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Die
Erfindung betrifft eine Ultraschallsonde für die Ultraschallabbildung,
im Besonderen für
eine Ultraschallabbildung unter Verwendung kontrastverstärkender
Mittel bzw. Agenzien, und umfassend zwei ineinander greifende Anordnungen
von Wandlerelementen, wobei jede der Anordnungen eine Längsabmessung
besitzt, entlang der die Wandlerelemente Seite an Seite platziert
sind, wobei eine erste der ineinander greifenden Anordnungen Wandlerelemente
mit einer niedrigeren Mittelfrequenz besitzt, und eine zweite der
ineinander greifenden Anordnungen Wandlerelemente mit einer höheren Mittelfrequenz
besitzt.
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HINTERGRUND
DER ERFINDUNG
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Solch
eine Sonde wird in der Internationalen Patentanmeldung WO 99/35967
beschrieben und wird zum Ultraschallabbilden und im Besonderen in einer
Mehrfachimpuls- und Verstärkungs-Strategie zum
Ultraschallabbilden eines Objekts verwendet, welches ein ultraschallkontrastverstärkendes
Abbildungsmittel enthält.
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Ultraschallkontrastmittel
können
in den Körper
eingeführt
werden, um Ultraschallenergie zu reflektieren oder zu absorbieren
oder um mitzuschwingen, wenn sie einer solchen Energie ausgesetzt
sind, und dadurch ein verbessertes Abbild eines Teils des Körpers liefern.
Beispiele für
solche Kontrastmittel, in Form von hohlen Mikrokapseln, werden in
den Japanischen Patentanmeldungen Nrn. 508032/1992 und 509745/1994
und in PCT/GB95/02673 (WO 96/15814) gegeben. Solche Mittel werden
in den Blutkreislauf des Patienten eingespritzt, und dann wird der
Patient einer Ultraschallbestrahlung bzw. -beschallung unterworfen.
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Eine
Ultraschallfolge kann eine Mehrfachfolge enthalten, welche einen
ersten Impulsstoss bei einer ersten Frequenz und einer niedrigen
Amplitude umfasst, gefolgt von einem zweiten Impulsstoss bei einer
zweiten Frequenz und einer relativ höheren Amplitude. Dieser zweite
Impuls ist von ausreichender Stärke,
um eine leistungsverstärkte
Streuung, wie definiert, in einem interessierenden Bereich hervorzurufen.
Diesem folgt dann weiter ein dritter Impulsstoss einer dritten Frequenz
und einer niedrigeren Amplitude.
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Die
leistungsverstärkte
Streuung ist definiert als Bereitstellen eines akustischen Impulses
bei einer Amplitude, welche zumindest ausreicht, um eine Veränderung
in den akustischen Eigenschaften des interessierenden Bereichs zu
erzeugen, um beispielsweise zu bewirken, dass von den Mikrokapseln Blasen
freigesetzt werden.
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Ein
bekanntes Verfahren zum Herstellen eines Ultraschallabbildes eines
Objekts, welches ein Ultraschallkontrast-Bildgebungsmittel enthält, umfasst
ein Aussetzen des Objekts einem ersten Impulsstoss einer ersten
Folge und ersten Leistung, Aussetzen des Objekt einem zweiten Impulsstoss
einer zweiten Frequenz in Kombination mit einer zweiten Leistung
für eine
optimale Blasenfreisetzung und Unterwerfen des Objekts einem dritten
Impulsstoss einer dritten Frequenz und einer dritten Leistung, Erlangen
eines ersten Abbilds des Objekts als einem Ergebnis des ersten Impulsstosses,
Erlangen eines zweiten Abbilds des Objekts als einem Ergebnis des dritten
Impulsstosses, und Vergleichen des ersten Abbilds und des zweiten
Abbilds, um ein endgültiges verbessertes
Abbild zu erlangen.
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Vorzugsweise
ist diese erste Leistung eine niedrige Leistung relativ zur zweiten
Leistung, welche eine hohe Leistung ist, und die dritte Leistung
ist eine niedrige Leistung im Vergleich zur zweiten Leistung.
