DE60020724T2 - Ultraschallsender und -empfänger mit pulskompression - Google Patents

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Description

  • TECHNISCHES GEBIET
  • Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf Ultraschallübertragen und -empfangen unter Benutzung zum Beispiel Ultraschallmessung und -abbildung auf dem Gebiet der Medizin und dem Gebiet der Ultraschallmessung. Insbesondere bezieht sie sich auf Ultraschallübertragen und -empfangen unter Benutzen von Pulskompression.
  • HINTERGRUNDSTECHNIK
  • Herkömmlich sind Messungen durchgeführt und Bilder erhalten, indem reflektierte Ultraschallwellen und ähnliches benutzt wurden. Zum Beispiel wird mit einem Ultraschalldiagnosegerät ein Tomogramm eines Organismus durch Übertragen einer Pulswelle von einem Ultraschallsender, Empfangen des reflektierten Echos und dann Unterwerfen einer Bildverarbeitung erhalten. Für solch ein Ultraschalldiagnosegerät wird die tiefste Invasionstiefe und höchstmögliche Auflösung verlangt.
  • Es gibt eine Pulskompressionstechnik, die diese Anforderung erfüllt. Mit dieser werden ursprünglich lange Pulse gekürzt und komprimiert durch Unterwerfen eines Ultraschallsignals, das zu übertragen ist, einer FM-Modulation (hier im folgenden wird das resultierende Signal als ein "Chirp-Signal" bezeichnet) und nach Empfang Durchführen durch ein Filter entsprechend dem Chirp-Signal. Ein Versuch ist gemacht worden zum Erhöhen der Auflösung aufgrund der Kompression und zur gleichen Zeit zum Verbessern des Signal-Rauschverhältnisses und zum Verbessern der Invasionstiefe.
  • Mit solcher Pulskompression ist es notwendig, da das übertragene Signal und das empfangene Signal zeitlich getrennt sind, den Wandler von dem Meßobjekt zu trennen. Der Bereich dazwischen wird der Trennbereich genannt. Zum Beispiel wird mit einem Ultraschallmikroskop der Trennbereich durch eine Leitung aufgebaut, die einen ausreichend großen Durchmesser im Vergleich zu der Signalwellenlänge aufweist und die als ein Verzögerungsmedium benutzt wird. Diese Leitung kann nicht als ein Wellenleiter betrachtet werden, da sie nicht flexibel sein kann wegen der Tatsache, daß ihr erlaubt ist, einen unendlich großen Durchmesser aufzuweisen. Hier wird von dem Wellenleiter gesagt, daß er keine Änderung in der Amplitudenverteilung innerhalb von Querschnitten innerhalb der gesamten Ausbreitungsdistanz aufweist. In diesem Fall ist das Übertragen/Empfangen eines Pulses mit einer langen Dauer von 100 μs oder länger unter Benutzung des 20 MHz-Bandes praktisch schwierig. Da die Leitung keine Flexibilität aufweist, kann sie zusätzlich nicht für Ultraschallendoskope, usw. angepaßt werden. Als ein Verfahren an dessen Stelle gibt es ein Verfahren, das getrennte Proben für Übertragen und Empfangen benutzt. Zusätzlich wird ein Zirkulator benutzt mit einem 25 MHz-Band oder höher. Zusätzlich wird jedoch eine Reflektion, die aufgrund einer Fehlanpassung zwischen dem Wandler und dem Übertragungsmedium auftritt, in das Empfangssystem gemischt.
  • Pulskompression wird weit verbreitet mit dem Ziel benutzt des Versuches des Vergrößerns der Sendeenergie unter der Begrenzung der Sendespitzenleistung auf dem Gebiet des Radars und des Sonars zum Vergrößern der Überwachungsdistanz und/oder zum Gewinnen höherer Auflösung. Viel Forschung ist bei dem Einführen der Pulskompressionstechnik mit ähnlichen Zielen ebenfalls auf dem Gebiet der medizinischen Ultraschalltechnik durchgeführt. Trotz der Vorteile wie der, daß man die Auflösung in einem vorbestimmten Bereich zum Ermöglichen einer Manipulation des Übertragungssignalspektrums in der Zeitdomäne verbessern kann, muß die Pulskompressionstechnik auf dem Gebiet der medizinischen Ultraschalltechnik noch die Realisation erreichen.
  • Die größte Hürde zum Verwirklichen der Benutzung ist die Notwendigkeit eines Trennbereiches, und die nächste Hürde ist die Unterdrückung der Seitenkeulen nach der Pulskompression. Das Problem mit dem letzteren ist es, daß das Signal eines kleinen reflektierenden Körpers unter den Seitenkeulen eines Signals von einem großen reflektierenden Körper begraben wird.
  • Das Trennbereichsproblem ansprechend, mit der Pulskompressionstechnik bewirkt die große Pulsweite des übertragenen Pulssignals, das Hunderte von Mikrosekunden lang ist, daß die Trennung groß wird. Eine weiche Kunststoffplatte wird gewöhnlich zum Vorsehen dieses Bereiches benutzt. Tatsächlich ist es aber schwierig, mit diesem Problem fertig zu werden. Zusätzlich ist dieses Verfahren nicht auf Ultraschallendoskope, usw. anwendbar. Eine andere Art des Vermeidens dieses Verfahrens ist die Benutzung getrennter Proben zum Übertragen und Empfangen. Wenn jedoch getrennte Proben zum Übertragen und Empfangen benutzt werden, nur ein Signal von dem Bereich, in dem der übertragene Ultraschallstrahl den Bereich schneidet, an dem der Empfangswandler empfangen kann, und das erhaltene Bild ist schlecht. Weiter ist es zum Empfangen eines gemischten Übertragungssignals und Empfangssignals nicht praktisch, da es einen Verstärker mit einem extrem großen dynamischen Bereich benötigt. Folglich ist ein Verfahren zum Trennen eines Übertragungssignals und eines Empfangssignals mit einer integrierten Übertragungs/Empfangsprobe wünschenswert.
  • Aus Tadashi Moriya u.a. in IEEE Ultrasonics Symposium, Bd. 2, 1998, Seiten 1389–1392 kann ein Ultraschallgerät entnommen werden. Das Gerät dient zur Messung der komplexen akustischen Impedanz. Eine feste Übertragungsleitung ist aus einer Quarzglasstange zusammengesetzt, die an einem Ende poliert ist und mit einem Ultraschallwandler an dem anderen Ende. Eine Flüssigkeitsschicht dient als variable Übertragungsleitung zwischen der festen Übertragungsleitung und der Probe. Eine wichtige Eigenschaft der Flüssigkeitsschicht ist die, daß die Länge der Leitung variabel ist. Die Schnittstelle zwischen der festen Leitung und der Flüssigkeit dient als Referenzreflektor.
