calculus smashing apparatus; Apparatus for removing obstructions in blood vessels, not otherwise provided for for extracorporeal shock wave lithotripsy [ESWL], e.g. by using ultrasonic waves with means for locating or checking the concrement, e.g. X-ray apparatus, imaging means
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61BDIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B5/00Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
    • A61B5/103Detecting, measuring or recording devices for testing the shape, pattern, colour, size or movement of the body or parts thereof, for diagnostic purposes
    • A61B5/1036Measuring load distribution, e.g. podologic studies
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61BDIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B8/00Diagnosis using ultrasonic, sonic or infrasonic waves
    • A61B8/08Detecting organic movements or changes, e.g. tumours, cysts, swellings
    • A61B8/0833Detecting organic movements or changes, e.g. tumours, cysts, swellings involving detecting or locating foreign bodies or organic structures
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61BDIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B8/00Diagnosis using ultrasonic, sonic or infrasonic waves
    • A61B8/48Diagnostic techniques
    • A61B8/483Diagnostic techniques involving the acquisition of a 3D volume of data
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01SRADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S15/00Systems using the reflection or reradiation of acoustic waves, e.g. sonar systems
    • G01S15/88Sonar systems specially adapted for specific applications
    • G01S15/89Sonar systems specially adapted for specific applications for mapping or imaging
    • G01S15/8906Short-range imaging systems; Acoustic microscope systems using pulse-echo techniques
    • G01S15/8909Short-range imaging systems; Acoustic microscope systems using pulse-echo techniques using a static transducer configuration
    • G01S15/8915Short-range imaging systems; Acoustic microscope systems using pulse-echo techniques using a static transducer configuration using a transducer array
    • G01S15/8925Short-range imaging systems; Acoustic microscope systems using pulse-echo techniques using a static transducer configuration using a transducer array the array being a two-dimensional transducer configuration, i.e. matrix or orthogonal linear arrays
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01SRADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S15/00Systems using the reflection or reradiation of acoustic waves, e.g. sonar systems
    • G01S15/88Sonar systems specially adapted for specific applications
    • G01S15/89Sonar systems specially adapted for specific applications for mapping or imaging
    • G01S15/8906Short-range imaging systems; Acoustic microscope systems using pulse-echo techniques
    • G01S15/8909Short-range imaging systems; Acoustic microscope systems using pulse-echo techniques using a static transducer configuration
    • G01S15/8929Short-range imaging systems; Acoustic microscope systems using pulse-echo techniques using a static transducer configuration using a three-dimensional transducer configuration
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61BDIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B5/00Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
    • A61B5/72Signal processing specially adapted for physiological signals or for diagnostic purposes
    • A61B5/7203Signal processing specially adapted for physiological signals or for diagnostic purposes for noise prevention, reduction or removal
    • A61B5/7207Signal processing specially adapted for physiological signals or for diagnostic purposes for noise prevention, reduction or removal of noise induced by motion artifacts
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01SRADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S15/00Systems using the reflection or reradiation of acoustic waves, e.g. sonar systems
    • G01S15/88Sonar systems specially adapted for specific applications
    • G01S15/89Sonar systems specially adapted for specific applications for mapping or imaging
    • G01S15/8906Short-range imaging systems; Acoustic microscope systems using pulse-echo techniques
    • G01S15/899Combination of imaging systems with ancillary equipment

Landscapes

  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Remote Sensing (AREA)
  • Radar, Positioning & Navigation (AREA)
  • Acoustics & Sound (AREA)
  • Surgery (AREA)
  • Medical Informatics (AREA)
  • Nuclear Medicine, Radiotherapy & Molecular Imaging (AREA)
  • Heart & Thoracic Surgery (AREA)
  • Molecular Biology (AREA)
  • Biomedical Technology (AREA)
  • Animal Behavior & Ethology (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Public Health (AREA)
  • Veterinary Medicine (AREA)
  • Biophysics (AREA)
  • Radiology & Medical Imaging (AREA)
  • Pathology (AREA)
  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Oral & Maxillofacial Surgery (AREA)
  • Dentistry (AREA)
  • Orthopedic Medicine & Surgery (AREA)
  • Vascular Medicine (AREA)
  • Ultra Sonic Daignosis Equipment (AREA)
  • Surgical Instruments (AREA)

Abstract

The ultrasonic source (1) is a spherically shaped piezoelectric device with a central opening (2) producing ultrasonic waves in a sector (RS1 to RS2) with a focus point (F) on the optical axis (A). In the free space bounded by an inner sector (RS2,RS2) an acoustic lens (3) is positioned with a focal point (F) lying in the optical axis of the transducer array (4). The latter consists of a spatial 4 x 4 x 4 ultrasonic sensor matrix whose output signals are acquired by an electronic unit (5) and displayed on a VDU (6). USE/ADVANTAGE - Therapeutic ultrasonic treatment of internal organs using display for location purposes. Simple and time-saving.

Description

Die Erfindung betrifft eine Ultraschall-Abbildungseinrichtung zur Erzeugung eines Ultraschallbildes eines Objektes sowie eine Therapieeinrichtung zur Behandlung eines im Körper eines Pati­ enten befindlichen Objektes mit fokussierten akustischen Wel­ len, welche als Ortungseinrichtung für das zu behandelnde Ob­ jekt eine derartige Ultraschall-Abbildungseinrichtung enthält.The invention relates to an ultrasound imaging device to generate an ultrasound image of an object and a Therapy device for treating a patient's body object located with focused acoustic world len, which as a location device for the object to be treated contains such an ultrasound imaging device.

Übliche Ultraschall-Abbildungseinrichtungen erzeugen in der Re­ gel ein zweidimensionales Bild eines abzubildenden Objektes, wobei es sich bei dem erzeugten Bild, sieht man von den soge­ nannten Ultraschall-Kameras (US-PS 5 072 722) ab, in der Regel um ein Schnittbild des Objektes handelt, wie beispielsweise im Falle des weitverbreiteten B-Mode-Ultraschallbildes (US-PS 4 526 168). Dreidimensionale Ultraschallbilder können in der Regel nur mit sehr hohem Aufwand erzeugt werden, beispielsweise durch zeitlich aufeinanderfolgende Anfertigung einer unter­ schiedliche Bereiche des Objektes erfassenden Anzahl von Ultra­ schall-Schnittbildern, aus denen dann die Daten zur Anfertigung eines dreidimensionalen Ultraschallbildes extrahiert werden (US-PS 5 005 579). Ein solches Vorgehen ist umständlich und zeitaufwendig im Vergleich zu den üblichen Ultraschall-Schnitt­ bild-Abbildungseinrichtungen, die Echtzeitbilder liefern. In Therapieeinrichtungen zur Behandlung von im Körper eines Pati­ enten befindlichen Objekten mit fokussierten akustischen Wellen sind daher als Ultraschall-Ortungseinrichtungen fast aus­ schließlich Ultraschall-Abbildungseinrichtungen enthalten, die lediglich Schnittbilder liefern. Dennoch wäre es im Interesse einer effektiveren und für den Patienten schonenderen Behand­ lung ein Fortschritt, über zusätzliche Bildinformation bezüg­ lich des zu behandelnden Objektes verfügen zu können, die die Ausrichtung der Therapieeinrichtung und des Körpers des Pati­ enten relativ zueinander einfacher gestalten würden.Conventional ultrasound imaging devices produce in the Re gel a two-dimensional image of an object to be imaged, where it is with the generated image, one sees from the so-called called ultrasonic cameras (US Pat. No. 5,072,722), as a rule is a sectional view of the object, such as in Case of the widespread B-mode ultrasound image (U.S. Patent No. 4,526,168). Three-dimensional ultrasound images can be made in the Usually only be generated with great effort, for example by making one under different areas of the object-detecting number of ultra sound cross-sectional images, from which the data for the production a three-dimensional ultrasound image are extracted (U.S. Patent 5,005,579). Such an approach is cumbersome and time consuming compared to the usual ultrasonic cut Image imaging devices that provide real-time images. In Therapy devices for the treatment of in the body of a pati objects located with focused acoustic waves are therefore almost out of ultrasound tracking devices finally contain ultrasound imaging devices that only deliver sectional images. Still, it would be in the interest a more effective and gentler treatment progress, via additional image information  Lich to be able to dispose of the object to be treated Alignment of the therapy facility and the patient's body would make ducks simpler relative to each other.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Ultraschall-Ab­ bildungseinrichtung anzugeben, die es auf einfache, zeit­ sparende und damit kostengünstige Weise gestattet, räumliche Ultraschallbilder eines Objektes anzufertigen. Der Erfindung liegt weiterhin die Aufgabe zugrunde, eine Therapieeinrichtung zur Behandlung eines im Körper eines Patienten befindlichen Ob­ jektes mit fokussierten akustischen Wellen anzugeben, deren Ul­ traschall-Ortungseinrichtung im Interesse einer besseren Aus­ richtung der Therapieeinrichtung und des Körpers des Patienten relativ zueinander gegenüber herkömmlichen Therapieeinrichtun­ gen zusätzliche Bildinformationen liefert.The invention has for its object an ultrasound Ab educational institution specifying it on simple, time Economical and therefore economical way allowed, spatial Take ultrasound pictures of an object. The invention is still the task of a therapy facility for the treatment of an ob in the body of a patient jektes with focused acoustic waves whose ul Traschall locating device in the interest of a better Aus Direction of the therapy facility and the patient's body relative to each other compared to conventional therapy facilities provides additional image information.

