DE69834911T2 - Dreidimensionales ultraschall-folgesystem mit digitaler signal-verarbeitung - Google Patents

Dreidimensionales ultraschall-folgesystem mit digitaler signal-verarbeitung Download PDF

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Description

  • Gebiet der Erfindung
  • Die Erfindung betrifft im Allgemeinen ein auf Ultraschall basierendes 3D-Tracking-System und insbesondere betrifft die Erfindung ein auf Ultraschall basierendes 3D-Tracking-System unter Verwendung eines digitalen Signalprozessors, um die Laufzeit für Ultraschallwellen zu bestimmen, um relative Positionen von Objekten zu isolieren.
  • Hintergrund der Erfindung
  • Unter Verwendung des Laufzeitprinzips (time-of-flight principle) von hochfrequenten Schallwellen ist es möglich, innerhalb eines wässrigen Mediums, wie beispielsweise innerhalb des Körpers eines lebenden Objekts während eines chirurgischen Eingriffs, Abstände genau zu messen. Hochfrequenter Schall oder Ultraschall wird als Schwingungsenergie definiert, die in dem Frequenzbereich von 100 kHz bis 10 MHz liegt. Die Vorrichtung, die dazu verwendet wird, um dreidimensionale Messungen unter Verwendung von Schallwellen zu gewinnen, wird als Sonomikrometer (sonomicrometer) bezeichnet. Üblicherweise besteht ein Sonomikrometer aus einem Paar von piezoelektrischen Wandlern (d.h. ein Wandler wirkt als ein Sender, während der andere Wandler als ein Empfänger wirkt). Die Wandler sind in einem Medium eingesetzt und mit einem elektronischen Schaltkreis verbunden. Um den Abstand zwischen den Wandlern zu messen, wird der Sender mit elektrischer Energie versorgt, um Ultraschall zu erzeugen. Die resultierende Schallwelle pflanzt sich sodann durch das Medium fort, bis diese von dem Empfänger detektiert wird.
  • Der Sender weist üblicherweise die Form eines piezoelektrischen Kristalls auf, das durch eine Hochspannungsspitze oder eine Impulsfunktion, die weniger als eine Mikrosekunde dauert, mit Energie versorgt wird. Dies bewirkt, dass das piezoelektrische Kristall mit seiner eigenen charakteristischen Resonanzfrequenz schwingt.
  • Die Umhüllende des Sendersignals nimmt zeitlich rasch ab, wobei üblicherweise eine Folge von sechs oder mehr Zyklen erzeugt werden, die sich durch das wässrige Medium weg von dem Sender fortpflanzen. Die Schallenergie nimmt ebenso bei jeder Grenzfläche ab, die diese antrifft.
  • Der Empfänger weist ebenso üblicherweise die Form eines piezoelektrischen Kristalls auf (mit Eigenschaften, die denen des piezoelektrischen Senderkristalls ähnlich sind), das die Schallenergie detektiert, die von dem Sender produziert wird, und in Antwort darauf zu vibrieren beginnt. Diese Vibration erzeugt ein elektronisches Signal in der Größenordnung von Millivolt, das durch einen geeigneten Empfängerschaltkreis verstärkt werden kann.
  • Die Fortpflanzungsgeschwindigkeit von Ultraschall in einem wässrigen Medium ist wohl bekannt. Die Strecke, die ein Ultraschallpuls zurücklegt, kann daher einfach dadurch gemessen werden, indem der Unterschied bzw. die Verzögerung zwischen den Zeitpunkten gemessen wird, zu dem der Schall gesendet und empfangen wird.
  • Herkömmlicherweise sind Zähler und Schwellenwert-Detektionsschaltkreise verwendet worden, um die Laufzeit der Wellenformen zu bestimmen, die zwischen den Wandlern übertragen werden. Ein Zähler ist mit jedem Wandler verbunden und Wellenformen werden als ein Trigger für den Zähler verwendet. Der Schwellenwert-Detektionsschaltkreis stoppt den Zähler, wenn eine ansteigende Spannung das Rauschniveau übersteigt. Die Verwendung von Zählern und eines Schwellenwert-Detektionsschaltkreises zur Bestimmung der Laufzeit beschränkt die Präzision auf die Zählerfrequenz und erfordert eine bedeutende Anzahl von Komponenten.