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Vorzugsweise
liegen die ersten und dritten Impulsstösse bei einer höheren Frequenz
als derjenigen des zweiten Impulsstosses, aber alternativ können der
erste und der dritte Impulsstoss bei einer Frequenz liegen, welche
niedriger ist als diejenige des zweiten Impulsstosses.
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Vorzugsweise
sind der erste und der dritte Impulsstoss identisch oder weisen
eine definierte und bekannte Beziehung auf.
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Vorzugsweise
umfassen der erste und der dritte Impulsstoss eine vergleichsweise
niedrigere Zahl von Zyklen als der zweite Impulsstoss.
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Der
erste und der dritte Impulsstoss können einen einzelnen Zyklus
umfassen.
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Der
zweite Impulsstoss umfasst eine Vielzahl von Zyklen.
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Vorzugsweise
beträgt
die Zeit zwischen dem ersten und dem dritten Impulsstoss weniger
als 100 μs.
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Der
dritte Impulsstoss kann mit den zweiten Impulsstössen kombiniert werden, oder
diese überlappen.
Jeder Bildimpuls, den man von dem dritten Impulsstoss erlangt, kann
von jeder Interferenz von den zweiten Impulsstössen mittels des Unterschieds in
den Frequenzen herausgefiltert werden.
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Bei
dem Bildgebungsverfahren erlangt man ein erstes Abbild während des
ersten Impulsstosses, und ein zweites Abbild wird während des
dritten Impulsstosses erlangt. Der zweite, höheramplitudige Impulsstoss
umfasst einen Freilsetzungsstoss zum Freisetzen von Blasen aus einem
geeigneten Mittel, wie beispielsweise Quantison.
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Geeignete
Mikrokapseln umfassen solche, wie sie als "QUANTISON"
TM-Mikrokapseln von
Andaris Limited offenbart und in WO 92/18164 (
US 5,518,709 ), WO 94/08627 und WO
96/15814 (USSN 08/676,344, angemeldet am 19. Juli 1996) beschrieben
sind. Die Mikrokapseln werden hergestellt durch Überschusstrocknen einer Lösung von
Serumalbumin, um hohle Mikrokapseln zu bilden, welche allgemein
einen Durchmesser von 1 bis 10 μm
aufweisen; beispielsweise können
90% einen Durchmesser von 1,0 bis 9,0 μm oder von 1 bis 6,0 μm aufweisen,
wie in einem Counter Counter Multmizer II gemessen. Jedoch kann
jede gasenthaltende Mikrokapsel, Mikrokugel oder Mikroteilchen,
welche das Gas bei Beschallung mit einer nicht-physiologisch schädlichen Dosis
Ultraschall freisetzt, in den erfindungsgemäßen Verfahren verwendet werden.
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In
einer Verstärkungsfolge
werden sie ersten und zweiten Abbilder, die während der ersten und dritten
Impulsstösse
erlangt wurden, miteinander verglichen, um ein kombiniertes verbessertes
Abbild bereitzustellen, beispielsweise durch subtraktive Dekorrelation.
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Eine
weitere Beschreibung des Standes der Technik wird nun mit Bezug
auf einige der beiliegenden Zeichnungen gegeben, in welchen:
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1 eine
beispielhafte Impulsstossfolge zeigt;
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2 ein
Dekorrelationsprofil zeigt, welches man unter Verwendung der Impulsstossfolge
aus 1 erhält;
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3 ein
Abbildung zeigt, die sich aus einem Experiment mit dem ersten und
dem dritten Impuls ohne den leistungsverstärkenden Streuungseffekt ergibt,
welcher durch den zweiten Impuls erzeugt wird;
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4 die
Abbilder zeigt, die sich ergeben, wenn alle drei Impulse vorhanden
sind, und mit 2 die Vorteile der Dekorrelation
zeigt;
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5 ein
Blockdiagramm einer Vorrichtung nach dem Stand der Technik zeigt;
und
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6 einen
Wandler zeigt.