Nach der Erfindung wird der die Ultraschall-Abbildungseinrich­ tung betreffende Teil der Aufgabe gelöst durch eine Ultra­ schall-Abbildungseinrichtung zur Abbildung eines Objektes, aufweisendAccording to the invention, the ultrasound imaging device part of the task solved by an Ultra sound imaging device for imaging an object, having

  • a) eine Quelle akustischer Wellen, welche impulsartige, in ei­ nem Fokus zusammenlaufende akustische Wellen erzeugt,a) a source of acoustic waves, which are pulse-like, in egg generates converging acoustic waves at the focus,
  • b) eine akustische Abbildungslinse, deren objektseitiger Brenn­ punkt im Bereich des Fokus der akustischen Wellen liegt,b) an acoustic imaging lens, the object-side focal point lies in the area of the focus of the acoustic waves,
  • c) Ultraschall-Sensormittel mit einer wenigstens zweidimen­ sionalen Sensormatrix, die im Bereich des bildseitigen Brennpunktes der Abbildungslinse angeordnet ist, welche der räumlichen Verteilung des Druckes der an dem abzubildenden Objekt reflektierten, durch die Abbildungslinse getretenen Anteile der impulsartigen akustischen Wellen entsprechende elektrische Ausgangssignale abgeben, c) Ultrasonic sensor means with at least two dimens sional sensor matrix in the area of the image side Focal point of the imaging lens is arranged, which is the spatial distribution of the pressure on the image to be imaged Reflected object, stepped through the imaging lens Corresponding proportions of the pulse-like acoustic waves output electrical output signals,  
  • d) eine Bilderzeugungselektronik, der die Ausgangssignale der Ultraschall-Sensormittel zugeführt sind und die auf Grund­ lage der Ausgangssignale ein maßstäbliches, reelles, drei­ dimensionales Bild des Objektes generiert, undd) imaging electronics, which the output signals of the Ultrasound sensor means are supplied and the reason the output signals were scaled, real, three dimensional image of the object generated, and
  • e) Anzeigemittel, die das Bild, vorzugsweise perspektivisch oder zweidimensional, anzeigen.e) display means showing the image, preferably in perspective or two-dimensional.

Während im Falle herkömmlicher, nach dem Schnittbildprinzip arbeitender Ultraschall-Abbildungseinrichtungen eine Vielzahl von impulsartigen akustischen Wellen ausgesendet werden muß, um ein einziges Schnittbild zu erzeugen (die erzielbare Auflösung nimmt mit der Anzahl der ausgesendeten impulsartigen akusti­ schen Wellen zu), genügt im Falle der Erfindung infolge der Verwendung einer wenigstens zweidimensionalen Sensormatrix un­ abhängig von der Auflösung der Sensormatrix eine einzige im­ pulsartige akustische Welle, um bezüglich derjenigen Fläche, in der sich die Drucksensoren der Sensormatrix befinden, die zur Bilderzeugung erforderlichen Signale zu erhalten. Auf diese Weise wird ein erheblicher Geschwindigkeitsgewinn erzielt. In der Tat ist es so, daß bei Verwendung einer zweidimensionalen Sensormatrix unter der Voraussetzung jeweils gleicher Schallaufzeiten ein dreidimensionales Ultraschallbild in im wesentlichen der gleichen Zeit erzeugbar ist wie ein herkömm­ liches Ultraschall-Schnittbild, so daß dreidimensionale Ultra­ schallbilder in Echtzeit erzeugt werden können. Unter in Echt­ zeit erzeugten Ultraschallbildern sollen hier solche Ultra­ schallbilder verstanden werden, die in einer so kurzen Zeit­ spanne erzeugt werden, daß der im Bild repräsentierte Zustand auch bei bewegten Objekten im wesentlichen mit dem bei Abschluß der Bilderzeugung vorliegenden Zustand des Objektes überein­ stimmt. Die Dauer des Bilderzeugungsvorganges darf also für me­ dizinische Zwecke 200 bis 300 ms nicht wesentlich übersteigen und sollte größenordnungsmäßig vorzugsweise bei ca. 60 ms lie­ gen, da dann bei kontinuierlicher, unmittelbar aufeinanderfol­ gender Bilderzeugung die Darstellung des Objektes als flimmer­ bzw. ruckfrei empfunden wird. Die Bilderzeugung kann auf ähnli­ che Weise (z. B. Zeitfensterung) wie bei herkömmlichen Ultra­ schallgeräten erfolgen. Die Bilderzeugung kann aber auch durch einen Rechenvorgang erfolgen, dem aus der Strahlenoptik an sich bekannte Algorithmen zugrunde liegen.While in the case of conventional, according to the layplan principle working ultrasound imaging equipment a variety must be emitted by pulsed acoustic waves in order to generate a single slice (the achievable resolution increases with the number of impulsive acoustics emitted waves), is sufficient in the case of the invention due to the Use of an at least two-dimensional sensor matrix un depending on the resolution of the sensor matrix, a single im pulse-like acoustic wave to in relation to the area in which are the pressure sensors of the sensor matrix, which are used for Get the signals necessary for imaging. To this In this way, a considerable gain in speed is achieved. In in fact, when using a two-dimensional Sensor matrix provided the same in each case A three-dimensional ultrasound image in im can be generated essentially at the same time as a conventional one Lich ultrasound cross-section, so that three-dimensional ultra sound images can be generated in real time. Under in real Ultrasound images generated at this time are said to be ultra sound pictures can be understood in such a short time span are generated that the state represented in the image also in the case of moving objects essentially with that at the end the present state of the object Right. The duration of the image creation process can therefore be for me medical purposes do not significantly exceed 200 to 300 ms  and should preferably be in the order of magnitude of approximately 60 ms gene, since then with continuous, immediately successive gender imaging the representation of the object as flicker or is felt smoothly. Imaging can be done in a similar way way (e.g. time window) as with conventional Ultra sound devices. Imaging can also be done by a computation process that results from the radiation optics itself known algorithms are based.

Bei Verwendung einer zweidimensionalen Sensormatrix ist gemäß einer Variante der Erfindung vorgesehen, daß die Ultraschall- Sensormittel eine ebene in mehrere, vorzugsweise regelmäßig angeordnete Drucksensoren unterteilte Sensormatrix und Mittel zum Verstellen des Abstandes zwischen der Sensormatrix und der Abbildungslinse aufweisen. Die Verstellung erfolgt schritt­ weise, vorzugsweise mit einer Schrittweite, die dem Abstand zwischen zwei einander benachbarten Drucksensoren der zwei­ dimensionalen Sensormatrix entspricht. Es wird so erreicht, daß die Messung der räumlichen Verteilung des Druckes an räumlich regelmäßig angeordnete Meßstellen erfolgt. Die Verstellung des Abstandes zwischen der Sensormatrix und der Abbildungslinse kann sowohl durch Verstellung der Sensormatrix relativ zu der Abbildungslinse als auch durch Verstellung der Abbildungslinse relativ zu der Sensormatrix erfolgen. Die Verstellung erfolgt vorzugsweise in Richtung der akustischen Achse der Abbildungslinse.When using a two-dimensional sensor matrix according to a variant of the invention provided that the ultrasonic Sensor means one level in several, preferably regularly arranged pressure sensors divided sensor matrix and means to adjust the distance between the sensor matrix and the Have imaging lens. The adjustment is made step by step wise, preferably with a step size that corresponds to the distance between two adjacent pressure sensors of the two corresponds to the dimensional sensor matrix. It is achieved that the measurement of the spatial distribution of the pressure on spatial regularly arranged measuring points. The adjustment of the Distance between the sensor matrix and the imaging lens can both by adjusting the sensor matrix relative to the Imaging lens as well as by adjusting the imaging lens relative to the sensor matrix. The adjustment is made preferably in the direction of the acoustic axis of the Imaging lens.

Während im Falle der Verwendung einer zweidimensionalen Sensor­ matrix zur Erstellung eines dreidimensionalen Bildes des Objek­ tes eine Anzahl von impulsartigen akustischen Wellen benötigt wird, die gleich der Anzahl der Schritte ist, um die der Ab­ stand zwischen der Sensormatrix und der Abbildungslinse ver­ stellt werden muß, genügt im Falle einer bevorzugten Ausfüh­ rungsform der Erfindung zur Erstellung des dreidimensionalen Bildes des Objektes eine einzige impulsartige akustische Welle. Diese Ausführungsform der Erfindung sieht vor, daß die Ultra­ schall-Sensormittel als dreidimensionale Sensormatrix ausge­ führt sind, welche eine vorzugsweise regelmäßige räumliche An­ ordnung von Drucksensoren enthält. Die Erfassung der räumlichen Verteilung des Druckes kann also anhand der reflektierten An­ teile einer einzigen impulsartigen akustischen Welle erfolgen. Im Falle einer dreidimensionalen Sensormatrix ist somit die Bildfolgefrequenz nach oben letztlich nur durch die maximale Folgefrequenz der impulsartigen akustischen Wellen begrenzt ist. Die Verwendung einer dreidimensionalen Sensormatrix bietet außerdem den Vorteil, daß das Bild frei von jeglichen Be­ wegungsartefakten ist, die notwendigerweise auftreten müssen, wenn mehr als eine impulsartige akustische Welle zur Erzeugung eines Bildes erforderlich ist. Die Verwendung mehrerer impuls­ artiger akustischer Wellen könnte allenfalls dann erforderlich werden, wenn das Objekt eine solche Größe aufweist, daß das er­ zeugte Bild die Abmessungen der dreidimensionalen Sensormatrix überschreitet und somit eine Verlagerung der Sensormatrix und des Objektes relativ zueinander erforderlich ist, um eine voll­ ständige Abbildung des Objektes zu ermöglichen. Selbst in die­ sem Falle genügen jedoch einige wenige impulsartige akustische Wellen, um das gesamte räumliche Bild zu erzeugen.While in the case of using a two-dimensional sensor matrix for creating a three-dimensional image of the object tes needs a number of pulse-like acoustic waves which is equal to the number of steps by which the Ab stood between the sensor matrix and the imaging lens must be provided is sufficient in the case of a preferred embodiment Form of the invention for creating the three-dimensional  Image of the object a single pulse-like acoustic wave. This embodiment of the invention provides that the Ultra sound sensor means designed as a three-dimensional sensor matrix leads, which is a preferably regular spatial An order of pressure sensors contains. Capturing the spatial Distribution of the pressure can therefore be based on the reflected An parts of a single pulse-like acoustic wave. In the case of a three-dimensional sensor matrix, this is Frame rate upwards ultimately only by the maximum The repetition frequency of the pulse-like acoustic waves is limited is. The use of a three-dimensional sensor matrix offers also the advantage that the picture is free of any Be is motion artifacts that must necessarily occur when generating more than one pulse-like acoustic wave an image is required. The use of multiple impulses like acoustic waves could then be necessary at most if the object is of such a size that it image created the dimensions of the three-dimensional sensor matrix exceeds and thus a shift of the sensor matrix and of the object relative to each other is required to be a full to enable permanent mapping of the object. Even in that In this case, however, a few impulsive acoustic signals are sufficient Waves to create the entire spatial image.

Die dreidimensionale Sensormatrix läßt sich gemäß einer weite­ ren bevorzugten Ausführungsform auf technisch besonders ein­ fache Weise realisieren, wenn sie als Multilayer-Anordnung von jeweils in mehrere Drucksensoren unterteilten, piezoelektrisch aktivierten und mit Elektroden versehenen Polyvinyliden­ fluorid (PVDF)-Folien ausgeführt ist.The three-dimensional sensor matrix can be adjusted according to a wide range ren preferred embodiment on technically particularly simple way to realize when as a multilayer arrangement of each divided into several pressure sensors, piezoelectric activated and provided with electrodes polyvinylidene fluoride (PVDF) films is executed.