  • OFFENBARUNG DER ERFINDUNG
  • Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, die folgenden Probleme zu lösen, die bei herkömmlicher Ultraschallübertragung und -empfang auftreten.
    • 1. Bei Pulskompression können ein Übertragungssignal und ein Empfangssignal mit langer Dauer nicht zeitlich durch einen einzelnen Wandler getrennt werden.
    • 2. Nach Kompression ist die Seitenkeulenunterdrückung unzureichend.
  • Sobald diese Punkte entwickelt sind, werden verschiedene Anwendungen wie Nachweis eines extrem schwachen Signals und Dopplermessungen möglich.
  • Zum Erzielen der obigen Aufgabe ist ein Ultraschallgerät nach Anspruch 1 vorgesehen.
  • Insbesondere kann das Gerät Pulskompression auf einem empfangenen Ultraschallsignal durchführen unter Benuzung eines Signals, das zeitlich die Frequenz ändert, als ein zu übertragendes Signal, ist gekennzeichnet durch einen Wandler gemeinsam zum Empfangen und Übertragen eines Ultraschallsignals und einer Übertragungsleitung gemeinsam zum Ausbreiten des Ultraschallsignals, worin eine flexible Wellenleiterübertragungsleitung als der Übertragungspfad benutzt wird, und die Übertragungsleitung wird als ein Verzögerungsmedium zum zeitlichen Trennen eines empfangenen Ultraschallsignals und eines übertragenen Ultraschallsignals mit langer Dauer benutzt. Eine Quarzstange, bei der der Zentralabschnitt schmal gemacht ist, kann als diese Übertragungsleitung benutzt werden.
  • Bevorzugte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen definiert.
  • Für das zu übertragende Ultraschallsignal kann ein Signal, bei dem sich die Frequenz ändert, aber nicht in Abhängigkeit von der Zeit, benutzt werden. In diesem Fall kann das zu übertragende Signal ein Signals ein, das ein Signal wird, bei dem sich die Frequenz proportional zu der Zeit ändert, wenn es empfangen wird. Wenn die Übertragungsleitung lang ist, wird ein Chirp-Signal mit sich ändernder Frequenz gestört; durch Benutzen jedoch eines nichtlinearen Chirp-Signals, bei dem sich die Frequenz ändert, aber nicht proportional zu der Zeit, wird es möglich, die Störung in dem empfangenen Signal zu verringern.
  • Die Seitenkeulenunterdrückung kann durchgeführt werden nach Pulskompression eines empfangenen Ultraschallsignals, in dem die Korrelation mit einer idealen Kompressionswellenlänge während weiterer Kompression genommen wird.
  • Durch Codieren einer Mehrzahl von Ultraschallsignalen, die um eine bestimmte Zeitlänge verzögert sind in Übereinstimmung damit, ob oder nicht sie gemäß einer Codereihe gesendet sind, und Übertragen derselben und nach Pulskompression der empfangenen Signale können sie in Übereinstimmung mit der Codereihe decodiert werden, decodiert worden ist. Auf diese Weise wird durch Übertragen einer Mehrzahl von Signalen gemäß der Codereihe eine Zweischrittkompressionsverarbeitung möglich, und ein Empfangssignal mit einem noch höheren S/N-Verhältnis kann erzielt werden.
  • Durch Benutzen eines Aufwärts-Chirp-Signals und eines Abwärts-Chirp-Signals als das zu übertragende Ultraschallsignal und Durchführen der Analyse der Zeitdifferenz oder Spektrum der zum Beispiel komprimierten Pulse, die durch Verarbeiten der entsprechenden empfangenen Signale erhalten werden, ist es möglich, genau den Dopplereffekt zu messen.
  • Zusätzlich kann die oben erwähnte Übertragungs/Empfangskonfiguration zum Darstellen eines Gefäßsystems angewendet werden.
  • KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
  • 1 ist ein Diagramm, das Dispersionseigenschaften von elastischen Wellen zeigt, die durch eine Quarzglasstange übertragen werden.
  • 2 ist ein Bild zum Beschreiben der Trennung eines Übertragungssignals und eines Empfangssignals unter Benutzung einer Quarzstange.
  • 3 ist ein Bild, das die Benutzung eines nichtlinearen Chirp-Signals beschreibt.
  • 4 ist ein Bild zum Beschreiben von Seitenkeulenunterdrückung.
  • 5 ist ein Bild, das die Simulation der Seitenkeulenunterdrückung beschreibt.
  • 6 ist ein Bild, das eine Zweischrittpulskompression beschreibt.
  • 7 ist ein Bild, das den Aufbau eines Innengefäßsystems beschreibt.
  • 8 ist ein Bild, das den Dopplereffekt auf einem Aufwärts-Chirp-Signal beschreibt.
  • 9 ist ein Diagramm, das die Pulskompressionsverarbeitung eines Aufwärts-Chirp-Signals beschreibt.
  • 10 ist ein Bild, das die Resultate der Pulskompressionsverarbeitung beschreibt.
  • 11 ist ein Diagramm, das den Dopplereffekt auf ein Abwärts-Chirp-Signal beschreibt.
  • 12 ist ein Bild, das die Pulskompressionsverarbeitung auf einem Abwärts-Chirp-Signal beschreibt.
  • 13 ist ein Bild, das das Resultat der Pulskompressionsverarbeitung beschreibt.
  • 14 ist ein Bild, das die Messung des Dopplereffektes beschreibt.
  • 15 ist ein Meßbeispiel einer Dopplerfrequenz zu zeitlichen Intervallen der komprimierten Pulse.
  • 16 ist ein Meßbeispiel einer Dopplerfrequenz durch Spektralvergleich.
  • 17 ist ein Bild, das eine andere Konfiguration des Innengefäßsystems beschreibt.
  • 18 ist ein Bild von Wellenformbeobachtungsresultaten aus der Benutzung der anderen Konfiguration des Innengefäßsystems.
  • BESTE ART DES AUSFÜHRENS DER ERFINDUNG
  • Die beste Art zum Ausführen der Erfindung wird im einzelnen hierin beschrieben, während auf die Zeichnungen Bezug genommen wird.
  • [Zeitliche Trennung des Übertragungssignals und des Empfangssignals]
  • Um damit anzufangen, die zeitliche Trennung eines Übertragungssignals und eines Empfangssignals wird beschrieben.
  • Bei der vorliegenden Erfindung ist der Trennungsbereich zum Durchführen der zeitlichen Trennung aufgebaut unter Benutzung einer flexiblen Wellenleiterübertragungsleitung.