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Mit
Bezug auf 1 umfasst eine beispielhafte
Mehrfachimpulsfolge einen ersten Impulsstoss 10 bei einer
relativ niedrigen Amplitude und einen dritten Impulsstoss 14 ebenfalls
bei einer relativ niedrigen Amplitude, wobei beide Impulsstösse bei
einer relativ hohen Frequenz liegen, z.B. 5 MHz, und im Vergleich
zum zweiten Impulsstoss relativ weniger Zyklen aufweisen. Eine bevorzugte
Ausführungsform umfasst
einen Impuls, welcher für
eine maximale Auflösung
beim Bildgeben geformt ist. In der bestimmten gezeigten Ausführungsform
wird nur ein Zyklus verwendet.
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Der
erste und der dritte Impulsstoss sind vorzugsweise identisch, aber
sie können
eine definierte Beziehung aufweisen, und in diesem Fall wird die Verarbeitungsschaltung
dies kompensieren, um ein vergleichbares Abbild bereitzustellen.
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Zwischen
diesen Impulsstössen
ist ein zweiter Impulsstoss mit einer Leistung angeordnet, welche
für eine
optimale Blasenfreisetzung ausgewählt ist. In der gezeigten Ausführungsform
weist der zweite Impulsstoss einen relativ niedrigfrequenten (z.B.
2 MHz) Impulsstoss mit einer größeren Amplitude
auf. Der zweite Impulsstoss weist außerdem vorteilhafterweise eine
größere Zahl
von Zyklen auf als der erste Impulsstoss. Vorzugsweise umfasst der
zweite Impulsstoss einen Impulsstoss, welcher für eine Gasblasenfreisetzung
optimal ist. In einer bestimmten Ausführungsform weist der Impulsstoss
vier oder mehr Zyklen auf.
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Der
zweite Impulsstoss könnte
jedoch auch von einer höheren
Frequenz sein, in welchem Fall die Leistung (Amplitude) des zweiten
Impulsstosses für einige
Mikrokapseln niedriger sein könnte.
Was benötigt
wird, ist ein Impulsstoss einer solchen Frequenz und Leistung für die Mikrokapseln,
dass eine Blasenfreisetzung auftritt, und dies wird von einer Zahl
von Faktoren abhängen,
einschließlich
der Art der Mikrokapsel, welche dem Fachmann bekannt sein werden.
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Im
Ablaufschritt 2 werden Abbilder aufgenommen, jeweils eines vom ersten
und vom dritten Impulsstoss, und der zweite Impulsstoss wird verwendet,
um eine leistungsverstärkte
Streuung ("Power
Enhanced Scattering";
PES) von Blasen aus Mikrokapseln hervorzurufen, welche in dem interessierenden
Bereich enthalten sind. Das während
des ersten Impulsstosses aufgenommene Abbild wird mit dem in dem
dritten Impulsstoss aufgenommenen verglichen, um ein verbessertes
vergleichendes Abbild zu erhalten.
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2 zeigt
den Vergleich, in diesem Fall eine subtraktive Dekorrelation, die
man aus der Impulsfolge aus 1 mit einer
Schwellwerttrennung der Daten (aus den 3 und 4)
unter Verwendung eines 80%igen Korrelationspegels erhält. Dies zeigt
klar die Erfassung einer einzelnen Faser von 200 μm Durchmesser
bei einer Tiefe von 75 mm, wenn die Faser mit QUANTISON gefüllt ist.
Das Experiment ist aufgebaut, um einen getriggerten M-Mode mit dem
Testobjekt zu simulieren, welches eine einzelne Faser ist, die QUANTISON
enthält.
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3 stellt
das Ergebnis der zwei Funkfrequenz("Radio Frequency"; RF)-Bildgebungsimpulse ohne den Hochamplitudenstoss
dar, in welchem kein PES und keine freien Luftblasen erfasst werden.
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4 zeigt
das Ergebnis, wenn der zweite Stoss, zwischen den Bildgebungsimpulsen,
angeschaltet wird.
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In
diesem Fall erfasst der zweite Abbildungsimpuls (der dritte Impulsstoss)
die erzeugten freien Luftblasen. Die Amplitudenänderung ist minimal aufgrund
der hohen Streuung des umgebenden Materials. Jedoch können in
Kombination mit der "vergleichsbasierten
Strategie" diese
minimalen Veränderungen
genau erfasst werden.