Derartige Folien sind im Handel erhältlich und lassen sich in an sich bekannter Weise leicht in einer solchen Weise mit Elek­ troden versehen, daß sich eine zweidimensionale Sensormatrix ergibt. Mehrere solcher zweidimensionaler Sensormatrizen werden dann, beispielsweise durch Kleben, zu einer dreidimensionalen Sensormatrix in Form einer Multilayer-Anordnung verbunden.Such films are commercially available and can be found in in a known manner easily in such a way with Elek troden provided that there is a two-dimensional sensor matrix  results. Several such two-dimensional sensor matrices are available then, for example by gluing, to a three-dimensional one Sensor matrix connected in the form of a multilayer arrangement.

Um eine Anpassung an unterschiedliche Verhältnisse zu ermög­ lichen, kann es zweckmäßig sein, wenn der Fokus der impulsarti­ gen akustischen Wellen relativ zu der Abbildungslinse verla­ gerbar ist. In diesem Falle ist gemäß einer Variante der Erfin­ dung vorgesehen, daß die Abbildungslinse als Linse veränderli­ cher Brennweite ausgeführt ist, deren Brennweite bei der Verla­ gerung des Fokus der impulsartigen akustischen Wellen derart verstellt wird, daß der objektseitige Brennpunkt der Abbil­ dungslinse wenigstens im wesentlichen im Fokus der impulsarti­ gen akustischen Wellen liegt.To enable adaptation to different conditions lichen, it can be useful if the focus of the impulsarti towards acoustic waves relative to the imaging lens is storable. In this case, according to a variant, the inven tion provided that the imaging lens as a variable lens cher focal length is executed, the focal length at Verla the focus of the impulsive acoustic waves is adjusted that the object focal point of the Abbil at least essentially in the focus of the impulse types against acoustic waves.

Die Abbildungslinse kann in Form einer materiell vorhandenen Abbildungslinse gänzlich entfallen, wenn sie durch einen ent­ sprechenden, in der Bilderzeugungselektronik implementierten Simulations-Algorithmus gebildet ist. Durch einen solchen Simu­ lations-Algorithmus läßt sich auch beim Vorhandensein einer Ab­ bildungslinse fester Brennweite eine Abbildungslinse veränder­ licher Brennweite simulieren. Derartige aus der Strahlenoptik an sich bekannte Algorithmen beruhen darauf, daß es bei Kennt­ nis der räumlichen Druckverteilung und der Ausbreitungsweise der reflektierten Anteile der impulsartigen akustischen Wellen ohne weiteres möglich ist, durch Anwendung des Brechungsgeset­ zes diejenige Druckverteilung zu errechnen, die sich ergeben würde, wenn sich eine Abbildungslinse bestimmter akustischer Eigenschaften im Ausbreitungsweg der reflektierten Anteile be­ finden würde.The imaging lens can be in the form of a material one Imaging lenses are completely eliminated if they are replaced by an ent speaking, implemented in the imaging electronics Simulation algorithm is formed. Through such a simu lations algorithm can also be in the presence of an Ab fixed focal length educational lens change an imaging lens simulate focal length. Such from radiation optics algorithms known per se are based on the fact that, when known nis the spatial pressure distribution and the way of spreading of the reflected parts of the pulse-like acoustic waves is easily possible by using the refractive law zes to calculate the pressure distribution that results would, if an imaging lens is certain acoustic Properties in the propagation path of the reflected parts would find.

Gemäß einer Variante der Erfindung ist vorgesehen, daß die Quelle akustischer Wellen Stoßwellen als impulsartige akusti­ sche Wellen erzeugt. Bei Stoßwellen handelt es sich um akusti­ sche Druckimpulse mit extrem steiler Anstiegsfront.According to a variant of the invention it is provided that the Source of acoustic waves Shock waves as impulsive acousti generated waves. Shock waves are acoustical  pressure impulses with an extremely steep rise front.

Der eine Therapieeinrichtung betreffende Teil der Aufgabe wird nach der Erfindung gelöst durch eine Therapieeinrichtung zur Behandlung eines im Körper eines Patienten befindlichen Objek­ tes mit fokussierten akustischen Wellen, welche eine Quelle fo­ kussierter akustischer Wellen und als Ortungseinrichtung zur Ortung eines zu behandelnden Objektes eine Ultraschall-Abbil­ dungseinrichtung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 7 enthält, wo­ bei die Quelle fokussierter akustischer Wellen sowohl die zur Behandlung dienenden fokussierten akustischen Wellen als auch die zur Bilderzeugung dienenden impulsartigen akustischen Wel­ len erzeugt und wobei in das Bild eine die momentane Lage der Fokuszone der zur Behandlung dienenden fokussierten akustischen Wellen angebende Marke eingeblendet ist. Da die Ortungs­ einrichtung der erfindungsgemäßen Therapieeinrichtung ein drei­ dimensionales Bild erstellt, stehen zusätzliche Informationen zur Verfügung, um die Therapieeinrichtung und den Körper des zu behandelnden Patienten relativ zueinander derart auszurichten, daß sich eine optimale Lage des zu behandelnden Objektes in der Fokuszone der zur Behandlung dienenden fokussierten akustischen Wellen ergibt. Somit ist eine effektivere und für den Patienten schonendere Behandlung möglich. Besondere Vorteile ergeben sich dann, wenn die Fokuszone der zur Behandlung dienenden fokus­ sierten akustischen Wellen klein gegen das zu behandelnde Ob­ jekt ist und eine Beaufschlagung von Gewebe außerhalb des zu behandelnden Objektes vermieden werden muß. Anhand der im Falle der erfindungsgemäßen Therapieeinrichtung zur Verfügung stehen­ den dreidimensionalen Bildinformationen ist es nämlich zuver­ lässig und auf einfache Weise möglich, die Fokuszone der zur Behandlung dienenden fokussierten akustischen Wellen und den Patienten bzw. das Objekt so relativ zueinander zu verlagern, daß die Fokuszone ausschließlich das zu behandelnde Objekt "abtastet". Ein wesentlicher Vorteil ist auch, daß die Ortungs­ einrichtung rasch aufeinanderfolgend Bilder zu erzeugen vermag, so daß eventuelle Verlagerungen des Patienten bzw. des zu be­ handelnden Objektes relativ zu der Therapieeinrichtung sofort ihren Niederschlag in der dreidimensionalen Bildinformation finden und somit bei der Therapie berücksichtigt werden können.The part of the task relating to a therapy facility becomes solved according to the invention by a therapy device for Treatment of an object in a patient's body tes with focused acoustic waves, which a source fo kissed acoustic waves and as a locating device for Locating an object to be treated with an ultrasound image dungseinrichtung according to any one of claims 1 to 7, where at the source of focused acoustic waves both those for Treating focused acoustic waves as well the impulsive acoustic worlds used for image generation len generates and in the picture a the current position of the Focus zone of the focused acoustic treatment Brand indicating waves is shown. Because the location device of the therapy device according to the invention a three created dimensional image, there is additional information available to the therapy facility and the body of the patient align treating patients relative to each other in such a way that there is an optimal location of the object to be treated in the Focus zone of the focused acoustic treatment Waves. Thus, it is more effective and for the patient gentler treatment possible. There are special advantages then when the focus zone of the focus serving for treatment acoustic waves were small against the object to be treated is and an exposure to tissue outside of the object to be treated must be avoided. Based on the case the therapy device according to the invention are available the three-dimensional image information is namely reliable casual and easy possible, the focus zone for the Treatment-focused acoustic waves and the To shift patients or the object relative to each other, that the focus zone is only the object to be treated "scans". A major advantage is that the location  device is able to produce images in quick succession, so that any relocations of the patient or to be object immediately relative to the therapy facility is reflected in the three-dimensional image information find and can thus be taken into account in the therapy.

Gemäß einer Variante der Erfindung ist eine akustische Linse vorgesehen, die einen Bereich zur Fokussierung der zur Behand­ lung dienenden akustischen Wellen und einen die Abbildungslinse bildenden Bereich aufweist. In kostengünstiger und konstruktiv einfacher Weise übernimmt so ein einziges Bauteil die Funk­ tionen der Fokussierungseinrichtung für die zur Behandlung dienenden fokussierten akustischen Wellen und der Abbildungs­ linse.According to a variant of the invention is an acoustic lens provided an area for focusing the treatment acoustic waves and the imaging lens has forming area. In less expensive and constructive A single component simply takes over the radio tion of the focusing device for treatment serving focused acoustic waves and imaging lens.

Eine besondere bevorzugte Ausführungsform der Erfindung sieht vor, daß die Abbildungslinse und die Ultraschall-Sensormittel eine Einheit bilden, die gegen den Ultraschallkopf, insbeson­ dere den Sektor-Scanner, einer Ultraschall-Ortungseinrichtung austauschbar ist. Auf diese Weise ist es möglich, im Bedarfs­ falle in konventioneller Weise unter Verwendung einer herkömm­ lichen Ultraschall-Ortungseinrichtung zu arbeiten.A particularly preferred embodiment of the invention provides before that the imaging lens and the ultrasonic sensor means form a unit against the ultrasound head, in particular the sector scanner, an ultrasound locating device is interchangeable. This way it is possible if needed trap in a conventional manner using a conventional Lichen ultrasound tracking device to work.

Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den beigefügten Zeichnungen dargestellt. Es zeigtEmbodiments of the invention are in the accompanying Drawings shown. It shows

Fig. 1 in perspektivischer grob schematischer Darstellung eine erfindungsgemäße Abbildungseinrichtung, Fig. 1 is a perspective rough schematic representation of a imaging device according to the invention,

Fig. 2 in schematischer Darstellung die Ultraschall-Sensormit­ tel der Abbildungseinrichtung gemäß Fig. 1 sowie die zu­ gehörige Bilderzeugungselektronik in Form eines Block­ schaltbildes, Fig. 2 shows a schematic representation of the ultrasonic sensor having tel of the imaging device shown in FIG. 1 and the circuit diagram corresponding to image generation electronics in the form of a block,

Fig. 3 in zur Fig. 2 analoger Darstellung eine Variante der Ul­ traschall-Sensormittel und der zugehörigen Bilderzeu­ gungselektronik, Fig. 3 in the Fig. 2 view of a variant of the analog Ul traschall sensor means and the associated Bilderzeu supply electronics,

Fig. 4 eine eine erfindungsgemäße Abbildungseinrichtung als Or­ tungseinrichtung enthaltende Therapieeinrichtung im Längsschnitt in grob schematischer Darstellung, und Fig. 4 is an imaging device according to the invention as a location device containing therapy device in longitudinal section in a rough schematic representation, and

Fig. 5 eine Variante der Therapieeinrichtung gemäß Fig. 4. Fig. 5 shows a variant of the therapy device in accordance with Fig. 4.