  • Wie in 1 gezeigt ist, sind die Ausbreitungsmerkmale des L(0, 1)-Modus, des L(0, 2)-Modus und des L(0, 3)-Modus einer elastischen Welle, die durch eine Quarzglasstange ausgebreitet wird, deutlich gezeigt (siehe IEICE Trans. Commun., Bd. J69-A, Nr. 8, S. 1006–1014, 1986 und IEICE Trans. Commun., Bd. 109-C,Nr. 8, 1989, S. 581–586). Es sei angemerkt, daß der L(0, 1)-Modus, der L(0, 2)-Modus und der L(0, 3)-Modus Wellen entsprechen, die unter den elastischen Wellen, die durch eine zylindrische elastische Stange übertragen werden, Longitudinalwellen sind und sich nicht zu dem Umfang ändern. Diese werden als L(0, 1)-Modus, L(0, 2)-Modus und L(0, 3)-Modus in der Reihenfolge von dem einfachsten Modus an bezeichnet, und sie sind unterscheidbar, da sich die Ausbreitungszeit für jede ändert.
  • Da die Aufgabe gewesen ist, ein Pulskompressionsfilter zu bilden unter Benutzung eines Bereichs (Bereich B und D in 1) mit einer großen Dispersion (oder der Differenz in der Ausbreitungszeit aufgrund der Frequenz), wurde trotzdem das Übertragen eines Chirp-Signals durch einen Bereich mit einer kleinen Dispersion nicht betrachtet. Es ist zu verstehen, daß es kleine Dispersion und eine hohe Umwandlungseffektivität von einem elektrischen Signal zu einem Ultraschallsignal in Berei chen A, C und E gibt (siehe Japanese Journal of Applied Physics, Bd. 27, Supplement 27-1, S. 117–119, 1988). Bei der vorliegenden Erfindung wird die Übertragung eines Signals, bei der die Frequenz davon mit der Zeit ansteigt (Aufwärts-Chirp-Signal), oder ein Signal, bei dem sich die Frequenz davon mit der Zeit verringert (Abwärts-Chirp-Signal) durch eine Quarzglasstange unter Benutzung eines Bereichs soweit wie möglich betrachtet.
  • Hier wird ein Verfahren zum Aufbauen einer flexiblen Übertragungsleitung unter Benutzung des Bereichs E des L(0, 3)-Modus einer Quarzstange diskutiert. Um damit zu beginnen, zum Schwingen von Ultraschallwellen mit einer Frequenz von 20 MHz unter Benutzung des E-Bereichs des L(0, 3)-Modus ist es notwendig, eine Quarzstange mit einem Durchmesser von ungefähr 0,5 mm zu benutzen. Weiterhin, zum Übertragen von ebenen Wellen ohne Ausdehnung des Ultraschallstrahls innerhalb einer Probe, die zu messen ist (bevorzugt konvergiert die Ultraschallwelle innerhalb der Probe) muß eine Übertragungsleitung mit einer ausreichend weiten Querschnittsfläche im Vergleich zu der Wellenlänge (da die Wellenlänge einer Ultraschallwelle innerhalb eines Organismus bei 20 MHz ungefähr 75 μm beträgt, eine Kreisendfläche mit einem Durchmesser von ungefähr 0,75 mm, die zehn Mal größer ist) benutzt werden. Andererseits muß zum Aufrechterhalten der Flexibilität eine Übertragungsleitung, die so dünn wie möglich ist, benutzt werden. Folglich wird bei der vorliegenden Erfindung eine verjüngt geformte Quarzstange, die an beiden Enden dick ist und allmählich in dem Zentrum dünn wird, benutzt.
  • [VERJÜNGT GEFORMTE QUARZSTANGE]
  • In dem Fall des Benutzens einer verjüngt geformten Quarzstange muß, da der Abschnitt des C-Bereichs und des D-Bereichs benutzt werden, Testen zum ungefähren Finden, welches Verhältnis der Endoberfläche und des Zentralabschnitts erlaubt ist, durchgeführt werden. Wie in 2(a) gezeigt ist, benötigen mit der vorliegenden Erfindung Resultate des tatsächlichen Testens einer jeden Art der verjüngt geformten Quarzstange die Benutzung einer Quarzglasstange 20, bei der der Durchmesser der Seite, die mit einer Ultraschallprobe verbunden ist, ungefähr 0,58 mm beträgt, der Durchmesser des kleinsten Abschnittes 0,3 mm beträgt, der Durchmesser der Endfläche 0,68 mm beträgt und die Länge der Stange 38 mm ist. Dies zeigt, daß der Durchmesser der Seite der Quarzglasstange 20, an der der Ultraschallwandler 10 angebracht ist, so eingestellt ist, daß er in einen bevorzugten Bereich der Umwandlungseffektivität in den L(0, 3)-Modus fällt; zusätzlich ist der Durchmesser der Quarzstange 20 auf der Seite, die in Kontakt mit der Probe 50 kommt, groß genug eingestellt im Vergleich mit der Wellenlänge, und der Rest der Abschnitte ist dünn genug eingestellt, um Flexibilität aufrecht zu erhalten.
  • In diesem Fall ist bestätigt, daß Ultraschallwellen zwischen 18 MHz und 21 MHz mit geringer Wellenformverzerrung und wenig Einfluß von anderen Moden übertragen werden können. Die Übertragungswellenform und die Empfangswellenform sind in 2(b) gezeigt. Zusätzlich wird auch ein vorteilhafter Betrieb zwischen 29 MHz und 33 MHz bestätigt.
  • [NICHTLINEARES CHIRP-SIGNAL]
  • Da es selbst in dem oben beschriebenen Bereich innerhalb der Quarzstange 20 Dispersion gibt, wenn die zum Bilden des Trennungsbereichs notwendiger Distanz ungefähr 1 m wird, wird die Wellenform gestört. Somit wird Kompensation notwendig. Bei der vorliegenden Erfindung wird die Tatsache, daß die Wellenform des Chirp-Signals leicht in der Zeitdomäne gesteuert werden kann, benutzt, und die Konfiguration ist derart gemacht, daß das Übertragungs-Chirp-Signal ein nichtlineares Chirp-Signal gemacht wird (ein Signal, für das die Frequenz nicht proportional zu der Zeit variiert), und seine Eigenschaften sind so aufgebaut, daß die Wellenform nach dem Empfang ein lineares Chirp-Signal sein kann (ein Signal, für das die Frequenz proportional zu der Zeit variiert). Dieses ist mit 3 beschrieben.
  • In 3(a) ist das durch einen Signalgenerator 30 erzeugte Signal als ein nichtlineares Chirp-Signal gemacht, wie oben beschrieben wurde, und dieses nichtlineare Chirp-Signal wird an die Quarzglasstange 20 von dem Wandler 10 als ein Übertragungssignal angelegt. Das nichtlineare Chirp-Signal breitet sich durch die Quarzglasstange 20 aus, wird an der Probe 50 reflektiert, breitet sich wieder durch die gleiche Quarzglasstange 20 aus und wird von dem Wandler 10 empfangen. Dieses Empfangssignal ist ein lineares Chirp-Signal. Die Wellenform des Übertragungssignals als ein nichtlineares Chirp-Signal und das Empfangssignal als ein lineares Chirp-Signal sind in 3(b) (1) bzw. (2) gezeigt. Wie das Übertragungssignal als ein nichtlineares Chirp-Signal zu finden ist, wird im einzelnen später beschrieben.