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Die
vollständige
Impulssequenz sollte innerhalb eines so kurz wie möglichen
Zeitraums, wie es vernünftigerweise
praktikabel ist, ausgeführt
werden unter Berücksichtigung
der Bestandsdauer der hervorgerufenen Blasenfreisetzung, der akustischen Geschwindigkeiten
und der Tiefe des interessierenden Bereichs. In einem bestimmten
Beispiel für
die Impulsfolge von 1 beträgt die gesamte Zeitdauer 100 μs.
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Andere
Frequenzen können
für den
ersten/dritten und den zweiten Impuls verwendet werden. Beispielsweise
können
die ersten/dritten Impulse 3 MHz aufweisen, und der zweite Impuls
500 kHz, oder der erste/dritte Impuls kann bei 5 MHz liegen und
der zweite bei 1 MHz.
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Die
Leistung des ersten (10) und des dritten (14)
Impulsstosses sollte so sein, dass sie keine leistungsverstärkende Streuung
(Freisetzung von Blasen) von dem QUANTISON hervorrufen. Daher sollte die
Leistung des ersten und des dritten Impulses vorzugsweise nicht
höher als
0,1 MPa sein.
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Die
Leistung des mittleren (zweiten) Impulsstosses muss so sein, dass
er eine leistungsverstärkte
Streuung wie definiert hervorruft und sollte vorzugsweise oberhalb
von 0,6 MPa für
QUANTISON liegen.
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Die
Leistungen können
jedoch für
andere Mittel bzw. Agenzien unterschiedlich sein.
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Weil
die Frequenz des zweiten Impulsstosses unterschiedlich von der des
ersten/dritten Impulsstosses ist, ist es günstig, jegliche Resteffekte von
dem zweiten Impulsstoss herauszufiltern, wenn ein Abbild aufgenommen
wird.
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Dies
ermöglicht
es dem dritten Impulsstoss, schnell nachzufolgen oder den zweiten
sogar zu überlappen,
aber, wie oben angemerkt, wird allgemein angenommen, dass die Gesamtfolgenzeit,
welche so kurz wie möglich
sein könnte,
ein Minimum von 100 μs
für eine
Objekttiefe von 75 mm für
die meisten praktischen Anwendungen aufweisen wird. Die Gesamtzeit
könnte
möglicherweise
kürzer
sind, falls das aufgenommene Objekt sich in einer geringeren Tiefe
befindet.
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Eine
Vorrichtung gemäß dem Stand
der Technik ist in 5 dargestellt.
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Ein
1-MHz-Einzelelementwandler 50 (Panametrics, Waltham, MA,
USA) mit einem Brennpunkt bei 7,5 cm wird in einem Wasserbad 52 angebracht, wel ches
mit Isoton® II
(Coulter Diagnostics) gefüllt
ist und als ein Hochleistungsübertrager
verwendet wird. Senkrecht zum akustischen Strahl dieses Wandlers wird
ein 5 MHz-Einzelelement-Breitbandwandler 54 (Panametrics,
Waltham, MA, USA) mit einem Fokus bei 7,5 cm angebracht und dazu
verwendet, das in der Mitte des Wasserbads angeordnete Ziel 56 zu
untersuchen (senden/empfangen). Das 1 MHz-Hochleistungs-Sinussignal
von 10 Zyklen mit einem akustischen Druck von Spitze zu Spitze von
1,8 MPa und einer Wiederholungsrate von 1 Hz wird von einem Impulserzeuger 58 erzeugt
(PM5716, Philips), einem Wavetek-Signalerzeuger 60 und
einem linearen Leistungsverstärker 62 Modell
A-500 (ENI, NY) erzeugt. Ein kurzer 5-MHz-Impuls wird erzeugt und
von einem Impulsgeber/Empfänger 64 (5052
PR, Panametrics, Waltham, MA, USA) empfangen. Das empfangene Signal
kann von +40 dB bis –40
dB in Schritten von 2 dB verstärkt
werden. Das verstärkte
Signal wird mit einem Tiefpass-Chebychev-Filter gefiltert und mittels eines
Lecroy 9400A(Lecroy, Chestnut Ridge, NY, USA)-Digitaloszilloskops
(100 MHz, 8 Bits) digitalisiert. Der Impulsgeber/Empfänger wird
mit einem Impulserzeuger 66 (PM 5712, Philips) mit einer
Verzögerung
von 0,5 ms relativ zu dem übertragenen 1-MHz-Signal
synchronisiert. Die Ausgangssignale werden über Zeitfenster von 10 μs aufgenommen und
auf einen Personal Computer (Compaq 386/20e) für eine weitere Analyse übertragen.