Die Abbildungseinrichtung gemäß Fig. 1 weist als Quelle 1 aku­ stischer Wellen einen sphärisch gekrümmten konkaven piezoelek­ trischen Wandler auf, der in einem Fokus F zusammenlaufende impulsartige akustische Wellen erzeugt, deren äußere Randstrah­ len mit RS1 bezeichnet sind. Bei dem Fokus F handelt es sich um den Krümmungsmittelpunkt des piezoelektrischen Wandlers. Der Fokus F liegt auf der akustischen Achse A der Anordnung, zu der die Quelle 1 wenigstens im wesentlichen rotationssymmetrisch ausgebildet ist. Die Quelle 1 ist derart ausgebildet, daß ein die akustische Achse A umgebender, etwa kegelförmiger, von aku­ stischen Wellen wenigstens im wesentlichen freier Raum vorhan­ den ist, so wie dies in Fig. 1 durch die inneren Randstrahlen RS2 der von der Quelle 1 ausgehenden akustischen Wellen ange­ deutet ist. Der von akustischen Wellen freie Raum kann entweder dadurch realisiert werden, daß die Quelle 1, wie in der Fig. 1 dargestellt, mit einer zentralen Öffnung 2 versehen ist, oder dadurch, daß im zentralen Bereich der Quelle 1 keine Abstrah­ lung von akustischen Wellen erfolgt.The imaging device according to FIG. 1 has a spherical curved concave piezoelectric transducer as the source 1 of acoustic waves, which generates converging pulse-like acoustic waves in a focus F, the outer edge rays of which are designated RS1. The focus F is the center of curvature of the piezoelectric transducer. The focus F lies on the acoustic axis A of the arrangement, to which the source 1 is at least essentially rotationally symmetrical. The source 1 is designed such that a surrounding the acoustic axis A, approximately conical, of acoustic waves at least substantially free space is present, as shown in Fig. 1 by the inner marginal rays RS2 of the acoustic source 1 Waves is indicated. The space free of acoustic waves can either be realized in that the source 1 , as shown in FIG. 1, is provided with a central opening 2 , or in that in the central region of the source 1 there is no radiation of acoustic waves .

In dem von akustischen Wellen freien Raum ist eine akustische Abbildungslinse 3 angeordnet, deren akustische Achse mit der akustischen Achse A der Quelle 1 identisch ist. Der Brennpunkt der Abbildungslinse 3 liegt im Bereich des Fokus F der von der Quelle 1 ausgehenden akustischen Wellen. Im Bereich des anderen Brennpunktes der Abbildungslinse sind Ultraschall-Sensormittel 4 angeordnet, die der räumlichen Verteilung des Druckes der an einem Objekt O reflektierten, durch die Abbildungslinse 3 ge­ tretenen Anteile der von der Quelle I erzeugten akustischen Wellen entsprechende Ausgangssignale abgibt.An acoustic imaging lens 3 is arranged in the space free of acoustic waves, the acoustic axis of which is identical to the acoustic axis A of the source 1 . The focal point of the imaging lens 3 lies in the area of the focus F of the acoustic waves emanating from the source 1 . In the area of the other focal point of the imaging lens, ultrasound sensor means 4 are arranged, which emit corresponding output signals corresponding to the spatial distribution of the pressure of the reflected from an object O, through the imaging lens 3 portions of the acoustic waves generated by the source I.

Die Ausgangssignale der Ultraschall-Sensormittel 4, deren Aus­ bildung im Zusammenhang mit den Fig. 2 und 3 noch näher be­ schrieben werden wird, sind einer Bilderzeugungselektronik 5 zugeführt, die anhand der Ausgangssignale der Ultraschall-Sen­ sormittel 4 ein maßstäbliches, reelles, dreidimensionales Bild des Objektes 8 errechnet und auf Anzeigemitteln, nämlich einem Monitor 6, perspektivisch oder zweidimensional dargestellt.The output signals of the ultrasonic sensor means 4 , the education from which will be described in more detail in connection with FIGS . 2 and 3, are supplied to imaging electronics 5 which, based on the output signals of the ultrasonic sensor means 4, produce a true-to-scale, three-dimensional image of the object 8 is calculated and shown in perspective or two-dimensional on display means, namely a monitor 6 .

Es versteht sich, daß zwischen dem abzubildenden Objekt O ei­ nerseits und der Quelle 1 bzw. der Abbildungslinse 3 und den Ultraschall-Sensormitteln 4 andererseits eine akustische Kop­ pelung gegeben sein muß. Diese kann beispielsweise dadurch her­ gestellt werden, daß die Quelle 1, die Abbildungslinse 3 und die Ultraschall-Sensormittel 4 sowie das abzubildende Objekt O bzw. ein das abzubildende Objekt O enthaltende Gegenstand bzw. Lebewesen in an sich bekannter, nicht näher dargestellter Weise in einem Bad aufgenommen sind, das eine Flüssigkeit, beispielsweise Wasser, als akustisches Ausbreitungsmedium ent­ hält. Es besteht aber auch die Möglichkeit, in nicht darge­ stellter Weise die Quelle 1, die Abbildungslinse 3 und die Ultraschall-Sensormittel 4 in einem mit einem geeigneten akustischen Ausbreitungsmedium gefüllten Gehäuse aufzunehmen, das in an sich bekannter Weise mit einer vorzugsweise flexiblen Applikationsmembran verschlossen ist, die zur Anlage an dem abzubildenden Objekt O bzw. einem das abzubildende Objekt O enthaltenden Gegenstand oder Patienten vorgesehen ist.It is understood that between the object to be imaged O egg on the one hand and the source 1 or the imaging lens 3 and the ultrasound sensor means 4 on the other hand there must be an acoustic coupling. This can be provided, for example, in that the source 1 , the imaging lens 3 and the ultrasound sensor means 4 as well as the object O to be imaged or an object or living being containing the object O to be imaged in a manner known per se, not shown in detail Bath are included, which holds a liquid, such as water, ent as an acoustic propagation medium. However, there is also the possibility, in a manner not shown, of accommodating the source 1 , the imaging lens 3 and the ultrasound sensor means 4 in a housing filled with a suitable acoustic propagation medium, which is closed in a manner known per se with a preferably flexible application membrane, which is provided for contact with the object O to be imaged or an object or patient containing the object O to be imaged.

Um die Quelle 1 in der erforderlichen Weise zur Abgabeimpuls­ artiger akustischer Wellen ansteuern zu können, ist ein elek­ trischer Impulsgenerator 7 vorgesehen, der die Quelle I mit elektrischen Impulsen beaufschlagt. Jeweils nach Beaufschlagung mit einem solchen Impuls sendet die Quelle 1 einen akustischen Druckimpuls aus, der sich auf seinem Weg durch das akustische Ausbreitungsmedium zu einer sogenannten Stoßwelle aufstellt. Bei einer Stoßwelle handelt es sich um einen Druckimpuls mit extrem steiler Anstiegsfront. Der Impulsgenerator 7 ist über eine Triggerleitung 8 mit der Bilderzeugungselektronik 5 ver­ bunden und beaufschlagt jeweils bei Eintreffen eines von der Bilderzeugungselektronik 5 erzeugten Triggerimpulses die Quelle l mit einem elektrischen Impuls.In order to be able to control the source 1 in the required manner for the output pulse-like acoustic waves, an elec trical pulse generator 7 is provided which acts on the source I with electrical pulses. Each time such a pulse is applied, the source 1 emits an acoustic pressure pulse, which sets up on its way through the acoustic propagation medium to form a so-called shock wave. A shock wave is a pressure pulse with an extremely steep rise front. The pulse generator 7 is connected via a trigger line 8 to the imaging electronics 5 and acts upon the arrival of a trigger pulse generated by the imaging electronics 5 , the source 1 with an electrical pulse.

Der Aufbau der Ultraschall-Sensormittel 4 und der Bilderzeu­ gungselektronik 5 ist in Fig. 2 näher dargestellt. Bei den Ul­ traschall-Sensormitteln 4 handelt es sich um eine räumliche 4×4×4-Sensormatrix, die aus vier piezoelektrisch aktivierten PVDF-Folien 9a bis 9d aufgebaut ist. Jede der PVDF-Folien ist auf ihrer in der Darstellung der Fig. 2 vorderen Seite mit vier in regelmäßigen Abständen voneinander und parallel zueinander verlaufenden streifenförmigen Spaltenelektroden versehen, die im Falle der PVDF-Folie 9a mit 10a bis 13a bezeichnet sind. Auf den Rückseiten der PVDF-Folien 9a bis 9d sind jeweils vier in gleichen Abständen voneinander parallel zueinander verlaufende streifenförmige Zeilenelektroden angebracht. Die der PVDF-Folie 9a sind strichliert angedeutet und mit 14a bis 17a bezeichnet. Die Zeilenelektroden 14a bis 17a verlaufen unter einem Winkel von 90° zu den Spaltenelektroden 10a bis 13a und überlappen sich mit den Spaltenelektroden 10a bis 13a in den in Fig. 1 schraffiert hervorgehobenen Bereichen. Die PVDF-Folien 9b bis 9d sind in zu der PVDF-Folie 9a analoger Weise mit Spalten- und Zeilenelektroden versehen. Bei den Zeilen- und Spaltenelektro­ den handelt es sich übrigens vorzugsweise um streifenförmig auf die jeweilige PVDF-Folie aufgebrachte Metallisierungen. Die in Fig. 2 schraffiert hervorgehobenen Bereiche wirken in an sich bekannter weise als piezoelektrische Drucksensoren, wobei die Ausgangssignale der einzelnen Drucksensoren zwischen derjenigen Spaltenelektrode und derjenigen Zeilenelektrode abgegriffen werden können, die sich im Bereich des jeweiligen Drucksensors überlappen.The structure of the ultrasonic sensor means 4 and the imaging electronics 5 is shown in Fig. 2 in more detail. The ultrasonic sensor means 4 is a spatial 4 × 4 × 4 sensor matrix which is constructed from four piezoelectrically activated PVDF films 9 a to 9 d. Each of the PVDF films is provided on its front side in the illustration in FIG. 2 with four strip-shaped column electrodes which run at regular intervals from one another and parallel to one another and which are designated 10 a to 13 a in the case of the PVDF film 9 a. On the back of the PVDF foils 9 a to 9 d are four strip-shaped row electrodes, which are arranged at mutually parallel distances from one another. The PVDF film 9 a are indicated by dashed lines and designated 14 a to 17 a. The row electrodes 14 a to 17 a run at an angle of 90 ° to the column electrodes 10 a to 13 a and overlap with the column electrodes 10 a to 13 a in the areas hatched in FIG. 1. The PVDF films 9 b to 9 d are provided with column and row electrodes in a manner analogous to the PVDF film 9 a. Incidentally, the row and column electrodes are preferably metallizations applied in strips to the respective PVDF film. The areas shaded in FIG. 2 act in a manner known per se as piezoelectric pressure sensors, the output signals of the individual pressure sensors being able to be tapped between that column electrode and that row electrode which overlap in the area of the respective pressure sensor.

