DE7817989U1 - Abtastkopf für Objektabtastung - Google Patents

Description

SIEMENS AKTIENGESELLSCHAFT Unser Zeichen Berlin und München VPA 78 P 5061 BRD

Abtastkopf für Objektabtastung;

Die Erfindung bezieht sich auf einen Abtastkopf für Objektabtastung, insbesondere Ultraschallkopf für die Ultraschallabtastung z.B. des menschlichen Körpers, der in Form eines Führungshandstückes an einem Gelenkarm angelenkt ist, welcher wiederum zumindest teilweise durch Motorantrieb um bestimmte Raumachsen drehbar und/oder entlang ausgewählten Achsen auch längsverschiebbar an einem Stativ gehaltert ist.

Mit Abtae.tköpfen der genannten Art sind alle solche zu verstehen, die in irgendeiner Form Abtastungen von Untersuchungsobjekten im Sinne beispielsweise der Bestimmung des Objektumrisses, def Erfassung von Objektschnittebenen, der Ermittlung von Richtung bzw. Distanz zu anzupeilenden Objekten od.dgl. erlauben. Alle diese Abtastformen laufen hinaus auf die Erfassung von Punkt- und/oder Richtungskoordinaten der jeweiligen Abtastung. Der Abtastkopf kann zur rein mechanischen Abtastung aus-

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gebildet sein. Er kann aber auch zur Abtastung mit Ab- |

tastmedien, wie z.B. Licht (beispielsweise Laser), |

Wärmestrahlung, Schall od.dgl., ausgebildet sein. Von |, besonderem Interesse ist die Abtastung mittels Ultra-

schall, wobei dann also der Abtastkopf ein Ultraschall- i

kopf, vorzugsweise Compound-Abtastkopf oder Ultraschall- \

Array, ist. f

Unabhängig von der jeweiligen Ausbildungsform des Ab- !

tastkopfes besteht die Aufgabe der Erfindung darin, eine Bedienvorrichtung für den Abtastkopf vorzusehen, die es bei einfachster Handhabung, möglichst bei Be- ; dienung mit nur einer Hand, erlaubt, den Abtastkopf | rasch und sehr genau in erwünschte Abtastpositionen f einzufahren.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß das Führungshandstück mit Fingersteuerelementen, insbesondere zur Bedienung mit den Fingern speziell der Führ"ungshand, ausgerüstet ist, die eine Steuerung ein- ;; zelner Motorantriebe direkt vom Führungshandstück während der Objektabtastung erlauben.

Das Führungshandstück gemäß der Erfindung ermöglicht f eine Auslösung bzw. Betätigung sämtlicher v/esentlicher | Schwenk- bzw. Dreh- und Hubbewegungen, die für eine |

I Untersuchung des Objektes nötig sind, in Einhandbe- f dienung, z.B. auch sitzend am Objekt, ohne daß der Abtastkopf vom Objekt abgehoben zu werden braucht. Unter Ansteuerung eines Motorantriebes ist dabei in allgemeinster Form die Ein- oder Wiederausschaltung eines solchen einschließlich der gleichzeitigen Betätigung von Bewegungsbremsen, z.B. Magnetbremse^, die in einzelnen Gelenken oder Translationsgetrieben sitzen, zu verstehen. Die gleichzeitige Betätigung von Bewegungs-

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bremsen ermöglicht die Anwahl ausgesuchter Bewegungsmuster durch Einschalten des oder der Antriebe(s) in der einen Richtung bei Blockierung anderer Richtungen.

In bevorzugter Ausgestaltung der Erfindung sollten die Fingersteuerelemente nach ergonomisehen Gesichtspunkten am Führungshandstück angeordnete Tasten-, Schiebe- und/oder Rändeldrehschalter sein. Eine besondere Ausbil 'ung der Erfindung in diesem Sinne ist dadurch gekennzeichnet, daß zur Bedienung mit den Fingern vorzugsweise der Führungshand in der Griffreihenfolge vom Anlenkpunkt des Führungshandstückes am Gelenkarm in Richtung Ultraschall-Sender/Empfänger auf der Seite der Daumenanlage ein Daumenschalter und auf der im wesentlichen gegenüberliegenden Seite weiterer Fingeranlagen, z.B. der von Zeigefinger und Mittelfinger, entsprechend von diesen Fingern zu bedienende Fingerschalter angeordnet sind. Im besonderen sollten dabei am Führungshandstück in der Griffreihenfolge für den Daumen ein Schiebeschalter, für den Zeigefinger ein Tastenschalter und für den Mittelfinger ein Schaltring, insbesondere Rändeldrehschalter, vorhanden sein.