  • Dieses macht es möglich, sowohl ein Aufwärts-Chirp-Signal als ein Abwärts-Chirp-Signal durch die gleiche Übertragungsleitung zu übertragen, und es macht es leicht, Signalverarbeitung wie das Entfernen des Effektes des frequenzabhängigen Abfalls innerhalb eines Organismus oder eine Dopplersignalerfassung durchzuführen. Es wird angemerkt, daß, da die L(0, 3)-Modusausbreitungszeit ungefähr, wie in 1 zu sehen ist, 100 μs pro Meter beträgt, es notwendig ist, die Länge der Ausbreitungsleitung in Übereinstimmung mit der Pulsbreite des übertragenen Signals einzustellen.
  • [WIE DAS NICHTLINEARE CHIRP-SIGNAL ZU FINDEN IST]
  • Als ein Beispiel, wie das nichtlineare Signal zu finden ist, wird der E-Bereich in dem L(0, 3)-Modus einer elastischen Welle (Pochhammer-Chree-Wellen) benutzt, die sich durch die Quarzglasstange ausbreiten; ein Ende der Quarzglasstange ist an den Wandler angebracht; das andere Ende wird als ein Koppler an ein Subjekt, das zu beobachten ist, benutzt; ein nichtlineares frequenzmoduliertes Signal, das Dispersion in der elastischen Welle kompensiert, wird als ein Übertragungssignal benutzt; und das Empfangssignal wird zu einem linearen Chirp-Signal gemacht.
  • In diesem Fall sei H(ω) die Übertragungsfunktion der Übertragungsleitung und C(ω) die Fouriertransformierte des linearen Chirp-Signals; das nichtlineare Transmissions-Chirp-Signal kann aus der umgekehrten Fouriertransformierten von C(ω)/(H(ω) + κ) gefunden werden. Hier wird κ bestimmt unter Benutzung eines Kriteriums wie das minimale Fehlerquadrat zwischen dem idealen Chirp-Signal und dem geplanten Chirp-Signal.
  • [SEITENKEULENUNTERDRÜCKUNG]
  • Zum Beispiel ist es bei einem medizinischen Ultraschallabbildungsgerät notwendig, einen kleinen reflektierenden Körper zu erfassen, der nahe einem großen reflektierten Körper ist. Als Resultat ist die Seitenkeulenunterdrückung der reflektierten Welle das größte Problem bei der Pulskompression, die versucht, die Auflösung zu vergrößern. Zum Unterdrücken der Seitenkeulen mit der vorliegenden Erfindung, wie in 4 gezeigt ist, wird die Wellenform es empfangenen Chirp-Signals von der Probe durch ein Pulskompressionsfilter 41 komprimiert und dann zu der idealen komprimierten Wellenform korreliert, die von dem Pulskompressionsfilter 41 und von dem Wellenformgenerator 43 ausgegeben ist. Durch Berechnung der Kreuzkorrelation kann dieses, da die Ausgabe der Kreuzkorrelation zwischen zwei ähnlichen Wellen hoch ist, wenn sie zueinander passen, dieses die Seitenkeulen unterdrücken.
  • 5(a) ist ein Wellenformbild der Ausgabe des empfangenen Chirp-Signals von dem Pulsunterdrückungsfilter 41; und 5(b) ist ein Wellenformdiagramm der Ausgabe von der Korrelationsverarbeitungseinheit 42. Von diesen Wellenformdiagrammen ist es klar, daß die Seitenkeulen unterdrückt sind.
  • [ZWEISCHRITT-KOMPRESSIONSVERFAHREN]
  • Dieses Verfahren kann für ein Codierverfahren anwendbar gemacht werden, das eine M-Reihe (eine Zeitreihe von Zufallspulsen) benutzt, indem es so eingestellt wird, daß ein nichtlineares Chirp-Signal entsprechend einer M-Reihe übertragen und empfangen pulskomprimiert wird zum Erhalten einer Anpassung an die M-Reihe. Gemäß diesem Verfahren ist die Trennung des Empfangssignals von dem Übertragungssignal und Multiplexen von einer M-Reihe möglich. Da zusätzlich das gesamte Kompressionsverhältnis mit diesem Verfahren das Produkt des Kompressionsverhältnisses des Chirp-Signals und des Kompressionsverhältnisses der M-Reihe ist, kann ein großes Kompressionsverhältnis erhalten werden. Dieses ist mehr im einzelnen unter Benutzung von 6 beschrieben. Die Erzeugung eines Signals ist in Abschnitt A von 6 gezeigt. Mit anderen Worten, eine Mehrzahl von Chirp-Signalen, von denen jedes um eine bestimmte feste Zeitlänge verzögert ist, wird erzeugt, und als Reaktion auf eine M-Reihe von Codes, z.B. 1, 1, 0, ..., werden die entsprechenden zeitlich verzögerten Chirp-Signale ausgesandt. Ein Chirp-Signal wird ausgesandt, wenn die M-Reihe gleich "1" ist, und kein Signal wird ausgesandt, wenn "0"; dann wird danach diese Mehrzahl von Signalen, die mit der M-Reihe zusammenlaufen, durch den Synthetisierer 32 kombiniert, sie werden von dem Übertrager 33 übertragen. Nachdem der Empfänger 46 das Signal von der Probe empfängt, wird die Kompression des Chirp-Signals zuerst durch das Pulskompressionsfilter 47 durchgeführt, und eine Pulskette entsprechend der M-Reihe wird erzeugt. Als nächstes wird ein Signal, das zu der gleichen M-Reihe zu der Zeit der Übertragung paßt, durch den Decodierer 48 decodiert, wodurch ein einzelner kurzer Puls erhalten wird. Auf diese Weise ist, da die Kompression mit einer Zweischrittkompression die Kompression in Übereinstimmung mit dem Chirp-Signal aufweist und die Kompression in Übereinstimmung mit der M-Reihe ausgeführt wird, die Beobachtung eines hohen Signal-Rausch-Verhältnisses möglich.
  • Es sei angemerkt, daß es möglich ist, die oben erwähnte Seitenkeulenunterdrückung auf diese Zweischrittkompressionsverarbeitung anzuwenden und eine Seitenkeulenunterdrückung nach Bearbeitung durch das Pulskompressionsfilter durchzuführen.
  • Diese Zweischrittpulskompression kann auch auf Radar, Sonar und Spread-Spektrum-Verkehr angewendet werden.