Die PVDF-Folien 9a bis 9d sind unter Zwischenfügung von in Fig. 2 nicht dargestellten Isolierschichten, die Kurzschlüsse zwi­ schen Elektroden einander benachbarten PVDF-Folien verhindern, vorzugsweise durch Kleben zu einer Multilayer-Anordnung verbun­ den. Dabei ist die Anordnung derart getroffen, daß sich eine räumlich regelmäßige Anordnung der Drucksensoren ergibt, und zwar derart, daß die Zentren der Drucksensoren in den Schnitt­ punkten der Gitterlinien eines räumlichen kubischen Gitters liegen.The PVDF films 9 a to 9 d are interposed with insulating layers, not shown in FIG. 2, which prevent short circuits between electrodes between adjacent PVDF films, preferably by bonding to a multilayer arrangement. The arrangement is such that there is a spatially regular arrangement of the pressure sensors, in such a way that the centers of the pressure sensors are at the intersection of the grid lines of a spatial cubic grid.

Die Spaltenelektroden der PVDF-Folien 9a bis 9d können über ei­ nen 4 : 1-Analog-Multiplexer 18 mit Masse verbunden werden, und zwar derart, daß, von links aus gezählt, entweder alle ersten, zweiten, dritten oder vierten Spaltenelektroden auf Masse lie­ gen. Um die Ausgangssignale der Drucksensoren auslesen zu kön­ nen, sind außerdem vier 4 : 1-Analog-Multiplexer 18 bis 22 vorge­ sehen, deren Eingänge mit den Zeilenelektroden jeweils einer der PVDF-Folien 9a bis 9d verbunden sind. Die Ausgänge der Mul­ tiplexer 19 bis 22 sind mit den Eingängen eines weiteren 4 : 1- Analog-Multiplexers 23 verbunden, dessen Ausgang mit dem Ein­ gang eines Verstärkers 24 verbunden ist. Das Ausgangssignal des Verstärkers 24 ist einem Analog/Digital-Wandler 25 zugeführt. Dessen digitale Ausgangsdaten sind einer elektronischen Rechen- und Steuereinheit 26 zugeführt, an die der Monitor 6 angeschlossen ist. Die Rechen- und Steuereinheit 26 erzeugt auch die Triggerimpulse für den Impulsgenerator 7, die diesem über die Triggerleitung 8 zugeführt sind. Außerdem erzeugt die Rechen- und Steuereinheit 26 Taktsignale, die über eine Steuer­ leitung 27 einer Multiplexer-Steuerung 28 zugeführt sind, die die Multiplexer 18 bis 23 über Steuerleitungen 29 bis 34 steu­ ert.The column electrodes of the PVDF films 9 a to 9 d can be connected to ground via a 4: 1 analog multiplexer 18 , in such a way that, counted from the left, either all of the first, second, third or fourth column electrodes In order to be able to read out the output signals from the pressure sensors, four 4: 1 analog multiplexers 18 to 22 are also provided, the inputs of which are connected to the row electrodes of one of the PVDF foils 9 a to 9 d. The outputs of the Mul tiplexer 19 to 22 are connected to the inputs of a further 4: 1 analog multiplexer 23 , the output of which is connected to the input of an amplifier 24 . The output signal of the amplifier 24 is fed to an analog / digital converter 25 . Its digital output data are fed to an electronic computing and control unit 26 to which the monitor 6 is connected. The computing and control unit 26 also generates the trigger pulses for the pulse generator 7 , which are supplied to it via the trigger line 8 . In addition, the computing and control unit 26 generates clock signals which are fed via a control line 27 to a multiplexer controller 28 , which controls the multiplexers 18 to 23 via control lines 29 to 34 .

Die Ansteuerung der Multiplexer 18 bis 23 erfolgt in der Weise, daß im Anschluß an die Erzeugung einer Stoßwelle mittels der Quelle i nach Ablauf eines Zeitraumes, der in etwa der Laufzeit der Stoßwelle von der Quelle 1 zu dem Fokus F entspricht, die Ausgangssignale sämtlicher Drucksensoren kontinuierlich auf­ einanderfolgend abgefragt, mittels des Analog/Digital-Wandlers 25 in digitale Daten gewandelt und der Rechen- und Steuerein­ heit 26 zugeführt werden, die diese Daten zwischenspeichert. Aus den im Anschluß an die Erzeugung einer Stoßwelle eingegan­ genen Daten errechnet die Rechen- und Steuereinheit 26 auf Grundlage beispielsweise aus der Strahlenoptik an sich bekann­ ter Algorithmen ein dreidimensionales Bild des abzubildenden Objektes, das schließlich auf dem Monitor 6 dargestellt wird.The control of the multiplexers 18 to 23 takes place in such a way that, following the generation of a shock wave by means of the source i, the output signals of all pressure sensors after a period which approximately corresponds to the duration of the shock wave from the source 1 to the focus F. continuously queried in succession, converted into digital data by means of the analog / digital converter 25 and supplied to the computing and control unit 26 which temporarily stores this data. From the data received following the generation of a shock wave, the computing and control unit 26 calculates a three-dimensional image of the object to be imaged, which is finally displayed on the monitor 6 , based on algorithms known per se from algorithms.

Da es sich bei den durch den Empfang der an dem abzubildenden Objekt reflektierten Anteile der mittels der Quelle l erzeugten stoßwellen zustandekommenden Ausgangssignalen der Sensormatrix um transiente Signale handelt, ist es erforderlich, daß die Taktfrequenz, mit der die Auslesung der Ausgangssignale der Sensormatrix und deren Analog/Digital-Wandlung erfolgen, ent­ sprechend hoch, nämlich im MHz-Bereich, liegt.Since it is by the reception of the to be imaged Object reflected portions of the generated by the source l output signals of the sensor matrix transient signals, it is necessary that the Clock frequency with which the reading of the output signals of the Sensor matrix and its analog / digital conversion take place extremely high, namely in the MHz range.

Eine Erhöhung der Verarbeitungsgeschwindigkeit ist möglich, wenn der Multiplexer 23 fortgelassen und jedem der Multiplexer 19 bis 22 ein Verstärker und ein Analog/Digital-Wandler nach­ geschaltet wird. Eine nochmalige Steigerung der Verarbeitungs­ geschwindigkeit ist möglich, wenn jeder der PVDF-Folien 9a bis 9d mehrere Analog/Digital-Wandler zugeordnet werden, wobei je­ weils ein Analog/Digital-Wandler für eine Gruppe von Drucksen­ soren, im Extremfall nur für einen einzigen Drucksensor, zu­ ständig ist.The processing speed can be increased if the multiplexer 23 is omitted and each of the multiplexers 19 to 22 is followed by an amplifier and an analog / digital converter. A further increase of the processing is rate possible if each of the PVDF-foils 9 a to 9 d a plurality of analog / are assigned to digital converter, wherein each weils an analog / digital converter sensors for a group of haw, in extreme cases, only a only pressure sensor that is too constant.

Gemäß Fig. 3 kann anstelle einer dreidimensionalen Sensorma­ trix, wie sie im Zusammenhang mit der Fig. 2 beschrieben ist, eine zweidimensionale Sensormatrix Verwendung finden. Diese enthält dann eine einzige, in zu der Fig. 2 analoger Weise mit Elektroden versehene PVDF-Folie 35, die in der in Fig. 3 in der Seitenansicht grob schematisch angedeuteten Weise auf einem geeigneten Träger 36 angebracht ist. Jeweils eine der in Fig. 3 nicht sichtbaren Spaltenelektroden kann über einen 4 : 1-Analog- Multiplexer 38 mit Masse verbunden werden. Jeweils eine der ebenfalls nicht sichtbaren Zeilenelektroden kann über einen 4 : 1-Analog-Multiplexer 39 mit einem Verstärker 40 verbunden werden, dessen Ausgangssignale einem Analog/Digital-Wandler 41 zugeführt sind. Dessen digitale Ausgangsdaten sind wieder einer elektronischen Rechen- und Steuereinheit zugeführt, die das Be­ zugszeichen 42 trägt und an die der Monitor 6 angeschlossen ist. Die Steuer- und Recheneinheit 42 erzeugt die Triggerimpul­ se für den Impulsgenerator 7, die diesem über die Steuerleitung 8 zugeführt sind. Außerdem erzeugt die Steuer- und Rechenein­ heit die Steuerimpulse für die Multiplexer 38 und 39, die die­ sen über Steuerleitungen 43 und 44 zugeführt sind.According to FIG. 3, instead of a three-dimensional sensor matrix as described in connection with FIG. 2, a two-dimensional sensor matrix can be used. This then contains a single PVDF film 35 , provided with electrodes in a manner analogous to FIG. 2, which is attached to a suitable carrier 36 in the manner roughly schematically indicated in the side view in FIG. 3. In each case one of the column electrodes not visible in FIG. 3 can be connected to ground via a 4: 1 analog multiplexer 38 . In each case one of the row electrodes, which is likewise not visible, can be connected via a 4: 1 analog multiplexer 39 to an amplifier 40 , the output signals of which are fed to an analog / digital converter 41 . Whose digital output data are again fed to an electronic computing and control unit which bears the reference 42 and to which the monitor 6 is connected. The control and arithmetic unit 42 generates the trigger pulses for the pulse generator 7 , which are fed to it via the control line 8 . In addition, the control and arithmetic unit generates the control pulses for the multiplexers 38 and 39 , which are supplied via control lines 43 and 44 .