Weitere Vorteile und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispiels anhand der Zeichnung in Verbindung mit den Unteransprüchen.

Es zeigen:

Fig. 1 ein Ausführungsbeispiel eines kompletten Abtastgerätes (Ultraschall-Compound-Scanner) mit Abtastkopf (Ultraschallkopf) gemäß der Erfindung in perspektivischer Ansi cht,

Γ.

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Pig. 2 das Ausführungsbeispiel der Fig. 1 in Seitenansicht,

Fig. 3 einen als Führungshandstück ausgebildeten und mit Fingersteuerelementen gemäß der Erfindung versehenen Abtastkopf für ein Abtastgerät gemäß den -Fig. 1 und 2 in Einzeldarstellung.

Die Fig. 1 zeigt einen Zentralfuß 1, der auf dem Boden 2 des Untersuchungsraumes steht. Am Zentralfuß 1 ist in einer vertikalen Zentralachse 3 ein Schwenkausleger 4 (nur teilweise sichtbar) um die Zentralachse drehbar angelenkt. Der Schwenkausleger 4 ist Träger einer Hubsäule 5 (ebenfalls nur teilweise sichtbar), an deren oberem Ende mittels Drehglied 6 um die horizontale Drehachse 7 schwenkbar ein Kasten 8 angebracht ist. Aus einer Öffnung 9 dieses Kastens ragt ein Gelenkarm 10, der aus einem ersten Armteil 11 sowie ei- -nein zweiten Armteil 13 als Träger eines Ultraschallkopfes 14 besteht. Der Ultraschallkopf 14 ist gleichzeitig als Handgriff zur Führung des Kopfes samt Gelenkarm über ein Untersuchungsgebiet ausgebildet. Der Gelenkarm 10 weist insgesamt drei Horizontaldrehgelenke auf, von denen das erste für das kastenseitige Ende des ersten Armteils 11 sich im Kasten 8 befindet. Die Drehachse dieses Drehgelenkes ist mit 15 angedeutet. Ein zweites Drehgelenk 16 mit der Drehachse 17 verbindet die beiden Armteile 11 und 13 miteinander. Zum Verschwenken des Ultraschallkopfes 14 dient ein Drehgelenk 18 mit der Drehachse 19 am unteren Ende des zweiten Armteiles 13. Die gesamte Anordnung des Gelenkarmes 10 mit Kasten 8 und Hubsäule 5 auf dem Schwenkausleger 4 kann mittels Handrad 20 um die Zentralachse des Zentralfußes 1 gedreht werden. Ebenso ist Drehung mit Motorantrieb A1 möglich, wie weiter unten (Fig.

- 5 - VPA 78 P 5061 BRD und 3) noch näher erläutert wird.

Die Ultraschall-Abtastvorrichtung der Fig. 1 dient speziell zur Abtastung des menschlichen Körpers. Aus diesem Grunde ist auch dem Zentralfuß 1 eine fahrbare Patientenliege 21 zugeordnet. Die Patientenliege besteht aus dem fahrbaren Untersatz 22 mit den Rollen Auf einem Zwischenträger 2h ist schließlich das eigentliche Liegebrett 25 für einen Patienten 26 montiert.

Die Patientenliege 21 ist derart über den Zentralfuß schiebbar (z.B. auch durch zusätzliches Verschieben des Liegebrettes 25 relativ zum Untersatz 22), daß die vertikale Zentralachse 3 des Zentralfußes 1 in gedachter Verlängerung durch das Liegebrett 25 hindurch den Patienten 26 im Bereich zu untersuchender Körperpartien, z.B. Leber, Herz, Nieren od.dgl., durchdringt. Die Durchdringungsachse bildet bei A_usrichtung des Gelenkarmes 10 auf die Zentralachse 3 Isozentrum für die vom Ultraschall-Abtastkopf 14 zu legenden Körperschnitte am Patienten.

In der Fig. 1 ist der Schwenkausleger 4 samt Gelenkarmaufbau 5, 6, 8, 10 in eine solche Position geschwankt, in der der Arm 10 samt Ultraschallkopf 14 quer zur Längsachse des Patienten 26 ausgerichtet ist. Diese Stellung ist die bevorzugte Stellung zur Durchführung von parallelen Querschnitten am Patientenkörper. Die Fig. 2 zeigt nun in Seitenansicht eine weitere wichtige Position, nämlich die Drehposition, in der der Gelenkarm 10 samt Ultraschallkopf 14 im wesentlichen in Längsrichtung des Patientenkörpers 26 ausgerichtet ist. Diese Position dient zur Legung von Längsschnitten. Selbstverständlich sind auch Schnittführurigen in beliebigen anderen Winkelpositionen zwischen Quer- und Längsschnitt möglich.