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In
einer alternativen Ausführungsform
könnte
der dritte Impuls 12 mit dem zweiten Impuls kombiniert
werden, da das gestreute Signal vom dritten Impuls herausgefiltert
werden kann.
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Dies
wird eine kürzere
Zeitdauer für
das ganze Experiment ergeben.
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Für andere
Anwendungen, beispielsweise zur Geschwindigkeitsmessung, ist es
für den
ersten und den dritten Impuls möglich,
von relativ niedriger Frequenz zu sein, und für den zweiten Impuls, von relativ
höherer
Frequenz zu sein, d.h., das Gegenteil des ersten Beispiels.
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Nun
in Bezug auf 6 wird ein Aufbau eines Wandlers 600 mit
einer Frequenzantwort, welche für
die vorliegende Erfindung geeignet ist, gezeigt.
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In
diesem Aufbau werden zwei getrennte Wandlerelemente 610, 620 verwendet.
Das erste Wandlerelement 610 ist auf niedrige Frequenzen empfindlich,
und das zweite 620 ist auf hohe Frequenzen empfindlich.
Beide Elemente können
von piezoelektrischer Art sein.
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Der
Niedrigfrequenzwandler (Typ 610) wird zum Senden verwendet,
der andere 620 kann sowohl zum Empfangen alleine als auch
zum Senden und Empfangen zur Bildgebung verwendet werden. Für Array-
bzw. Anordnungswandler können
die zwei Wandlertypen (610, 620) zusammengeführt werden, wie
durch Ineinandergreifen der zwei Arten bzw. Typen gezeigt, wodurch
beispielsweise die ungeraden Elemente als Typ 1 und die geraden
Elemente als Typ 2 definiert werden. Andere Verteilungen sind auch
möglich.
Wandler vom Typ 2 können
zur Bildgebung sowohl in der Grundschwingungs- als auch in der zweiten
Oberschwingungsbetriebsart verwendet werden.
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Die
obige ausführliche
Beschreibung des Standes der Technik lässt viel in Bezug auf den physikalischen
Aufbau einer Ultraschallsonde zu wünschen übrig, welche zwei ineinander
greifende Sätze von
zwei Typen von Wandlerelementen aufweist.
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KURZE BESCHREIBUNG
DER ERFINDUNG
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Es
ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Ultraschallsonde
bereitzustellen, welche einfach im Aufbau ist und bei der Ultraschallbildgebung
unter Verwendung von kontrastverstärkenden Mitteln verwendet werden
kann, wofür
Wandlerelemente einer ersten ineinander greifenden Anordnung auf
einem ersten hohlen Trageglied vorgesehen sind, Wandlerelemente
einer zweiten ineinander greifenden Anordnung an einem zweiten Trageglied
vorgesehen sind, wobei das zweite Trageglied in das erste Trageglied
passt, wobei die Länge
der Wandlerelemente der ersten Anordnung in einer Ebene der Anordnung
und in einer Ebene im Wesentlichen senkrecht zu der Längsabmessung
größer ist
als eine entsprechende Länge
von Elementen der zweiten Anordnung, und wobei die entsprechende
Länge der Wandlerelemente
der zweiten Anordnung nicht größer ist
als eine entsprechende Innenabmessung des ersten, hohlen Trageglieds.
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Dadurch
wird ein widerstandsfähiger
und kompakter Aufbau erreicht.