  • [INTRALUMEN-ULTRASCHALL-ENDOSKOPSYSTEM]
  • Ein Beispiel des Anwendens der vorliegenden Erfindung auf ein Intralumen-Ultraschall-Endoskop wird im folgenden unter Benutzung von 7 beschrieben. Ein Ultraschallendoskop eines Systems, in dem ein zu betrachtendes Objekt ein Lumen wie das Innere eines Blutgefäßes oder das Innere des Uterus ist und bei dem eine Probe sich mechanisch dreht, wird als Ultraschallwandler 10 benutzt, der in den Katheter eingebaut ist. Es ist leicht, Pulskompression in dieses System einzuführen durch Benutzen eines Verfahrens des Trennens des übertragenen Signals und des Empfangssignals gemäß der vorliegenden Erfindung.
  • Dieses ist in 7 gezeigt. Genauer, da eine L(0, 3)-Moduselastikwelle in dem 20 MHz-Band sich durch eine Quarzstange mit einem Durchmesser zwischen ungefähr 0,3 mm und ungefähr 0,7 mm ausbreitet, ist es möglich, die Quarzstange in eine hohle Metalleitung durch Verwenden eines geeigneten Schutzes wie eine Wicklung mit Seitendraht einzuführen. Da die Quarzstange 20 mit solcher Dicke flexibel ist, kann sie in einen Katheter eingeführt benutzt werden. Der Durchmesser des Kopplerabschnittes ist so eingestellt, daß er die Meßtiefe aufnimmt, indem eine verjüngt geformte Quarzstange benutzt wird. Weiterhin sind der akustisch angepaßte Abschnitt (Anpassungsschicht) 22, die brechende Oberfläche und Linse (in diesem Beispiel ein fokussierender, an der Linse angebrachter Reflektor 24) für den Akustikstrahl positioniert. Diese Linse kann nahe der zu beobachtenden Probe gesetzt werden. Die durch den Ultraschallwandler 10 erregte Ultraschallwelle bestrahlt das Untersuchungsgebiet durch die Quarzglasstange 20 und den Koppler, und das reflektierte Signal breitet sich zurück durch die Quarzstange 20 aus und wird in ein elektrisches Signal wieder durch den Wandler 10 umgewandelt. Durch Einstellen des Übertragungssignals so, daß das empfangende Signal ein lineares Chirp-Signal sein kann, wird das empfangene Signal in einen komprimierten Puls durch standardisierte Signalverarbeitung umgewandelt, indem die Signalverarbeitungseinheit 44 benutzt wird, nachdem er durch einen standardisierten Pulskompressionsfilter oder einen A/D-Wandler gegangen ist. Dieses kann mit einer Anzeigeeinheit 45 beobachtet werden.
  • Mit diesem System ist es möglich, ein nichtlineares Chirp-Signal als das Übertragungssignal zu benutzen und Seitenkeulenunterdrückung durchzuführen unter Benutzung einer idealen Ausgabewellenform des oben erwähnten Pulskompressionsfilters als die Empfangssignalverarbeitung.
  • Zusätzlich ist es möglich, die oben erwähnte Zweischrittpulskompressionsverarbeitung zu benutzen.
  • [DOPPLERSIGNALMESSUNG]
  • Wenn dem linearen Chirp-Signal eine Dopplerverschiebung auferlegt wird, ist es bekannt, daß das Spektrum in der Frequenz verschoben ist mit einer geringen Änderung in der Form der komprimierten Signalwellenform. Hier wird beschrieben, daß das Aufwärts-Chirp-Signal und das Abwärts-Chirp-Signal simultan durch die Übertragungsleitung übertragen wird, die oben beschrieben wurde, die Tatsache, daß das Spektrum der Signale, die von dem gleichen Bereich reflektiert sind, sich in entgegengesetzte Richtungen verschieben, wird benutzt, und daß die Erfassung des Dopplersignals durch Vergleich dieser Spektren durchgeführt wird. Es ist möglich, Bewegungsgeschwindigkeit innerhalb eines weiten Bereiches durch Ändern der Rate der Frequenzänderung in dem Übertragungs-Chirp-Signal zu erfassen.
  • Um damit anzufangen, die Dopplerverschiebung eines Aufwärts-Chirp-Signals und eines Abwärts-Chirp-Signals wird im einzelnen unter Benutzung von 8 bis 13 beschrieben.
  • 8 bis 10 beschreiben zeitliche Verschiebung einer Wellenform nach Kompression in Abhängigkeit davon, ob der Dopplereffekt vorhanden ist in dem Fall eines Aufwärts-Chirp-Signals.
  • Ein Fall, bei dem kein Dopplereffekt vorhanden ist, wird zuerst betrachtet. 8(a) zeigt schematisch ein lineares frequenzmoduliertes Chirp-Signal, das ein Chirp-Signal einer Pulsbreite T und der Frequenz ist, die linear ansteigend von f1 zu f2 = f1 + Δt gezeigt ist. Diese Wellenform wird an das Pulskompressionsfilter eingegeben, das die Eigenschaften von 9(a) aufweist. In diesem Filter erzeugt das niedrige Frequenzband eine größere Zeitverzögerung, und während die Frequenz höher wird, nimmt die Zeitverzögerung linear ab. Es ist anzunehmen, daß, dort wo die Frequenz f1 ist, die Zeitverzögerung t2 ist, und dort wo die Frequenz f2 ist, die Zeitverzögerung t1 = t2 – T ist. Sobald das Aufwärts-Chirp-Signal an dieses Filter eingegeben ist, geht das in der Zeit früher eingegebene Signal langsam voran, während sich ein hohes Signal schneller bewegt, somit wird das Chirp-Signal, nachdem es durch das Filter gegangen ist, komprimiert, wodurch eine Wellenform wie die in 10(a) gezeigte erzeugt wird. Zu diesem Punkt ist die Zeitverzögerung von einer willkürlichen Standardzeit zu T0 angenommen.
  • Als nächstes wird ein Fall betrachtet, bei dem ein Dopplereffekt vorhanden ist. Es ist anzunehmen, daß an das in 8(a) gezeigte Chirp-Signal eine Frequenzverschiebung (Dopplerverschiebung) in Übereinstimmung mit dem in 8(b) gezeigten Dopplereffekt angelegt wird, so daß es ein Chirp-Signal wird, das sich von f1 + fd zu f2 + fd geändert hat. Hier bedeutet fd die Dopplerfrequenz, die die Frequenzverschiebung des Dopplereffektes bezeichnet, und sie wird als positiv angenommen. Der Fall, in dem das Chirp-Signal, an das diese Frequenzverschiebung angelegt ist, an ein Pulskompressionsfilter mit den gleichen wie in 9(a) gezeigten Merkmalen angelegt wird, ist in 9(b) gezeigt. Wie in dieser Figur gezeigt ist, ist die Zeitverzögerung, die der Frequenz f1 + fd entspricht, klein mit t2 – ☐d. Hier ist das ☐d = T·fd/Δf. Folglich ist die Verzögerung der komprimierten Wellenform ebenfalls klein, und nachdem es durch das Filter gegangen ist, nimmt das Chirp-Signal eine Wellenform an, wie sie in 10(b) gezeigt ist, und die Verzögerung von der Referenzzeit beträgt T0 – ☐d.