Die Auslesung der Ausgangssignale der Drucksensoren der PVDF- Folie 35 erfolgt analog zu der im Zusammenhang mit Fig. 2 be­ schriebenen Weise. Um, obwohl es sich bei der PVDF-Folie 35 um eine nur zweidimensionale Sensormatrix handelt, dennoch die räumliche Verteilung des Druckes der an einem abzubildenden Ob­ jekt reflektierten Anteile der Stoßwelle erfassen zu können, sind Verstellmittel 43 vorgesehen, die es gestatten, die PVDF- Folie 35 in Richtung der akustischen Achse A relativ zu der Ab­ bildungslinse 3 zu verschieben, so wie dies durch den Doppel­ pfeil x angedeutet ist. Wenn die PVDF-Folie 35 wie im vorlie­ genden Fall eine regelmäßige zweidimensionale 4×4-Sensormatrix darstellt, ist es zweckmäßig, die PVDF-Folie 35 mittels der Verstellmittel 43 derart zu verstellen, daß sie vier Positionen einnehmen kann, die derart gewählt sind, daß sich eine räumlich regelmäßige Anordnung der Zentren der Drucksensoren ergibt, die wieder in den Schnittpunkten der Gitterlinien eines räumlichen kubischen Gitters liegen.The reading of the output signals of the pressure sensors of the PVDF film 35 is carried out analogously to the manner described in connection with FIG. 2. In order to be able to detect the spatial distribution of the pressure of the parts of the shock wave reflected on an object to be imaged, although the PVDF film 35 is only a two-dimensional sensor matrix, adjustment means 43 are provided which allow the PVDF Slide 35 in the direction of the acoustic axis A relative to the imaging lens 3 to move, as indicated by the double arrow x. If the PVDF film 35 as in the present case is a regular two-dimensional 4 x 4 sensor array, it is expedient, the PVDF film 35 by means of the adjustment means 43, in such a way to be adjusted, that they can assume four positions which are selected in such a that there is a spatially regular arrangement of the centers of the pressure sensors, which again lie at the intersection of the grid lines of a spatial cubic grid.

Die Verstellmittel 45 werden über eine Steuerleitung 46 von der Rechen- und Steuereinheit 42 betätigt, und zwar derart, daß sie jeweils vor Abgabe einer Stoßwelle in die jeweils nächste Posi­ tion verstellt werden. Das heißt, bei Abgabe der ersten Stoß­ welle befindet sich die PVDF-Folie 35 beispielsweise in ihrer von der Abbildungslinse 3 entferntesten Position, von der aus sie vor Abgabe einer Stoßwelle jeweils in die der Abbildungs­ linse 3 nächst nähere Position verstellt wird, bis sie schließ­ lich vor Abgabe der vierten Stoßwelle in ihre der Abbildungs­ linse 3 nächste Position gebracht wird. Für jede der Positionen werden die Ausgangssignale in zu der Fig. 2 analoger Weise aus­ gelesen und nach Analog/Digital-Wandlung in der Rechen- und Steuereinheit 42 zwischengespeichert, die schließlich das drei­ dimensionale Bild errechnet und auf dem Monitor 6 anzeigt.The adjusting means 45 are actuated via a control line 46 by the computing and control unit 42 , in such a way that they are adjusted in each case before delivery of a shock wave in the next position. That is, wave at output of the first impact is the PVDF film 35, for example in their entferntesten from the imaging lens 3 position from which they before delivery of a shock wave in each case in which the imaging lens 3 next closer position is adjusted until it closes Lich before the fourth shock wave is brought into its next position in the imaging lens 3 . For each of the positions, the output signals are read out in a manner analogous to FIG. 2 and, after analog / digital conversion, are temporarily stored in the computing and control unit 42 , which finally calculates the three-dimensional image and displays it on the monitor 6 .

Aus dem Vorstehenden wird deutlich, daß es die Ultraschall- Sensormittel 4 gemäß Fig. 3 im Gegensatz zu denen gemäß Fig. 2 nicht gestatten, das dreidimensionale Bild des abzubildenden Objektes anhand der reflektierten Anteile einer einzigen Stoß­ welle zu erstellen. Vielmehr ist eine Anzahl von Stoßwellen er­ forderlich, die der Anzahl der Positionen der zweidimensionalen Sensormatrix, d. h. der PVDF-Folie 35, entspricht. Es wird deut­ lich, daß demnach eine Abbildungseinrichtung unter Verwendung von Ultraschall-Sensormitteln 4 gemäß Fig. 3 langsamer arbeiten muß, als eine Abbildungseinrichtung, die die Ultraschall- Sensormittel 4 gemäß Fig. 2 enthält. Wie bereits weiter oben dargelegt wurde, ist jedoch auch im Falle der Variante gemäß Fig. 3 sichergestellt, daß die dreidimensionalen Bilder in Echtzeit und damit wesentlich schneller als beim Stand der Technik erstellt werden können.From the above it is clear that the ultrasonic sensor means 4 according to FIG. 3, in contrast to those according to FIG. 2, do not allow the three-dimensional image of the object to be imaged to be generated on the basis of the reflected portions of a single shock wave. Rather, a number of shock waves is required, which corresponds to the number of positions of the two-dimensional sensor matrix, ie the PVDF film 35 . It becomes clear that an imaging device using ultrasound sensor means 4 according to FIG. 3 must therefore work more slowly than an imaging device that contains the ultrasound sensor means 4 according to FIG. 2. As has already been explained above, it is also ensured in the case of the variant according to FIG. 3 that the three-dimensional images can be created in real time and thus much faster than in the prior art.

In Fig. 4 ist eine Therapieeinrichtung dargestellt, die als Or­ tungseinrichtung eine Abbildungseinrichtung der zuvor be­ schriebenen Art enthält. Die Therapieeinrichtung dient zur Be­ handlung eines Patienten mit fokussierten akustischen Wellen, im Falle des beschriebenen Ausführungsbeispieles fokussierten Stoßwellen. Stoßwellen werden beispielsweise zur nichtinvasiven Zertrümmerung von Konkrementen wie z. B. Nierensteinen verwen­ det. Die Therapieeinrichtung enthält demnach eine schematisch angedeutete Stoßwellenquelle 47, bei der es sich beispielsweise um eine elektromagnetische Stoßwellenquelle der in der EP-A- 0 188 750 beschriebenen Art handelt. Die Stoßwellenquelle 47 erzeugt ebene Stoßwellen, die mittels einer akustischen Sammel­ linse 48 auf eine mit FZ bezeichnete Fokuszone fokussiert wer­ den. Um die Therapieeinrichtung und den Körper eines Patienten so relativ zueinander ausrichten zu können, daß ein mit den er­ zeugten Stoßwellen zu beaufschlagendes Objekt, beispielsweise ein Nierenstein, sich in der Fokuszone FZ der Stoßwellen befin­ det, enthält die Therapieeinrichtung eine Ultraschall-Ortungs­ einrichtung, bei der es sich wie bereits erwähnt um eine Abbil­ dungseinrichtung der zuvor beschriebenen Art handelt. Zur Er­ zeugung der zur Bilderzeugung erforderlichen impulsartigen akustischen Wellen ist allerdings keine besondere Quelle zur Erzeugung derartiger Wellen vorgesehen. Vielmehr ist der elek­ trische Impulsgenerator 7 derart ausgebildet, daß er die Stoß­ wellenquelle 47 zur Erzeugung von therapeutischen Zwecken die­ nenden Stoßwellen mit Stromimpulsen hoher Intensität und zur Erzeugung von Stoßwellen zu Zwecken der Bildgebung mit Stromim­ pulsen geringerer Intensität beaufschlagt. Die entsprechende Umschaltung erfolgt über eine Steuerleitung 49, über die der Impulsgenerator 7 mit einer Steuereinheit 50, die zugleich auch die Bilderzeugungselektronik enthält, verbunden ist.In Fig. 4, a therapy device is shown, which includes an imaging device of the type previously described as a location device. The therapy device is used to treat a patient with focused acoustic waves, in the case of the described embodiment, focused shock waves. Shock waves are used, for example, for the non-invasive destruction of concrements such as e.g. B. kidney stones are used. The therapy device accordingly contains a schematically indicated shock wave source 47 , which is, for example, an electromagnetic shock wave source of the type described in EP-A-0 188 750. The shock wave source 47 generates flat shock waves which are focused by means of an acoustic converging lens 48 onto a focus zone designated FZ. In order to be able to align the therapy device and the body of a patient relative to one another in such a way that an object to be acted on with the shock waves he generates, for example a kidney stone, is located in the focus zone FZ of the shock waves, the therapy device contains an ultrasound location device which, as already mentioned, is an imaging device of the type described above. To generate the pulse-like acoustic waves required for image generation, however, no special source for generating such waves is provided. Rather, the elec trical pulse generator 7 is designed such that it applies the shock wave source 47 for generating therapeutic purposes to the nend shock waves with current pulses of high intensity and for generating shock waves for imaging purposes with Stromim pulses of lower intensity. The corresponding switchover takes place via a control line 49 , via which the pulse generator 7 is connected to a control unit 50 , which at the same time also contains the imaging electronics.

Die Stoßwellenquelle 47 ist von ringförmiger Gestalt und weist demnach eine zentrale Öffnung auf, in der die Ultraschall-Sen­ sormittel 4 aufgenommen sind, die sich somit in einem von Stoß­ wellen freien Raum befinden.The shock wave source 47 is of annular shape and accordingly has a central opening in which the ultrasonic sensor means 4 are received, which are thus in a space free from shock waves.

Infolge des von Stoßwellen freien Raumes besteht die Möglich­ keit, den zentralen Bereich der Sammellinse 48 als Abbildungs­ linse 3 auszubilden. Die Sammellinse 48 und die Abbildungslinse 3 bilden dann also einen einzigen gemeinsamen Linsenkörper 51. Die Abbildungslinse 3 ist derart geformt, daß ihr objektseiti­ ger Brennpunkt F im Zentrum der Fokuszone FZ liegt.As a result of the space free from shock waves, there is the possibility of forming the central region of the converging lens 48 as an imaging lens 3 . The converging lens 48 and the imaging lens 3 then form a single common lens body 51 . The imaging lens 3 is shaped such that its focal point F is located in the center of the focus zone FZ.