  • Die vorliegende Erfindung stellt ein einzigartiges und vorteilhaftes System unter Verwendung eines digitalen Signalprozessors (digital signal processor; DSP) bereit, um eine Laufzeitverzögerung zu bestimmen, um die Position einer Vorrichtung zu verfolgen bzw. zu tracken, die sich durch ein Medium bewegt.
  • Zusammenfassung der Erfindung
  • Gemäß der vorliegenden Erfindung wird ein digitaler Signalprozessor (DSP) zum Abgleichen einer empfangenen Wellenform mit einer Vorlagenwellenform und zum Bestimmen einer Wellenformlaufzeit bereitgestellt.
  • Ein Vorteil der vorliegenden Erfindung besteht in der Bereitstellung eines digitalen Signalprozessors (DSP), der den Bedarf nach Zählern und einem dazugehörigen Wellenform-Trigger-Schaltkreis eliminiert.
  • Ein weiterer Vorteil der vorliegenden Erfindung besteht in der Bereitstellung eines DSP, der analoge Signale mit einer sehr hohen Rate samplen bzw. abtasten und digitalisieren kann.
  • Ein weiterer Vorteil der vorliegenden Erfindung ist die Bereitstellung eines DSP, der programmiert ist, zahlreiche Wellenformmuster zu erkennen.
  • Immer noch weitere Vorteile der Erfindung ergeben sich dem Fachmann durch das Lesen und das Verstehen der nachstehenden detaillierten Beschreibung, der beigefügten Zeichnungen und der anhängenden Ansprüche.
  • Kurze Beschreibung der Zeichnungen
  • Die Erfindung kann physisch in bestimmten Teilen und Anordnungen von Teilen verwirklicht werden, von denen eine bevorzugte Ausführungsform und ein Verfahren detailliert in dieser Beschreibung beschrieben werden und in den beigefügten Zeichnungen dargestellt sind, die einen Teil davon ausbilden.
  • 1 zeigt ein Diagramm einer Vorlagenwellenform.
  • 2 zeigt ein Diagramm einer Ausgangssignal-Wellenform.
  • 3 zeigt ein Diagramm einer Ausgangssignal-Wellenform, die einer Vorlagenwellenform überlagert ist.
  • 4 zeigt ein Timing-Diagramm für eine erste Ausführungsform gemäß der vorliegenden Erfindung.
  • 5 zeigt ein Timing-Diagramm für eine zweite Ausführungsform gemäß der vorliegenden Erfindung.
  • 6 zeigt ein Blockdiagramm eines Systems gemäß der vorliegenden Erfindung.
  • Detaillierte Beschreibung der bevorzugten Ausführungsform
  • Unter Bezugnahme auf die Zeichnungen, wobei die Zeichnungen lediglich zum Zwecke der Illustration einer bevorzugten Ausführungsform gemäß der Erfindung und nicht zum Zwecke einer Beschränkung derselben gedacht sind, erkennt man, dass 1 eine Vorlagenwellenform 20 zeigt, die einen Startpunkt 22 und einen Scheitelpunkt bzw. Peak-Punkt 24 aufweist. Die Vorlagenwellenform 20 ist kennzeichnend für ein typisches elektronisches Signal, das durch ein piezoelektrisches Wandlerkristall erzeugt wird, wenn dieses in Reaktion auf eine Schallwelle aktiviert wird. Wie vorstehend angemerkt, vibriert ein piezoelektrischer Wandler in Reaktion auf den Empfang einer Schallwelle. Die Vibration wiederum erzeugt ein elektronisches Signal (d.h. eine "Ausgangssignal-Wellenform"). 2 zeigt eine charakteristische Ausgangssignal-Wellenform 40, die von einem tatsächlichen piezoelektrischen Wandlerkristall erzeugt wird, wenn dieses durch eine Ultraschallwelle aktiviert wird. Die Ausgangssignal-Wellenform 40 weist einen Startpunkt 42 und einen Scheitelpunkt 44 auf. Ein digitaler Signalprozessor (DSP) ist programmiert, die Ausgangssignal-Wellenform 40 mit der im Speicher gespeicherten Vorlagenwellenform 20 zu vergleichen.