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In der Seitenansicht der Fig. 2 sind auch die in der perspektivischen Ansicht der Fig. 1 verdeckten Teile des Schwenkauslegers 4 bzw. auch der Hubsäule 5 besser sichtbar. Erkennbar ist auch am äußeren Ende des Schwenkauslegers 4 in Verlängerungsrichtung des Hubträgers 5 die Anordnung eines Kastens 27. In diesem Kasten befindet sich ein Antrieb A3 zur Längsverschiebung der Säule 5 in den Pfeilrichtungen 28 (oder falls erwünscht auch ein Drehantrieb A4 zum Drehen der Säu-Ie 5 in Richtung des Drehpfeiles 29). Am Kasten 8 für den Haltearm 10 sind ferner die sich bei Anschlag an ■ den Kanten der Öffnung 9 jeweils ergebenden maximalen 1

Auslenkpositionen des ersten Armteiles 11 des Schwenkarmes 10 mit den Kennziffern 30 bzw. ?1 angedeutet.

Der Gelenkarm 10 ist selbstverständlich im Armteil 11 (oder auch Armteil 13) für jede Höhen- oder auch Schwenkposition gewichtsausgeglichen. · In der Seitenansicht der Fig. 2 ist ferner der bereits oben angedeutete Motordrehantrieb für die Drehung des Schwenkauslegers 4 um die Zentralachse 3 im Zentralfuß 1 mit A1 angedeutet. Ein entsprechender Motordrehantrieb A2 befindet sich im Kasten 8 für den Gelenkarm 10. Der Motorantrieb A2 erlaubt die motorische Drehung des Gehäuses 8 samt Gelenkarm 10 um die horizontale Drehachse 7. Bei den angedeuteten Translations- oder Drehantrieben A1 bis A4 handelt es sich um übliche Motorantriebe; auf eine detailliertere Darstellung wird daher verzichtet. Bei der Geräteausführung der Fig. 1 und 2 handelt es sich jedoch speziell um eine solche Konzoption, bei der bei der motorischen Drehung nur verhältnismäßig kleine Massen bewegt werden müssen. Aus diesem Grunde ergibt sich auch der nicht unerhebliche Vorteil, daß die. für die Antriebe A1 bis A4 zu verwendenden Motoren solchen mit relativ kleiner Leistung sein können. Derartige Motoren beanspruchen wenig Raum und sind sehr kostengünstig.

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.Beim Gerät der Fig. 1 und 2 lassen sich also Dreh-, Schwenk- und auch Hubbewegungen innerhalb des Trägerstativs 1, 4 "bis 9 zum Zwecke des Einfahrens des Abtastkopfes 14 samt Gelenkarm 10 in bestimmte Abtast-Positionen am Patientenkörper 26 motorisch durch die Antriebe A1 bis A4 durchführen. Besonders einfache Handhabung der Steuerung der Motorantriebe ergibt sich bei Anordnung der Steuerelemente direkt am als Führungshandstück 14 ausgebildeten Ultraschall-Abtastkopf.

Die Fig. 3 zeigt einen derartigen Abtastkopf mit Fingersteuerelementen, insbesondere zur Bedienung mit den Fingern speziell der Führungshand. Im Ausführungsbeispiel der Fig. 3 ist oben mit 13 das Anlenkende des Armteiles 13 des Schwenkarmes 10 angedeutet. Mit 18 ist wieder das Drehgelenk zur Drehung des Abtastkopfes und mit 19 die Drehachse bezeichnet. Der als Führungshandstück 14 ausgebildete Abtastkopf weist dann am unteren Ende den eigentlichen Ultraschall-Sender/Empfänger 32 auf. Der Sender/Empfänger ist ein üblicher Schallkopf mit piezoelektrischem Schwinger, z.B. aus Barium-Zirkonat-Titanat. Auf den Sender/Empfänger 32 folgt nach oben ein Adapterstück 33. Das Adapterstück 33 ist samt Ultraschall-Sender/Empfänger 32 an einem Trägerteil 34 für die Fingersteuerelemente 35, 36 und 37 anschließbar. Das Anschließen erfolgt mittels Verriegelungsring 38. Im montierten Zustand bilden dann also Sender/Empfänger 32 mit Adapterstück 33 sowie Trägerteil für die Fingersteuerelemente 35 bis 37 den als Führungshandstück 14 ausgebildeten Ultraschall-Abtastkopf.