  • Als nächstes wird der Fall des Abwärts-Chirp-Signals betrachtet. 11 bis 13 beschreiben die Fehlausrichtung der Wellenform nach Kompression in Übereinstimmung damit, ob der Dopplereffekt vorhanden ist, in dem Fall eines Aufwärts-Chirp-Signals.
  • Zuerst wird der Fall ohne Dopplereffekt betrachtet. 11(a) zeigt ein Chirp-Signal, dessen Frequenz eine lineare Verringerung von f2 zu f1 = f1 – Δf ist. Wenn dieses Signal an das Pulskompressionsfilter mit den in 12(a) gezeigten Merkmalen eingegeben wird, sei gegeben, daß in diesem Filter die Zeitverzögerung größer für f2 ist, dann ist die Zeitverzögerung kleiner für f1 = f1 – Δf, da die Hochfrequenzkomponenten, die an das Filter eingegeben sind, zuerst langsam vorangehen, und die Niederfrequenzkomponenten, die später eingegeben sind, gehen schneller voran, eine komprimierte Wellenform, wie die in 10(a) gezeigte, wird erhalten. Hier ist die Zeitverzögerung von der Standardzeit auf T0 gesetzt.
  • Als nächstes wird der Fall mit dem Dopplereffekt betrachtet. Es sei angenommen, daß das in 10(a) gezeigte Chirp-Signal, nachdem es durch die Frequenzverschiebung des Dopplereffektes beeinflußt ist, das Chirp-Signal geworden ist, das von f2 + ☐d zu f1 + ☐d = f2 – f1 + Δf verschoben ist. Wenn dieses Signal an ein Pulskompressionsfilter mit den in 12(a) gezeigten Merkmalen eingegeben wird, wird, da die Frequenzen als Ganzes erhöht sind, die Zeitverzögerung für die komprimierte Wellenform von der Standardzeit gleich T0 + ☐d.
  • Wie in 10 und 12 gezeigt ist, da die Signale der Aufwärts-Chirp-Signale und der Abwärts-Chirp-Signale sich entsprechend in die entgegengesetzten Richtungen aufgrund des Dopplereffektes verschieben, macht nach Komprimierung die Erfassung dieser Verschiebung es möglich, das Dopplersignal selbst zu erfassen.
  • Als nächstes wird beschrieben, wie bestimmt wird, ob der Dopplereffekt erfaßt ist. Es sei die Fouriertransformierte der komprimierten Wellenform des Aufwärts-Chirp-Signals, das in 10(a) gezeigt ist, gleich FU(ω). Mit dem Signal mit dem in 10(b) gezeigten Dopplereffekt wird, da das Signal sich zeitlich um ☐d ohne Änderung in der Wellenform verschiebt, die Fouriertransformierte dieser Wellenform FU(ω)ejω☐d. Ähnlich wird, wenn angenommen wird, daß die Fouriertransformierte der Wellenform des Abwärts-Chirp-Signals in 13(a) gleich FD(ω) ist, die Fouriertransformierte der Wellenform des Si gnals mit dem in 13(b) gezeigten Dopplereffekt gleich FD(ω)ejω☐d.
  • Folglich ist es möglich in dem Fall, in dem es keinen Dopplereffekt gibt, zum Beispiel, wenn das System so eingestellt ist, daß FU(ω) = FD(ω) ist, aus den Meßwerten von FU(ω)ejω☐d und FD(ω)ejω☐d, ☐d = T·fd·Δf zu erhalten, mit andern Worten die Dopplerfrequenz fd.
  • Es sei angemerkt, daß bei dieser Beschreibung der Fall, in dem das Dopplersignal zunimmt, betrachtet wird; in dem Fall jedoch, in dem das Signal abnimmt, bleibt das Prinzip das gleiche, nur die Richtung der Verschiebung geht in die entgegengesetzte Richtung.
  • Ein Gerät, das dieses Prinzip zum Erfassen der Dopplerfrequenz anwendet, ist in 14 gezeigt.
  • In 14 werden das Aufwärts-Chirp-Signal 1 und das Abwärts-Chirp-Signal 2 an einen Synthetisierer 6 synthetisiert und dann übertragen. Bezüglich der Signale, die zu der Probe durch eine Übertragungsleitung gemäß der vorliegenden Erfindung übertragen werden, wird das Signal 1, nachdem es empfangen ist, durch ein Aufwärts-Chirp-Signalpulskompressionssystem 64 komprimiert, und an der Gatterschaltung 1 mit dem Bezugszeichen 66 wird das Signal mit dem Zielort aufgenommen. Das Abwärts-Chirp-Signal 2 wird ebenfalls durch ein Abwärts-Chirp-Pulskompressionssystem 65 komprimiert und an einer Gatterschaltung 2 mit dem Bezugszeichen 67 wird das Signal des Zielortes aufgenommen, wie früher beschrieben wurde.
  • In dem Fall, in dem die Dopplermessung zusammen mit der Zielortbestimmung des komprimierten Pulses durchgeführt wird, wird das Signal der entsprechenden Zielorte von der Gatterschaltung 1 mit 66 und der Gatterschaltung 2 mit 67 zu der Zeitvergleichsschaltung (nicht in den Zeichnungen gezeigt) übertragen. Indem die Zeitvergleichsschaltung benutzt wird, wird die Messung des Dopplereffektes an den entsprechenden Zielorten unter Benutzung der Zeitdifferenz des Aufwärts-Chirp-Signals 1 bzw. des Abwärts-Chirp-Signals 2 durchgeführt. Dieses wird später im einzelnen beschrieben.
  • In dem Fall der spektralen Dopplerfrequenzerfassung werden der Puls, der die Ausgabe der Gatterschaltung 1 mit 66 ist, und der Puls, der die Ausgabe der Gatterschaltung 2 mit 67 ist, entsprechend in einer Faltungseinheit 1 mit dem Bezugszeichen 68 und einer Faltungseinheit 2 mit dem Bezugszeichen 69 mit dem Standard-Chirp-Signal (Aufwärts-Chirp-Signal 1 oder Abwärts-Chirp-Signal 2) von dem Standard-Chirp-Signalgenerator gefaltet. Als Resultat wird, da die Chirp-Signale mit verschiedenen Zeitdifferenzen erhalten werden, die Spektralanalyse durchgeführt, nachdem diese Signale an einen Mixer 71 eingegeben und multipliziert sind. Aufnehmen der Niederfrequenzkomponenten wird die Schwebung der zwei Chirp-Signale mit einer Zeitdifferenz erhalten. Somit kann die Dopplerfrequenz an der Zielposition erhalten werden. Es sei angemerkt, daß durch das Anpassen der Eigenschaften der Gatterschaltung 1 mit 66 und der Gatterschaltung 2 mit 67 der Einfluß von der Fensterfunktion auf ein Minimum reduziert werden kann.