Die Steuereinheit 50 weist einen Schalter 58 auf, mit der die Therapieeinrichtung wahlweise auf Ortungs- oder Therapiebetrieb geschaltet werden kann. Im Ortungsbetrieb steuert die Steuereinheit 50 den Impulsgenerator 7 derart an, daß dieser ausschließlich Stoßwellen geringer Intensität erzeugt. Die an­ hand der an einem zu behandelnden Objekt reflektierten Anteile der Stoßwelle geringer Intensität erzeugten Bilder werden auf dem Monitor 6 dargestellt, wobei die Steuereinheit 50 in die Bilder eine Marke F′ einblendet, die die Lage des Zentrums der Fokuszone FZ angibt. Im Ortungsbetrieb wird nun die Therapie­ einrichtung relativ zum Körper B eines zu behandelnden Patien­ ten so ausgerichtet, daß sich das Bild des zu behandelnden Ob­ jektes, beispielsweise des Steins S einer Niere K mit der Marke F′ deckt. In diesem Falle befindet sich der Stein S wie in Fig. 4 dargestellt, im Bereich der Fokuszone FZ.The control unit 50 has a switch 58 with which the therapy device can optionally be switched to localization or therapy mode. In the locating mode, the control unit 50 controls the pulse generator 7 in such a way that it only generates low-intensity shock waves. The images generated on the basis of the portions of the shock wave of low intensity reflected on an object to be treated are displayed on the monitor 6 , the control unit 50 displaying a mark F 'in the images, which indicates the position of the center of the focus zone FZ. In the locating operation, the therapy device is now aligned relative to the body B of a patient to be treated so that the image of the object to be treated, for example the stone S of a kidney K with the brand F 'coincides. In this case, the stone S is, as shown in FIG. 4, in the area of the focus zone FZ.

Ist dies gewährleistet, kann mittels des Schalters 58 auf The­ rapiebetrieb umgeschaltet werden. Im Therapiebetrieb wird ab­ wechselnd eine Stoßwelle hoher Intensität erzeugt, um den ge­ wünschten therapeutischen Effekt, beispielsweise Zertrümmerung des Steines S, zu erreichen. Im Anschluß an jede Stoßwelle oder jeweils eine vorwählbare Anzahl von Stoßwellen hoher Intensität wird unter Aussendung wenigstens einer Stoßwelle geringer In­ tensität ein Bild des zu behandelnden Bereiches S angefertigt und auf dem Monitor 6 angezeigt. Auf diese Weise ist eine kon­ tinuierliche Überwachung des Behandlungsvorganges möglich. Die Stoßwellenquelle 47, der die Sammellinse 48 und die Abbil­ dungslinse 3 bildende Linsenkörper 51 und die Sensormittel 4 sind übrigens in einem Gehäuse aufgenommen, das mit einem ge­ eigneten akustischen Ausbreitungsmedium, beispielsweise Wasser, gefüllt ist und an seinem Applikationsende mittels einer flexi­ blen Ankoppelmembran 53 flüssigkeitsdicht verschlossen ist. Die Ankoppelmembran 53 dient dazu, die Therapieeinrichtung zur akustischen Koppelung wie in Fig. 4 gezeigt an den Körper B des Patienten anzupressen.If this is guaranteed, switch 58 can be used to switch to therapy mode. In therapy operation, a shock wave of high intensity is alternately generated in order to achieve the desired therapeutic effect, for example crushing the stone S. Following each shock wave or a preselectable number of shock waves of high intensity, an image of the area S to be treated is made and at least one shock wave of low intensity is emitted and displayed on the monitor 6 . In this way, continuous monitoring of the treatment process is possible. The shock wave source 47 , the converging lens 48 and the imaging lens 3 forming lens body 51 and the sensor means 4 are incidentally accommodated in a housing which is filled with a suitable acoustic propagation medium, for example water, and at its end of application by means of a flexible coupling membrane 53 is sealed liquid-tight. The coupling membrane 53 serves to press the therapy device for acoustic coupling to the body B of the patient as shown in FIG. 4.

Die in Fig. 5 dargestellte Therapieeinrichtung unterscheidet sich von der zuvor beschriebenen dadurch, daß auch die Sammel­ linse 48 eine mit der der Stoßwellenquelle 47 fluchtende zen­ trale Öffnung aufweist. Durch diese erstreckt sich ein Tubus 54, der flüssigkeitsdicht mit dem Gehäuse 52 verbunden ist. In diesen kann wahlweise ein Abbildungskopf 55 eingeführt werden, der mit einem geeigneten akustischen Ausbreitungsmedium gefüllt ist und die Abbildungslinse 3 sowie die Ultraschall-Sen­ sormittel 4 enthält. Befindet sich ein zwischen den Ultra­ schall-Sensormitteln 4 und der Steuereinheit 50 vorgesehener Schalter 56 in der gezeigten Stellung und ist der Abbildungs­ kopf 55 in den Tubus 54 eingeführt, kann die Therapieeinrich­ tung in der im Zusammenhang mit der Fig. 4 beschriebenen Weise betrieben werden. Wird der Schalter 56 in seine andere Stellung gebracht und außerdem anstelle des Abbildungskopfes 55 ein gleiche Abmessungen aufweisender Ultraschall-Sektor-Applikator 57 in den Tubus 54 eingeführt, werden statt der räumlichen Ul­ traschallbilder herkömmliche B-Modus-Ultraschallbilder erzeugt und auf dem Monitor 6 angezeigt.The therapy device shown in Fig. 5 differs from that previously described in that the collecting lens 48 has an aligned with the shock wave source 47 central opening. A tube 54 extends through this and is connected to the housing 52 in a liquid-tight manner. In this, an imaging head 55 can optionally be inserted, which is filled with a suitable acoustic propagation medium and contains the imaging lens 3 and the ultrasound sensor means 4 . There is a provided between the ultrasonic sensor means 4 and the control unit 50 switch 56 in the position shown and the imaging head 55 is inserted into the tube 54 , the therapy device can be operated in the manner described in connection with FIG. 4 . If the switch 56 is brought into its other position and, instead of the imaging head 55, an ultrasound sector applicator 57 having the same dimensions is inserted into the tube 54 , conventional B-mode ultrasound images are generated instead of the spatial ultrasound images and displayed on the monitor 6 .

Im Falle der Fig. 5 ist die Abbildungslinse 3 nur strichliert dargestellt. Hierdurch soll veranschaulicht werden, daß die Möglichkeit besteht, die Abbildungslinse 3 fortzulassen und durch einen in der Bilderzeugungselektronik implementierten Al­ gorithmus nachzubilden. Diese Möglichkeit besteht nicht nur im Falle der Therapieeinrichtung gemäß Fig. 5, sondern außerdem bei den Einrichtungen gemäß den Fig. 1 bis 3 und 4.In the case of FIG. 5, the imaging lens 3 is only shown in broken lines. This is to illustrate that it is possible to omit the imaging lens 3 and to reproduce it by an algorithm implemented in the imaging electronics. This possibility exists not only in the case of the therapy device according to FIG. 5, but also in the devices according to FIGS. 1 to 3 and 4.

Die im Zusammenhang mit den Ausführungsbeispielen beschriebene 4×4×4-Sensormatrix bzw. in vier Positionen verstellbare 4×4- Sensormatrix ist nur beispielhaft zu verstehen. Höhere Auflö­ sungen sind ohne weiteres möglich, wobei die zur Auslesung der Ausgangssignale der Drucksensoren erforderliche Multiplexer- Anordnung der jeweiligen Auflösung leicht anzupassen ist.The described in connection with the embodiments 4 × 4 × 4 sensor matrix or 4 × 4 adjustable in four positions Sensor matrix is only to be understood as an example. Higher resolution Solutions are easily possible, the ones for reading the Output signals from the pressure sensors required multiplexer Arrangement of the respective resolution is easy to adjust.

Im Falle der beschriebenen Ausführungsbeispiele wird das drei­ dimensionale Bild von der Rechen- und Steuereinheit 26 errech­ net. Es besteht aber auch die Möglichkeit, ein dreidimensionales Bild, ähnlich wie bei herkömmlichen Ultraschallgeräten, z. B. durch Zeitfensterung der Ausgangssignale der Sensormatrix, zu erzeugen.In the case of the exemplary embodiments described, the three-dimensional image is calculated by the computing and control unit 26 . But there is also the possibility of a three-dimensional image, similar to conventional ultrasound devices, e.g. B. by time window of the output signals of the sensor matrix.

Die Ausführungsbeispiele, die Therapieeinrichtungen betreffen, beziehen sich auf die Behandlung eines Patienten mit fokussier­ ten Stoßwellen. Es versteht sich, daß auch Therapieeinrichtun­ gen, die andere fokussierte akustische Wellen zu anderen Be­ handlungszwecken aussenden, z. B. Ultraschallwellen im Falle der Hyperthermie, erfindungsgemäß ausgebildet sein können.The exemplary embodiments which relate to therapy facilities refer to the treatment of a patient with focussed shock waves. It goes without saying that therapy facilities are also available that other focused acoustic waves to other be send out purposes of action, e.g. B. ultrasonic waves in the case of Hyperthermia can be designed according to the invention.

Claims (10)