  • Wenn eine Ausgangssignal-Wellenform 40 von dem DSP empfangen wird, dann wird diese mit einer hohen Abtastrate geeignet digitalisiert. Eine höhere Abtastrate stellt eine genauere digitale Darstellung der Welle dar und beschränkt die Möglichkeit eines Übersehens von kurzzeitigen Ereignissen auf ein Mindestmaß. Anschließend wird die Ausgangssignal-Wellenform 40 (in digitaler Form) mit der Vorlagenwellenform 20 gefaltet. Der Faltungs- oder Autokorrelationsprozess erzeugt ein Maximum an einem Punkt, an dem diese zwei Signale die beste Übereinstimmung aufweisen, wie sich dies 3 entnehmen lässt. Man sollte erkennen, dass eine Autokorrelationsfunktion ein Maß für die Ähnlichkeit zwischen verzögerten und nicht verzögerten Versionen eines Signals bereitstellt, und zwar in Form einer Verzögerungsfunktion.
  • Indem ein Punkt (beispielsweise der Scheitelpunkt 44) der Ausgangssignal-Wellenform 40 mit dem entsprechenden Punkt (beispielsweise Scheitelpunkt 24) der Vorlagenwellenform 20 abgeglichen wird, kann der Startpunkt 42 der Ausgangssignal-Wellenform 40 bestimmt werden. In dieser Hinsicht wird der Startpunkt 42 mit dem Startpunkt 22 abgeglichen. Indem der Startpunkt 42 der Ausgangssignal-Wellenform 40 mit dem Startpunkt 22 der Vorlagenwellenform abgeglichen wird, kann die Verzögerungszeit (time delay; tdelay) zwischen der Versorgung mit Energie (d.h. dem "Abfeuern") eines Senderwandlers und der Erzeugung der Ausgangssignal-Wellenform 40 durch einen Empfängerwandler bestimmt werden. Somit kann der Abstand zwischen einem Paar von Wandlern berechnet werden.
  • In der durch das in 4 dargestellte Timing-Diagramm illustrierten Ausführungsform beginnt der DSP das Abtasten und Digitalisieren von Daten zu dem Moment, zu dem der Senderwandler "abgefeuert" wird (tfire). Man sollte Erkennen, dass das "Abfeuern" eine Versorgung mit Energie eines Wandlers durch eine Spannungsspitze oder Impulsfunktion bezeichnet, wodurch bewirkt wird, dass das piezoelektrische Kristall bei seiner eigenen charakteristischen Resonanzfrequenz schwingt. Der DSP sampelt und digitalisiert Rauschen (von dem Empfängerwandler), bis die Ausgangssignal-Wellenform 40 bei t0 empfangen wird. Jedes Element der digitalisierten Daten wird in einer individuellen Speicherstelle in einer Speicheranordnung gespeichert. Wenn somit die eingehenden Daten mit einer Frequenz von 1 MHz abgetastet werden, dann werden die digitalisierten Daten in einem Intervall von 1 Mikrosekunde (Abtastperiode bzw. Sample-Periode) gespeichert. Daher repräsentiert jede aufeinander folgende Speicherstelle in der Anordnung 1 Mikrosekunde verstrichener Zeit. Es folgt sodann, dass das Produkt von: (1) der Position in der Speicheranordnung, die t0 entspricht, und (2) der Sample-Periode bzw. Abtastperiode (tsample) ein Maß für die Zeitverzögerung (tdelay) liefert. Wie vorstehend bemerkt, wird die Position von t0 in der Speicheranordnung durch das Falten der Ausgangssignal-Wellenform 40 mit der Vorlagenwellenform 20 bestimmt. Sobald die Zeitverzögerung (tdelay) bestimmt ist, kann der Abstand zwischen einem gegebenen Paar von Wandlern berechnet werden.
  • Wie sich 4 entnehmen lässt, wird die Zeitverzögerung (tdelay) durch den Abstand zwischen dem Startpunkt 42 und dem Startpunkt 22 repräsentiert. Gleichermaßen wird die Zeitverzögerung (tdelay) ebenso durch den Abstand zwischen der Peak-Position 44 und der Peak-Position 24 repräsentiert.
  • Es sollte angemerkt werden, dass in den meisten Fällen ein DSP für jeden Empfängerwandler in dieser Ausführungsform notwendig wäre, sofern nicht alle empfangenden Kanäle mittels Multiplex zusammen verarbeitet werden und zu einem oder mehreren DSPs weitergeleitet werden. Das vorstehende Verfahren eliminiert den Bedarf nach Zählern (die als Zeitgeber bzw. Zeitnehmer wirken) und einem Schwellenwert-Detektionsschaltkreis zum Triggern der Schalter.