  • Diese Spektralanalyse wird im einzelnen später beschrieben.
  • Die Übertragung eines Signals zum Messen des Dopplereffektes kann durchgeführt werden, indem die in 2 gezeigte Quarzstange benutzt wird; die vorliegende Erfindung ist nicht darauf begrenzt.
  • Die Übertragung und der Empfang dieser Signale können das oben beschriebene nichtlineare Chirp-Signal benutzen, und zur Unterdrückung der Seitenkeulen kann eine Seitenkeulenunterdrückungsverarbeitung unter Benutzung der idealen Ausgabewellenformen der Pulskompression, die oben beschrieben wurde, ebenfalls durchgeführt werden.
  • Wenn dieses Verfahren angewendet wird, kann z.B. zum Erfassen der Geschwindigkeit des Blutstroms in einem Organismus die zusätzliche Benutzung eines Ultraschallkontrastmittels niedriger Dichte (Überwacher) eine genauere Erfassung von Blut sicherstellen. Da Blutstrombeobachtung zu der gleichen Zeit wie die Ortsbestimmung durchgeführt werden kann, kann zusätzlich die Geschwindigkeitsverteilung des Blutstroms gefunden werden.
  • In 15 sind Beispiele von Dopplerfrequenzmessungen in Abhängigkeit vom Vergleich des Zeitintervalls zwischen der Gatterschaltung 1 und der Gatterschaltung 2 in 15 gezeigt. Hier ist die Zentralfrequenz des übertragenden Chirp-Signals in der Zeit voran verschoben, und indem als Referenz die Intervalle zu der Zeit benutzt werden, in der es keinen Dopplereffekt gibt, werden eine Zunahme/Abnahme in dem Dopplereffekt und eine Zunahme/Abnahme in dem Pulsintervall harmonisiert. Im Vergleich zu den Intervallen ohne Dopplereffekt, die in 15(b) gezeigt sind, wenn der Dopplereffekt positiv ist, wie in 15(a) gezeigt ist, sind nämlich die Intervalle zwischen den Pulsen erweitert; wenn der Dopplereffekt negativ ist, wie in 15(b) gezeigt ist, sind die Intervalle zwischen den Pulsen schmal. Durch Erfassen dieser Differenz kann der Dopplereffekt an der Objektstelle gemessen werden.
  • In 16 ist ein Meßbeispiel der Dopplerfrequenz durch Spektralanalyse gezeigt. Hier ist die Zentralfrequenz des übertragenen Chirp-Signals zuvor verschoben, indem als eine Referenz die Intervalle in dem Fall ohne den Dopplereffekt benutzt wurden, die Erhöhung und die Verringerung des Dopplereffektes und die Verschiebung des Spektrums sind entsprechend. Kurz gesagt, wenn es keinen Dopplereffekt gibt, wie in 16(b) gezeigt ist, ist das Zentrum des Spektrums zu 10 kHz angenommen. Wenn der Dopplereffekt positiv ist, wie in 16(a) gezeigt ist, verschiebt sich das Zentrum des Spektrums zu der Seite der niedrigen Frequenz; wenn der Dopplereffekt negativ ist, verschiebt sich das Zentrum des Spektrums zu der Seite der hohen Frequenz. Durch Erfassen desselben kann die Frequenzverschiebung aufgrund des Dopplereffektes (die Dopplerfrequenz) erfaßt werden.
  • [ANDERE INTRALUMEN-SYSTEME]
  • Ein anderes Beispiel der vorliegenden Erfindung, das auf ein Intralumen-System angewendet ist, wird unter Benutzung von 17 beschrieben.
  • Ein Ultraschallendoskop eines Systems, bei dem das zu betrachtende Objekt ein Lumen wie innerhalb eines Blutgefäßes oder innerhalb des Uterus ist, und bei dem eine Probe mechanisch dreht, wird mit einem Ultraschallwandler 10 benutzt, der in den Katheter eingebaut ist. Dies ist das gleiche System, das in 7 benutzt ist. Da es wünschenswert ist, daß die Übertragungsleitung dieses Systems bessere Flexibilität aufweist, ist es unter Benutzung des L(0, 1)-Modus aufgebaut.
  • Dieses ist in 17 gezeigt. Mit anderen Worten, die elastische Welle des L(0, 1)-Modus in dem 20 MHz-Band wird durch eine Quarzstange mit einem Durchmesser von ungefähr 122 μm übertragen. Bei diesem Experiment wird eine dielektrische Leitung (Stycast 2651 mm) mit einem Durchmesser von 150 μm und einer Länge von 37 μm als Anpassungsschicht 22 (eine Anpassungsübertragungsleitung) benutzt und ist an dem Ende der Quarzglasstange 20 mit einem Durchmesser von 125 μm und einer Länge von 60 cm angebracht. Die Anpassungsschicht dient als Koppler zwischen der Übertragungsleitung und Wasser. Diese Übertragungsleitung mit angebrachter Anpassungsschicht wird in eine Metallröhre eingeführt und einem Wasserabdichtungsprozeß unterworfen. Es wird sorgfältig betrachtet, daß ein Abschnitt eines drehenden Ellipsoidkörpers als Konvergenzlinse 24 zu benutzen ist und die Kante der Übertragungsleitung auf dem Fokuspunkt der Linse angeordnet ist. Zusätzlich wird in diesem Fall, da es notwendig ist, eine Ultraschallwelle großer Amplitude in einer schmalen Leitung zu erregen, die durch den Wandler 10 erregte Ultraschallwelle durch die Quarzglasstange durch Benutzen eines Ultraschallparaboloidspiegels 11 übertragen und empfangen. Diese Linse kann in die Nähe der zu messenden Probe gesetzt werden. Die durch den Wandler 10 erregte Ultraschallwelle bestrahlt das Zielgebiet 55 durch die Quarzglasstange 20 und den Koppler; die reflektierte Welle breitet sich dann umgekehrt durch die Quarzstange 20 aus und wird zurück in ein elektrisches Signal durch den Wandler 10 umgewandelt. Wenn das übertragene Signal so eingestellt ist, daß das empfangene Signal ein lineares Chirp-Signal wird, wird das empfangene Signal in einen komprimierten Puls durch standardisierte Digitalsignalverarbeitung durch die Signalprozeßeinheit 44 umgewandelt, nachdem es durch das standardisierte Pulskompressionsfilter oder einen A/D-Wandler gegangen ist. Dieses kann mit dem Anzeigegerät 45 beobachtet dem Anzeigegerät 45 beobachtet werden. Ein Beispiel der beobachteten Wellenform ist in 18 gezeigt.