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Eine
bevorzugte Ausführungsform
einer erfindungsgemäßen Ultraschallsonde,
in welcher ein einzelnes Stück
eines Unterstützungs-
bzw. Backing-Materials mit allen zweiten Wandlerelementen verbunden
ist, weist einen Luftspalt auf, welcher zwischen einer Rückseite
der ersten Wandlerelemente und dem Unterstützungsmaterial vorhanden ist.
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Dadurch
wird erreicht, dass eine Amplitude des durch die ersten Wandlerelemente
erzeugten Ultraschalls größer ist
als sie es sein würde,
wenn die ersten Wandlerelemente in Kontakt mit einer Abstützung stehen
würden.
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Die
Erfindung wird nun mit Bezug auf die beiliegenden Zeichnungen beschrieben.
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KURZE BESCHREIBUNG
DER ZEICHNUNGEN
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7A ist
eine Seitenansicht eines ersten Trageglieds, das mit ersten Wandlerelementen
und elektrischen Kontakten gemäß einer
Sicht entlang der in 7B gezeigten Linie 7a/7a ausgerüstet ist;
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7B ist
eine Ansicht entlang der Linie 7b/7b in 7A;
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8A ist
eine Querschnittsansicht entlang der Linie 8a/8a in 8B;
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8B ist
eine Ansicht entlang der Linie 8b/8b in 8A und
zeigt das zweite Stützglied,
das mit zweiten Wandlerelementen und zugehörigen elektrischen Kontakten
ausgerüstet
ist;
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9A ist
eine Ansicht entlang der Linie 9a/9a von 9B und
zeigt eine vollständige
erfindungsgemäße Ultraschallsonde;
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9B ist
eine Querschnittsansicht entlang der Linie 9b/9b in 9A;
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10 ist
eine Ansicht einer erfindungsgemäßen Ultraschallsonde.
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BESCHREIBUNG
DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN
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7A und 7B zeigen
ein erstes Trageglied 101 in Form eines rechteckigen Kastens
ohne einen Boden und ohne einen Deckel. Über der Oberseite des Tragelements 101 ist
eine Anzahl von Wandlerelementen 102a, 102b, ..., 102f,
... vorgesehen und fest mit dem Tragelement 101 verbunden. Jedes
der Wandlerelemente ist mit einem entsprechenden elektrischen Kontakt 103a,
..., 103f, ... ausgerüstet.
Die Zahl der Wandlerelemente 102 kann 48 betragen. Die
Mittelfrequenz jedes der Elemente 102 ist relativ niedrig,
beispielsweise 900 kHz. Die Wandlerelemente 102 sind Seite
an Seite entlang einer Längsrichtung
des ersten Trageelements 102 angeordnet. Eine Trennung
zwischen aufeinanderfolgenden ersten Wandlerelementen liegt in der
Größenordnung
von 250 μm,
und der Pitch bzw. Abstand der Anordnung beträgt 0,5 mm. Jedes einzelne Wandlerelement 102 weist
seinen eigenen individuell verbundenen Massekontakt auf, beispielsweise
durch Verwendung von flexiblen Drucken 103, die mit leitfähigem Epoxidharz
mit der Elektrode der Wandlerelemente verbunden sind.
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Die 8A und 8B zeigen
die zweite Anordnung, die auf einem zweiten Trageelement 110 befestigt
ist und Wandlerelemente 111a, 111b, ... aufweist,
welche mit elektrischen Kontakten 112a, 112b, ...
ausgerüstet
ist, wobei jedes der Wandlerelemente 111 sich in Kontakt
mit einer Abstützung 113 befindet.
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Die
Abstützung 113 füllt den
gesamten Innenraum des zweiten Tragelements 110 aus. Jedes der
Wandlerelemente 111 ist mit geeignet passenden Schichten 114 ausgerüstet. Die
Abmessungen der Wandlerelemente 111 und der passenden Schichten 114 sind
so, dass die Mittelfrequenz und die Bandbreite der Wandlerelemente 111 die
zweite, dritte und vierte Oberschwingung der Mittelfrequenz der
Wandlerelemente 102 der ersten Anordnung umfassen. Wie
beim Abstand zwischen den Elementen 102 der ersten Anordnung
beträgt
der Abstand zwischen den Elementen 111 der zweiten Anordnung
250 μm,
und der Pitch zwischen aufeinander folgenden Elementen beträgt 0,5 mm.