  • Eine alternative Ausführungsform der vorliegende Erfindung wird nachstehend unter Bezugnahme auf 5 beschrieben. In dieser Ausführungsform wartet der DSP eine vorbestimmte Zeitdauer (twait) ab, bevor dieser mit dem Sampeln und Digitalisieren des eingehenden Signals beginnt. Der Wert von twait wird derart bestimmt, dass der DSP das Sampeln und das Digitalisieren des eingehenden Signals unmittelbar vor dem Zeitpunkt beginnt, zu dem erwartet wird, dass der DSP die Ausgangssignal-Wellenform 40 empfängt. Ein Zähler (der als Zeitgeber bzw. Zeitnehmer wirkt) wird verwendet, um den Wert von twait zu bestimmen. Der Zähler wird zu dem Zeitpunkt gestartet, an dem der Senderwandler "abgefeuert" wird. Wenn eine vorbestimmte Zeitdauer verstrichen ist, wird der Zähler gestoppt. Der Wert des Zählers ist kennzeichnend für den Wert von twait. Genau wie in dem Fall der ersten Ausführungsform, die vorstehend beschrieben worden ist, sampelt und digitalisiert der DSP Rauschen, bis die Ausgangssignal-Wellenform 40 empfangen wird. Die Zeitdauer, während der Rauschen gesampelt und digitalisiert wird, wird als tnoise bezeichnet. Wie sich 5 entnehmen lässt, entspricht die Summe von twait und tnoise tdelay. Der Wert von tnoise wird auf die gleiche Art und Weise bestimmt, wie der Wert von tdelay gemäß der vorstehend beschriebenen ersten Ausführungsform bestimmt wird. Der Wert von tnoise wird zu dem Wert von twait addiert, um tdelay zu berechnen. Man sollte erkennen, dass twait verstellt bzw. angepasst werden kann, wenn dies notwendig ist, um zu vermeiden, dass irgendein Abschnitt der Ausgangssignal-Wellenform 40 verloren geht bzw. übersehen wird, oder um zu vermeiden, dass zu viel Rauschen vor dem Empfang der Ausgangssignal-Wellenform 40 digitalisiert wird.
  • Es sollte bemerkt werden, dass, während die erste Ausführungsform den Bedarf nach einem Schwellenwert-Detektionsschaltkreis (der eine Zeitgebervorrichtung stoppt, wenn die ansteigende Spannung einen Schwellenwert über dem Rauschniveau übersteigt) und einer Zeitgebervorrichtung (wie beispielsweise ein Zähler) eliminiert, stellt diese hohe Anforderungen an den DSP und erfordert ausreichend Speicher, um große Mengen von digitalisierten Sample-Daten zu speichern. Im Gegensatz dazu eliminiert die zweite Ausführungsform lediglich den Bedarf nach einem Schwellenwert-Detektionsschaltkreis. Die Anforderungen bezüglich des DSP sind jedoch geringer und weniger Speicher ist notwendig, da weniger Datenpunkte aufgezeichnet werden.
  • Wie sich 6 entnehmen lässt, ist dort ein Blockdiagramm eines Systems 50 gemäß der vorliegenden Erfindung dargestellt. Das System 50 umfasst im Allgemei nen einen Senderwandler 52, einen Empfängerwandler 54 und ein 3D-Tracking-System 60. Das 3D-Tracking-System 60 umfasst einen digitalen Signalprozessor (DSP) 70, einen Speicher 72 und einen Zähler 74 (in dem Fall der vorstehend beschriebenen zweiten Ausführungsform). In dem Speicher 72 sind die Vorlagenwellenform 20 sowie die digitalisierten Sample der Ausgangssignal-Wellenform 40 gespeichert. Man sollte erkennen, dass das 3D-Tracking-System 60 zusätzliche Komponenten umfasst, die detailliert in der US-Patentschrift Nr. 5,515,853 und der PCT-Anmeldung WO 96/31753 beschrieben werden.
  • Wie vorstehend angemerkt, wird der Senderwandler 52 durch einen Abfeuerungspuls abgefeuert. In Antwort darauf wird eine Schallwelle 56 erzeugt und von dem Empfängerwandler 54 empfangen. Der Empfängerwandler 54 reagiert auf die Schallwelle 56, indem eine Ausgangssignal-Wellenform 40 erzeugt wird, die von dem DSP 70 empfangen wird. Der DSP 70 verwendet die Vorlagenwellenform, die im Speicher 72 gespeichert ist, um eine Laufzeitverzögerung zu bestimmen und somit den Abstand zwischen dem Senderwandler 52 und dem Empfängerwandler 54 zu berechnen.