  • 18(a) ist ein Beispiel, bei dem eine Reflexion von einer Aluminiumplatte in Wasser beobachtet wird. Nach der Reflexion A von der Übertragungsendoberfläche kann die reflektierte Wellenform B von der Aluminiumplatte in Wasser deutlich beobachtet werden. 18(b) ist ein Beispiel, bei dem eine Reflexion von einer Acrylplatte in Wasser beobachtet wird; und 18(c) ist ein Beispiel, bei dem eine optische Faser mit einem Durchmesser von 125 μm in Wasser beobachtet wird. In beiden Beispielen ist es möglich, nach der reflektierten Wellenform A von der Übertragungsendoberfläche, die reflektierten Wellenformen C und D von dem Zielobjekt zu beobachten.
  • Bei diesem System ist es möglich, ein nichtlineares Chirp-Signal als das Übertragungssignal zu benutzen und auch Seitenkeulenunterdrückungsverarbeitung unter Benutzung einer idealen Ausgangswellenform des oben erwähnten Pulskompressionsfilters als Verarbeitung des Empfangssignals durchzuführen.
  • Zusätzlich kann die oben erwähnte Zweischrittkompressionsverarbeitung benutzt werden.
  • INDUSTRIELLE ANWENDBARKEIT
  • Mit der vorliegenden Erfindung ist es bei Ultraschallübertragung und -empfang unter Benutzung eines Chirp-Signals unter Benutzung einer flexiblen Wellenleiterübertragungsleitung als die Übertragungsleitung und unter Benutzung der Übertragungsleitung als ein Verzögerungsmedium möglich, zeitlich ein Übertragungssignal und ein Empfangssignal mit einer bestimmten ausgedehnten Dauer zu trennen. Für diese Übertragungsleitung kann eine Quarzstange mit zwei verjüngten Enden benutzt werden.
  • Wenn eine Übertragungsleitung lang ist, neigt ein Chirp-Signal dazu, gestört zu werden; die Benutzung eines nichtlinearen Chirp-Signals macht es jedoch möglich, die Störung in dem Empfangssignal zu unterdrücken.
  • Weiter ist es durch Benutzen einer idealen Ausgangswellenform eines komprimierten Pulses möglich, Seitenkeulenunterdrückung in Empfangssignalen durchzuführen.
  • Durch Übertragen mehrerer Chirp-Signale gemäß einer Codierlinie wird Zweischrittkompressionsverarbeitung möglich, und Empfangssignale können erhalten werden, die ein höheres Signal-Rausch-Verhältnis aufweisen.
  • Weiterhin ist es durch Benutzung von Aufwärts-Chirp-Signalen und Abwärts-Chirp-Signalen möglich, genau den Dopplereffekt zu messen.

Claims (8)

  1. Ultraschallgerät mit: einem Wandler (10) zum Übertragen eines Ultraschallsignals und Empfangen eines reflektierten Echosignals; einer Wellenleiterübertragungsleitung, die zum Ausbreiten des übertragenen und des reflektierten Ultraschallsignals gemeinsam vorgesehen ist; worin die Übertragungsleitung eine flexible Quarzstange (20) ist, die als ein Verzögerungsmedium dient, das zeitlich das reflektierte Ultraschallsignal und das übertragene Ultraschallsignal trennt; worin das übertragene Signal ein Signal mit einer sich zeitlich ändernden Frequenz ist; wobei das Gerät weiter ein Kompressionsfilter (41) zum Komprimieren des empfangenen Ultraschallsignals aufweist.
  2. Ultraschallgerät nach Anspruch 1, bei dem der Wandler (10) ein Signal mit einer Frequenz überträgt, die sich ändert aber nicht proportional zur Zeit, das ein Signal mit einer Frequenz wird, das sich proportional zu der Zeit nach Empfangen durch den Wandler (10) ändert.
  3. Ultraschallgerät nach einem der Ansprüche 1 oder 2, mit: worin eine Seitenkeulenunterdrückung durch Aufnehmen der Korrelation zwischen einem Pulskompressionsfilter (41) zum Komprimieren einer idealen Wellenform und des empfangenen Ultraschallsignals durchgeführt wird; und einer Korrelationsverarbeitungseinheit (42) zum Übernehmen der Korrelation zwischen der ideal komprimierten Wellenform und der empfangenen komprimierten Wellenform.
  4. Ultraschallgerät nach einem der Ansprüche 1 bis 3, bei dem das Ultraschallgerät verzögert eine Mehrzahl von Ultraschallsignalen einer bestimmten Zeitlänge und sie in Übereinstimmung mit einer Codereihe überträgt; das Gerät aufweist einen Empfänger (46) zum Empfangen der Signale; ein Pulskompressionsfilter (47) zum Komprimieren der empfangene Signale; und einen Decoder (48) zum Decodieren der komprimierten Signale in Übereinstimmung mit einer Codeserie, die kodiert worden ist.
  5. Ultraschallübertragungs/Empfangsgerät nach einem der Ansprüche 1 bis 4, bei dem die flexible Quarzstange (20) eine angeschrägte Quarzstange mit einem verschmälertem Zentrum ist.
  6. Dopplermeßgerät, mit: einem Ultraschallgerät nach einem der Ansprüche 1 bis 5; einem Empfänger (63) zum Empfangen eines Ultraschallsignals, das sowohl ein Signal enthält, bei dem die Frequenz mit der Zeit zunimmt, und ein Signal, bei dem die Frequenz mit der Zeit abnimmt; einem Pulskompressor (64, 65) zum Komprimieren von Pulsen, die durch Verarbeiten der entsprechenden empfangenen Signale erhalten sind; und eine Zeitvergleichsschaltung zum Erfassen eines Dopplersignals von der Zeitdifferenz der komprimierten Pulse.
  7. Dopplermeßgerät nach Anspruch 6, mit: einer Faltungseinheit (68, 69) zum Durchführen einer Faltung des komprimierten Pulses, der durch Verarbeiten der entsprechenden empfangenen Signale erhalten ist, und eines Standardzirpsignals; und einem Spektralanalysator (72) zum Durchführen einer Spektralanalyse.
  8. Interluminares Ultraschallendoskopsystem mit: dem Ultraschallgerät nach einem der Ansprüche 1 bis 5; und einer passenden Schicht (22) auf dem Probenseitenende der Wellenleiterübertragungsleitung.
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