Auch in diesem Fall weist jedes einzelne Element seinen eigenen
individuell verbundenen Massekontakt auf, beispielsweise durch Verwendung
von flexiblen Bedruckungen, welche mit leitfähigem Epoxidharz mit der Elektrode
der Wandlerelemente 111 verbunden sind. Es ist für die Anordnung
auch möglich,
einen Massekontakt aufzuweisen, der von allen Elementen geteilt
wird. Nichtsdestotrotz weist in diesem Fall jedes Element auch einen Kontakt
für den
zweiten elektrischen Kontakt zur Verbindung mit einer Sende- oder
Empfangsvorrichtung auf. Die Pitches bzw. Abstände der ersten Anordnung und
der zweiten Anordnung sind die gleichen, und ihre Abmessungen der
Wandlerelemente 102 und 111 in der Längsrichtung
der Anordnungen sind so, dass die Elemente 111 eng in die
Räume 107 zwischen
den Wandlerelementen 102 passen und die Wandlerelemente 102 in
die Räume
zwischen den Wandlerelementen 111 passen. Die 9A, 9B und 10 zeigen
die Ultraschallsonde, nachdem die ersten und die zweiten Tragelemente
integriert worden sind.
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Eine
bodenseitige Öffnung 104 der
ersten Tragelemente 101 ist zum Durchführen der zweiten Tragelemente 110 in
die Innenseite der ersten Tragelemente 101 verwendet worden.
Daher ist die Abmessung b (siehe 8A) des
zweiten Tragelements bestenfalls so groß wie eine Innenabmessung a
(siehe 7B) des ersten Tragelements 101. Nachdem
das zweite Tragelement 110 in die Innenseite des ersten
Tragelements 101 eingeführt
worden ist, werden beide fest miteinander verbunden. Wie es in 10 klarer
gezeigt ist, bilden die Elemente 102 und die Elemente 111 eine
einzige Sende- und Empfangsoberfläche für Ultraschallwellen in einer
vollständig
ineinander greifenden Art zweiter getrennter Anordnungen. Die Abstützung 113 für das Element 111 der
zweiten Anordnung füllt
den Raum zwischen sich selbst und einer Rückseite 114 der Wandlerelemente 102 der
ersten Anordnung nicht aus.
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Die
Wandlerelemente 102 der ersten Anordnung weisen eine relativ
niedrige Mittelfrequenz von beispielsweise 900 kHz auf. Die Bandbreite
der ersten Anordnung kann ca. 40 bis 50% betragen, was bedeutet,
dass die in MHz ausgedrückte
Bandbreite ca. 40 bis 50% der Mittelfrequenz von 0,9 MHz beträgt. In Bezug
auf die erste Anordnung ist die Bandbreite nicht oder nicht sehr
wichtig. Jedoch ist es bezüglich
der Wandlerelemente 111 der zweiten Anordnung wichtig,
dass diese Elemente in der Lage sind, eine Oberschwingung, wie beispielsweise
eine zweite, eine dritte oder eine vierte Oberschwingung der in der
ersten Anordnung verwendeten Mittelfrequenz zu erfassen. Dies kann
beispielsweise erreicht werden durch Ausgestalten der Dicke und
der passenden Schichten der Wandlerelemente 111 so, dass
die Mittelfrequenz 2,8 MHz beträgt
und die Bandbreite ca. 80% beträgt.
Der Aufbau solcher Wandlerelemente und zugehöriger passender Schichten ist
kein Problem für
einen Fachmann und nicht Teil der vorliegenden Erfindung als solches.
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Nach
der obigen Beschreibung werden andere Modifikationen und Ausführungsformen
dem Fachmann klar. Solche Modifikationen und Ausführungsformen
werden als Teil der vorliegenden Erfindung angesehen und als durch
die folgenden Ansprüche
abgedeckt.