  • Eine noch weitere Ausführungsform der vorliegenden Erfindung verwendet geeigneterweise die Anwendung eines geeigneten Kurvenfilteralgorithmus auf untersuchte Intervalle. Das Reduzieren von Daten auf Gleichungen wird geeigneterweise durch irgendeine Anzahl von ohne weiteres zur Verfügung stehenden Algorithmen oder Systemen erreicht. Eine direkte mathematische Analyse und ein Vergleich zwischen derartigen Gleichungen würde daher das Abgleichen der Wellenformen ermöglichen.
  • Die Erfindung ist hinsichtlich einer bevorzugten Ausführungsform beschrieben worden. Offensichtlich ergeben sich Modifikationen und Abänderungen beim Lesen und Verstehen dieser Beschreibung. Es ist gedacht, dass alle derartigen Modifizierungen und Veränderungen insofern umfasst werden, als diese in den Schutzumfang der nachstehenden Ansprüche fallen.

Claims (18)

  1. System zum Bestimmen einer Laufzeitverzögerung einer Sendewellenform, die durch ein dazugehöriges Sendermittel eingeleitet wird und durch ein dazugehöriges Empfängermittel empfangen wird, wobei das Empfängermittel ein Ausgangssignal in der Form einer Ausgangssignalwellenform in Antwort auf den Empfang der Sendewellenform erzeugt, wobei das System umfasst: ein Vorlagespeichermittel zum Speichern von Vorlagenwellenformdaten, die repräsentativ für eine charakteristische Ausgangssignalwellenform sind; ein Abtastmittel zum Abtasten des Ausgangssignals des Empfängermittels mit einer vorbestimmten Abtastrate und Konvertieren der Ausgangssignalwellenform in digitale Ausgangssignalwellenformdaten; ein Vergleichsmittel zum Vergleichen der digitalen Ausgangssignalwellenformdaten mit den Vorlagenwellenformdaten, um die digitalen Ausgangssignalwellenformdaten zu bestimmen, die dem Beginn der Ausgangssignalwellenform entsprechen; und ein Berechnungsmittel zum Berechnen der Laufzeitverzögerung gemäß den digitalen Ausgangssignalwellenformdaten, die dem Beginn der Ausgangssignalwellenform entsprechen.
  2. System nach Anspruch 1, wobei das Vergleichsmittel ein Faltungsmittel zum Falten der digitalen Ausgangssignalwellenformdaten und der Vorlagenwellenformdaten umfasst.
  3. System nach Anspruch 1, wobei das Vergleichsmittel ein Autokorrelationsmittel zum Korrelieren der digitalen Ausgangssignalwellenformdaten mit den Vorlagenwellenformdaten umfasst.
  4. System nach Anspruch 1, wobei das Sendermittel und das Empfängermittel piezoelektrische Wandlermittel sind.
  5. System nach Anspruch 4, wobei die charakteristische Ausgangsignalwellenform charakteristisch für piezoelektrische Kristallschwingungen ist.
  6. System nach Anspruch 1, wobei das Abtastmittel die digitalen Ausgangssignalwellenformdaten in einer Speicheranordnung speichert, die eine jeweilige Position für jedes Element der digitalen Ausgangssignalwellenformdaten aufweist, und wobei das Berechnungsmittel ein Mittel zum Berechnen des Produkts (1) der Position in der Speicheranordnung der digitalen Ausgangssignalwellenformdaten, die dem Beginn der Ausgangssignalwellenform entspricht, und (2) der vorbestimmten Abtastrate umfasst, wobei das Produkt bezeichnend für die Laufzeitverzögerung ist.
  7. System nach Anspruch 1, wobei das System ferner ein Zeitgebermittel zum Bestimmen einer Wartezeit umfasst, die mit der Einleitung der Sendewellenform beginnt und vor der Erzeugung der Ausgangssignalwellenform endet.
  8. System nach Anspruch 7, wobei das Abtastmittel die digitalen Ausgangssignalwellenformdaten in einer Speicheranordnung speichert, die eine jeweilige Position für jedes Element der digitalen Ausgangssignalwellenformdaten aufweist, und wobei das Computermittel ein Mittel zum Berechnen des Produkts (1) der Position in der Speicheranordnung der digitalen Ausgangssignalwellenformdaten, die dem Beginn der Ausgangssignalwellenform entsprechen, und (2) der vorbestimmten Abtastrate umfasst, sowie ein Mittel zum Summieren des Produkts mit der Wartezeit, wobei die Summe bezeichnend für die Laufzeitverzögerung ist.
