DE60026782T2 - Ultraschallsonde - Google Patents

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DE60026782T2
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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B06GENERATING OR TRANSMITTING MECHANICAL VIBRATIONS IN GENERAL
    • B06BMETHODS OR APPARATUS FOR GENERATING OR TRANSMITTING MECHANICAL VIBRATIONS OF INFRASONIC, SONIC, OR ULTRASONIC FREQUENCY, e.g. FOR PERFORMING MECHANICAL WORK IN GENERAL
    • B06B1/00Methods or apparatus for generating mechanical vibrations of infrasonic, sonic, or ultrasonic frequency
    • B06B1/02Methods or apparatus for generating mechanical vibrations of infrasonic, sonic, or ultrasonic frequency making use of electrical energy
    • B06B1/06Methods or apparatus for generating mechanical vibrations of infrasonic, sonic, or ultrasonic frequency making use of electrical energy operating with piezoelectric effect or with electrostriction
    • B06B1/0607Methods or apparatus for generating mechanical vibrations of infrasonic, sonic, or ultrasonic frequency making use of electrical energy operating with piezoelectric effect or with electrostriction using multiple elements
    • B06B1/0611Methods or apparatus for generating mechanical vibrations of infrasonic, sonic, or ultrasonic frequency making use of electrical energy operating with piezoelectric effect or with electrostriction using multiple elements in a pile
    • B06B1/0614Methods or apparatus for generating mechanical vibrations of infrasonic, sonic, or ultrasonic frequency making use of electrical energy operating with piezoelectric effect or with electrostriction using multiple elements in a pile for generating several frequencies

Description

  • 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.
  • HINTERGRUND DER ERFINDUNG
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • Vorzugsweise sind der erste und der dritte Impulsstoss identisch oder weisen eine definierte und bekannte Beziehung auf.
  • Vorzugsweise umfassen der erste und der dritte Impulsstoss eine vergleichsweise niedrigere Zahl von Zyklen als der zweite Impulsstoss.
  • Der erste und der dritte Impulsstoss können einen einzelnen Zyklus umfassen.
  • Der zweite Impulsstoss umfasst eine Vielzahl von Zyklen.
  • Vorzugsweise beträgt die Zeit zwischen dem ersten und dem dritten Impulsstoss weniger als 100 μs.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • Eine weitere Beschreibung des Standes der Technik wird nun mit Bezug auf einige der beiliegenden Zeichnungen gegeben, in welchen:
  • 1 eine beispielhafte Impulsstossfolge zeigt;
  • 2 ein Dekorrelationsprofil zeigt, welches man unter Verwendung der Impulsstossfolge aus 1 erhält;
  • 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;
  • 4 die Abbilder zeigt, die sich ergeben, wenn alle drei Impulse vorhanden sind, und mit 2 die Vorteile der Dekorrelation zeigt;
  • 5 ein Blockdiagramm einer Vorrichtung nach dem Stand der Technik zeigt; und
  • 6 einen Wandler zeigt.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 4 zeigt das Ergebnis, wenn der zweite Stoss, zwischen den Bildgebungsimpulsen, angeschaltet wird.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • Die Leistungen können jedoch für andere Mittel bzw. Agenzien unterschiedlich sein.
  • 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.
  • 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.
  • Eine Vorrichtung gemäß dem Stand der Technik ist in 5 dargestellt.
  • 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.
  • 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.
  • Dies wird eine kürzere Zeitdauer für das ganze Experiment ergeben.
  • 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.
  • Nun in Bezug auf 6 wird ein Aufbau eines Wandlers 600 mit einer Frequenzantwort, welche für die vorliegende Erfindung geeignet ist, gezeigt.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • KURZE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
  • 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.
  • Dadurch wird ein widerstandsfähiger und kompakter Aufbau erreicht.
  • 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.
  • 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.
  • Die Erfindung wird nun mit Bezug auf die beiliegenden Zeichnungen beschrieben.
  • KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
  • 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;
  • 7B ist eine Ansicht entlang der Linie 7b/7b in 7A;
  • 8A ist eine Querschnittsansicht entlang der Linie 8a/8a in 8B;
  • 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;
  • 9A ist eine Ansicht entlang der Linie 9a/9a von 9B und zeigt eine vollständige erfindungsgemäße Ultraschallsonde;
  • 9B ist eine Querschnittsansicht entlang der Linie 9b/9b in 9A;
  • 10 ist eine Ansicht einer erfindungsgemäßen Ultraschallsonde.
  • BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.

Claims (7)

  1. Ultraschallsonde für die Ultraschallabbildung unter Verwendung von kontrastverbessernden Agensen bzw. Mitteln, die zwei ineinander greifende Anordnungen von Wandlerelementen aufweist, 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, dadurch gekennzeichnet, dass die Wandlerelemente der ersten ineinander greifenden Anordnung an einem ersten hohlen Tragglied vorgesehen sind, wobei die Wandlerelemente der zweiten ineinander greifenden Anordnung an einem zweiten Tragglied vorgesehen sind, wobei das zweite Tragglied in das erste Tragglied passt, wobei die Länge der Wandlerelemente der ersten Anordnung in einer Ebene der Anordnung und in einer Richtung im Wesentlichen senkrecht zu der Längsabmessung größer ist als die entsprechende Länge der Elemente der zweiten Anordnung, und wobei die entsprechende Länge der Wandlerelemente der zweiten Anordnung nicht größer als die entsprechend Innenabmessung des ersten hohlen Traggliedes ist.
  2. Ultraschallsonde nach Anspruch 1, wobei das erste hohle Tragglied mit elektrischen Verbindungen für die ersten Wandlerelemente versehen ist, und wobei das zweite Tragglied mit elektrischen Verbindungen für die zweiten Wandlerelemente versehen ist.
  3. Ultraschallsonde nach Anspruch 1, wobei das erste hohle Tragglied eine erste Öffnung aufweist, die durch die ersten Wandlerelemente abgedeckt ist, und wobei wenigstens eine zweite Öffnung mit ausreichenden Querschnittsabmessungen vorgesehen ist, um einen Zugriff auf das Innere des ersten hohlen Traggliedes durch das zweite Tragglied, das mit den zweiten Wandlerelementen versehen ist, zu erlauben.
  4. Ultraschallsonde nach Anspruch 1, wobei jedes der zweiten Wandlerelemente mit einem Backing bzw. einer Unterstützung versehen ist.
  5. Ultraschallsonde nach Anspruch 4, wobei Räume zwischen den zweiten Wandlerelementen mit Backing bzw. Stützmaterial gefüllt sind.
  6. Ultraschallsonde nach Anspruch 5, wobei ein einzelnes Stück aus Stützmaterial mit allen zweiten Wandlerelementen verbunden ist.
  7. Ultraschallsonde nach Anspruch 4 oder 5, wobei ein Luftspalt zwischen einer Rückseite der ersten Wandlerelemente und dem Stützmaterial vorgesehen ist.
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