1. Ultraschall-Abbildungseinrichtung zur Abbildung eines Objektes (O), aufweisend
  • a) eine Quelle (1) akustischer Wellen, welche impulsartige, in einem Fokus (F) zusammenlaufende akustische Wellen erzeugt,
  • b) eine akustische Abbildungslinse (3), deren objektseitiger Brennpunkt im Bereich des Fokus (F) der akustischen Wellen liegt,
  • c) Ultraschall-Sensormittel (4) mit einer wenigstens zweidimen­ sionalen Sensormatrix, die im Bereich des bildseitigen Brennpunktes der Abbildungslinse (3) angeordnet ist, welche der räumlichen Verteilung des Druckes der an dem abzubildenden Objekt (O) reflektierten, durch die Abbildungslinse (3) getretenen Anteile der akustischen Wellen entsprechende elektrische Ausgangssignale abgeben,
  • d) eine Bilderzeugungselektronik (5), der die Ausgangssignale der Ultraschall-Sensormittel (4) zugeführt sind und die auf Grundlage der Ausgangssignale ein maßstäbliches, reelles, dreidimensionales Bild des Objektes (O) generiert, und
  • e) Anzeigemittel (6), die das Bild, vorzugsweise perspektivisch oder zweidimensional, anzeigen.
1. Ultrasonic imaging device for imaging an object (O), having
  • a) a source ( 1 ) of acoustic waves which generates pulse-like acoustic waves converging in a focus (F),
  • b) an acoustic imaging lens ( 3 ) whose object-side focal point lies in the area of the focus (F) of the acoustic waves,
  • c) Ultrasound sensor means ( 4 ) with an at least two-dimensional sensor matrix, which is arranged in the region of the focal point of the imaging lens ( 3 ) on the image side and which reflects the spatial distribution of the pressure of the object (O) to be imaged, through the imaging lens ( 3 ) give off corresponding electrical output signals to parts of the acoustic waves that have entered,
  • d) an electronic imaging system ( 5 ) to which the output signals of the ultrasonic sensor means ( 4 ) are fed and which generates a true-to-scale, real, three-dimensional image of the object (O) on the basis of the output signals, and
  • e) display means ( 6 ) which display the image, preferably in perspective or in two dimensions.
2. Abbildungseinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Ultraschall-Sensor­ mittel (4) eine ebene, in mehrere, vorzugsweise regelmäßig angeordnete Drucksensoren unterteilte Sensormatrix und Mittel zum Verstellen des Abstandes zwischen der Sensormatrix und der Abbildungslinse (3) aufweisen. 2. Imaging device according to claim 1, characterized in that the ultrasonic sensor means ( 4 ) have a flat sensor array divided into a plurality, preferably regularly arranged pressure sensors, and means for adjusting the distance between the sensor matrix and the imaging lens ( 3 ). 3. Abbildungseinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Ultraschall-Sensor­ mittel (4) als dreidimensionale Sensormatrix ausgeführt sind, welche eine vorzugsweise regelmäßige räumliche Anordnung von Drucksensoren enthält.3. Imaging device according to claim 1, characterized in that the ultrasonic sensor means ( 4 ) are designed as a three-dimensional sensor matrix which contains a preferably regular spatial arrangement of pressure sensors. 4. Abbildungseinrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die dreidimensionale Sen­ sormatrix als Multilayer-Anordnung von jeweils in mehrere Drucksensoren unterteilten, piezoelektrisch aktivierten und mit Elektroden versehenen Polyvinylidenfluorid-Folien ausgeführt ist.4. Imaging device according to claim 3, characterized characterized that the three-dimensional Sen sormatrix as a multilayer arrangement of several each Pressure sensors divided, piezoelectrically activated and with Electrode-provided polyvinylidene fluoride films is. 5. Abbildungseinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Fokus (F) der impulsartigen akustischen Wellen relativ zu der Abbildungslinse (3) verlagerbar ist, und daß die Ab­ bildungslinse (3) als Linse veränderlicher Brennweite aus­ geführt ist, deren Brennweite bei der Verlagerung des Fokus (F) der impulsartigen akustischen Wellen derart verstellt wird, daß der objektseitige Brennpunkt der Abbildungslinse (3) wenigstens im wesentlichen im Fokus der impulsartigen akustischen Wellen liegt.5. Imaging device according to one of claims 1 to 4, characterized in that the focus (F) of the pulse-like acoustic waves relative to the imaging lens ( 3 ) is displaceable, and that the imaging lens ( 3 ) is designed as a lens of variable focal length, whose focal length is adjusted during the shift of the focus (F) of the pulse-like acoustic waves in such a way that the object-side focus of the imaging lens ( 3 ) lies at least essentially in the focus of the pulse-like acoustic waves. 6. Abbildungseinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Abbildungslinse durch einen in der Bilderzeugungselektronik (5) implementierten Simulations-Algorithmus gebildet ist.6. Imaging device according to one of claims 1 to 5, characterized in that the imaging lens is formed by a simulation algorithm implemented in the imaging electronics ( 5 ). 7. Abbildungseinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Quelle (1) akustischer Wellen als impulsartige Wellen Stoßwellen erzeugt. 7. Imaging device according to one of claims 1 to 6, characterized in that the source ( 1 ) generates acoustic waves as pulse-like waves shock waves. 8. Therapieeinrichtung zur Behandlung eines im Körper (B) eines Patienten befindlichen Objektes (S) mit fokussierten akustischen Wellen, welche eine Quelle (47) fokussierter akustischer Wellen und als Ortungseinrichtung zur Ortung eines zu behandelnden Objektes (S) eine Ultraschall-Abbil­ dungseinrichtung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 7 enthält, wobei die Quelle (47) fokussierter akustischer Wellen sowohl die zur Behandlung dienenden fokussierten akustischen Wellen als auch die zur Bilderzeugung dienenden impulsartigen akustischen Wellen erzeugt und wobei in das Bild eine die momentane Lage der Fokuszone (FZ) der zur Behandlung dienenden fokussierten akustischen Wellen angebende Marke eingeblendet ist.8. Therapy device for treating an object (S) located in the body (B) of a patient with focused acoustic waves, which is a source ( 47 ) of focused acoustic waves and as a locating device for locating an object to be treated (S) according to an ultrasound imaging device Contains one of claims 1 to 7, wherein the source ( 47 ) of focused acoustic waves generates both the focused acoustic waves used for treatment and the pulse-like acoustic waves used for image generation, and wherein the current position of the focus zone (FZ) of the mark indicating treatment of focused acoustic waves is faded in. 9. Therapieeinrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß eine akustische Linse (51) vorgesehen ist, die einen Bereich (48) zur Fokussierung der zur Behandlung dienenden akustischen Wellen und einen die Abbil­ dungslinse (3) bildenden Bereich aufweist.9. Therapy device according to claim 8, characterized in that an acoustic lens ( 51 ) is provided which has an area ( 48 ) for focusing the acoustic waves used for treatment and an imaging lens ( 3 ) forming area. 10. Therapieeinrichtung nach Anspruch 8, daß die Abbildungs­ linse (3) und die Ultraschall-Sensormittel (4) eine Einheit bilden, die gegen den Ultraschallkopf, insbesondere den Sektor- Scanner (57), einer Ultaschall-Ortungseinrichtung austauschbar ist.10. Therapy device according to claim 8, that the imaging lens ( 3 ) and the ultrasonic sensor means ( 4 ) form a unit that is interchangeable with the ultrasound head, in particular the sector scanner ( 57 ), an ultrasound locating device.
DE4331020A 1992-12-08 1993-09-13 Ultrasonic medical investigation and treatment appts. with three=dimension display - uses focussing piezoelectric ultrasonic source with two or three dimensional receiving transducer array Withdrawn DE4331020A1 (en)

Priority Applications (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE4331020A DE4331020A1 (en) 1992-12-08 1993-09-13 Ultrasonic medical investigation and treatment appts. with three=dimension display - uses focussing piezoelectric ultrasonic source with two or three dimensional receiving transducer array
US08/150,989 US5370120A (en) 1992-12-08 1993-11-12 Ultrasound imaging apparatus
JP5307985A JPH06230489A (en) 1992-12-08 1993-12-08 Ultrasonic wave image formation device

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE4241339 1992-12-08
DE4331020A DE4331020A1 (en) 1992-12-08 1993-09-13 Ultrasonic medical investigation and treatment appts. with three=dimension display - uses focussing piezoelectric ultrasonic source with two or three dimensional receiving transducer array

Publications (1)

Publication Number Publication Date
DE4331020A1 true DE4331020A1 (en) 1994-06-09

Family

ID=6474710

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE4331020A Withdrawn DE4331020A1 (en) 1992-12-08 1993-09-13 Ultrasonic medical investigation and treatment appts. with three=dimension display - uses focussing piezoelectric ultrasonic source with two or three dimensional receiving transducer array

Country Status (1)

Country Link
DE (1) DE4331020A1 (en)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE19526055A1 (en) * 1995-07-17 1997-01-23 Dornier Medizintechnik Appliance for orientating treatment focus of therapy equipment
DE19915583A1 (en) * 1999-04-07 2000-10-12 Miroslaw Wrobel Device and method for 3D real-time sonography
DE10027828A1 (en) * 2000-06-05 2001-12-06 Sonem Gmbh Active ultrasonic display device for identifying objects in a medium uses a transmitter to connect to a modulator, a generator and a signal-conditioning device with a receiver also linked to a signal-conditioning device.

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE19526055A1 (en) * 1995-07-17 1997-01-23 Dornier Medizintechnik Appliance for orientating treatment focus of therapy equipment
DE19915583A1 (en) * 1999-04-07 2000-10-12 Miroslaw Wrobel Device and method for 3D real-time sonography
DE10027828A1 (en) * 2000-06-05 2001-12-06 Sonem Gmbh Active ultrasonic display device for identifying objects in a medium uses a transmitter to connect to a modulator, a generator and a signal-conditioning device with a receiver also linked to a signal-conditioning device.

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE4241161C2 (en) Acoustic therapy facility
DE4302538C1 (en) Ultrasonic therapy device for tumour treatment lithotripsy or osteorestoration - with ultrasonic imaging and ultrasonic treatment modes using respective acoustic wave frequencies
DE3826709C2 (en) Ultrasound therapy device
DE2215001C3 (en) Device for examining internal organs of the body using ultrasound
DE2413465C3 (en) Method and device for observing or imaging objects located in opaque media, in particular internal organs
DE19520749C1 (en) Ultrasonic therapeutic appts. with X-ray transparent source of waves
EP0000068B1 (en) Apparatus for ultrasonic imaging using dynamic focussing
EP0799470B1 (en) System for processing an object with focused ultrasonic waves
DE69124385T2 (en) ULTRASONIC IMAGE GENERATION SYSTEM WITH ADDITIONAL CONVERTER
DE3119295C2 (en)
DE10102317A1 (en) Method and device for applying pressure waves to the body of a living being
EP1749488B1 (en) Shockwave therapy apparatus with imaging
US5370120A (en) Ultrasound imaging apparatus
DE3900893C2 (en)
DE10248746A1 (en) Ultrasonic image formation system e.g. for medical applications, has subsets of ultrasonic elements, which overlap with each other mutually, in block switchable manner
DE3015837A1 (en) ULTRASONIC IMAGING DEVICE
DE102009044028A1 (en) Systems and methods for detecting areas of altered stiffness
DE4212809A1 (en) Therapy device for the treatment of a living being with focused acoustic waves
DE2632562B2 (en) Device for ultrasound examination of patients
DE2645738A1 (en) ULTRASONIC BEAM SCANNING
EP0355175A1 (en) Apparatus for the contactless disintegration of concrements in the body of a living being
DE3617032C2 (en) Lithotripsy device with extracorporeal shock wave generator
DE2818915A1 (en) DEVICE FOR GENERATING IMAGES OF INTERNAL STRUCTURES USING ULTRASONIC WAVES
DE19548000C1 (en) Device for locating calculus in a patient's body
EP0926491A1 (en) Ultrasonic measuring apparatus and system and the use thereof

Legal Events

Date Code Title Description
8139 Disposal/non-payment of the annual fee