  9. System nach Anspruch 8, wobei das Zeitgebermittel ein Zählermittel umfasst.
  10. Verfahren zum Bestimmen einer Laufzeitverzögerung einer Sendewellenform, die durch ein dazugehöriges Sendermittel eingeleitet wird und durch ein dazugehöriges Empfängermittel empfangen wird, wobei das Empfängermittel ein Ausgangssignal in der Form einer Ausgangssignalwellenform in Antwort auf den Empfang der Sendewellenform erzeugt, wobei das Verfahren umfasst: Erhalten von Vorlagenwellenformdaten, die repräsentativ für eine charakteristische Ausgangssignalwellenform sind; Abtasten des Ausgangssignals des Empfängermittels mit einer vorbestimmten Abtastrate und Konvertieren der Ausgangssignalwellenform in digitale Ausgangssignalwellenformdaten; Vergleichen der digitalen Ausgangswellenformdaten mit den Vorlagenwellenformdaten, um die digitalen Ausgangssignalwellenformdaten zu bestimmen, die dem Beginn der Ausgangssignalwellenform entsprechen; und Berechnen der Zeitverzögerung gemäß den digitalen Ausgangssignalwellenformdaten, die dem Beginn der Ausgangssignalwellenform entsprechen.
  11. Verfahren nach Anspruch 10, wobei der Schritt des Vergleichens den Schritt des Faltens der digitalen Ausgangssignalwellenformdaten und der Vorlagenwellenformdaten umfasst.
  12. Verfahren nach Anspruch 10, wobei der Schritt des Vergleichens den Schritt des Korrelierens der digitalen Ausgangssignalwellenformdaten mit den Vorlagenwellenformdaten umfasst.
  13. Verfahren nach Anspruch 10, wobei das Sendermittel und das Empfängermittel piezoelektrische Wandlermittel sind.
  14. Verfahren nach Anspruch 13, wobei die charakteristische Ausgangssignalwellenform charakteristisch für piezoelektrische Kristallschwingungen ist.
  15. Verfahren nach Anspruch 10, wobei der Schritt das Abtastens den Schritt des Speicherns der digitalen Ausgangssignalwellenformdaten in einer Speicheranordnung umfasst, die eine jeweilige Position für jedes Element der digitalen Ausgangssignalwellenformdaten aufweist, und wobei der Schritt des Berechnens den Schritt des Berechnens des Produkts (1) der Position in der Speicheranordnung der digitalen Ausgangssignalwellenformdaten, die dem Beginn der Ausgangssignalwellenform entspricht, und (2) der vorbestimmten Abtastrate umfasst, wobei das Produkt bezeichnend für die Laufzeitverzögerung ist.
  16. Verfahren nach Anspruch 10, wobei das Verfahren ferner den Schritt des Bestimmens einer Wartezeit umfasst, die mit der Einleitung der Sendewellenform beginnt und vor der Erzeugung der Ausgangssignalwellenform endet.
  17. Verfahren nach Anspruch 16, wobei der Schritt des Abtastens den Schritt des Speicherns der digitalen Ausgangssignalwellenformdaten in einer Speicheranordnung umfasst, die eine jeweilige Position für jedes Element der digitalen Aus gangssignalwellenformdaten aufweist, und wobei der Schritt des Berechnens die Schritte umfasst: (a) Berechnen des Produkts (1) der Position in der Speicheranordnung der digitalen Ausgangssignalwellenformdaten, die dem Beginn der Ausgangssignalwellenform entsprechen, und (2) der vorbestimmten Abtastrate und (b) Summieren des Produkts mit der Wartezeit, wobei die Summe bezeichnend für die Laufzeitverzögerung ist.
  18. Verfahren zum Bestimmen einer Zeitverzögerung eines Signals, das sich durch ein Medium fortpflanzt, umfassend: Einleiten einer Sendwellenform von einem ersten Ort; Erzeugen einer Ausgangssignalwellenform an einem zweiten Ort in Antwort auf den Empfang der Sendewellenform; Speichern von Vorlagenwellenformdaten, die repräsentativ für eine Standardausgangssignalwellenform sind; Digitalisieren der Ausgangssignalwellenform in digitale Ausgangssignalwellenformdaten; und Vergleichen der digitalen Ausgangssignalwellenformdaten mit den Vorlagenwellenformdaten, um die Zeitverzögerung zwischen dem Einleiten der Sendewellenform und dem Erzeugen der Ausgangssignalwellenform zu bestimmen.
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