Im Ausführungsbeispiel der Fig. 3 sind die Fingersteuerelemente 35, 36, 37 nach ergonomisehen Gesichtspunkten am Führungshandstück 14 angeordnete Schiebe-, Tasten-

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und Rändeldrehsehalter. Speziell zur Bedienung mit den Fingern der Führungshand ist in der Griffreihenfolge vom Anlenkpunkt 18, 19 des Führungshandstückes 14 am Gelenkarmteil 13 in Richtung Ultraschall-Sender/Empfänger 32 auf der Seite der Daumenanlage der Schalter 35 ein Daumenschiebeschalter. Der Schalter 36 auf der gegenüberliegenden Seite ist ein Tastenschalter speziell zur Bedienung mit dem Zeigefinger. Der Schalter " 37 'ait einer Fingeriaulde 39 ist ein Rändel schaltring, der vorzugsweise vom Mittelfinger drehbar sein soll.

In der Darstellung der Fig. 3 soll ferner der Daumenschiebe schal tor 35 speziell als Steuerschalter zur Ein- - · ... · leitung von Hubbewegungen mittels Hubantrieb A3 mit der Hubsäule 5 ausgebildet sein. Der Tastschalter 36 ■ . ' dient zur Betätigung des Drehantriebes A2 zur Schwenkung des Fastens 8 samt Gelenkarm 10 um die Drehachse 7. Der Rändelschaltring 37 dient schließlich zur Betätigung des Motorantriebes A1; bei Drehen des Rändelschaltringes werden also Schwenkbewegungen des

Schwenkauslegers 4 um die Zentralachse 3 eingeleitet und durchgeführt. Schwenkungen des Auslegers 4 um die Zentralachse 3 können, wie eingangs bereits angedeutet, auch mittels Handrad 20 durchgeführt werden. Letzteres geschieht vorzugsweise immer dann, wenn sehr rasch von beispielsweise Querabtastung auf Längsabtastung oder umgekehrt umgeschaltet werden soll. Der Motorantrieb A1 kann dann zur Korrektur der jeweiligen Lage direkt während der Durchführung einer Abtastung dienen. Selbstverständlich können auch Drehbewegungen des Schwenkauslegers 4 um die Zentralachse 3 in beliebige Drehstellungen nur motorisch mittels des Motorantriebes A1 durchgeführt werden. In diesem Falle erübrigt sich dann die Bedienung mittels Handrades 20, so dai3 auf die Anbringung eines solchen Handrades von vornherein verziehtet werden kann.

VPA 78 P 5061 BRD Zusammenfa s sung

Abtastkopf für Obrjektabtastung

Die Erfindung bezieht sich auf einen Abtastkopf für Objektabtastung, insbesondere Ultraschallkopf für die Ultraschallabtastung z.B. des menschlichen Körpers, der in Form eines Führungshandstückes (14) an einem Gelenkarm (10) angelenkt ist, welcher wiederum zumindest teilweise durch Motorantrieb (A1 bis A4) um bestimmte Raumachsen drehbar und/oder entlang ausgewählten Achsen auch längsverschiebbar an einem Stativ (1, 4 bis 9) gehaltert ist. Es besteht der Wunsch, eine Bedienvorrichtung für den Abtastkopf vorzusehen, die es bei einfachster Handhabung, möglichst bei Bedienung mit nur einer Hand, erlaubt, den Abtastkopf rasch und sehr genau in erwünschte Abtastpositionen einzufahren. Dies wird dadurch erreicht, daß das Führungshandstück (14) mit Fingersteuerelementen (,35, 36, 37), insbeson.-dere zur Bedienung mit den Fingern speziell der Führungshand, ausgerüstet ist, die eine Steuerung einzelner Motorantriebe direkt vom Führungshandstück (14) während der Objektabtastung erlauben (Fig. 3).

Claims (2)

1. Abtastkopf für Objektabtastung, insbesondere Ultraschallkopf für die UTtraschallabtastung z.B. des menschlichen Körpers, der in Form eines Führungshandstückes an einem Gelenkarm angelenkt ist, welcher wiederum zumindest teilweise durch Motorantrieb um bestimmte Raumachsen drehbar und/oder entlang ausgewählten Achsen auch längsverschiebbar an einem Stativ gehaütert ist, dadurch gekennzeichnet, daß das Füh- rungshandstück (14), wie anderweitig bekannt, mit Finger Steuerelementen (35, 36, 37) ausgerüstet ist, die in Anordnung nach ergonomisehen Gesichtspunkten eine Steuerung einzelnei Motorantriebe direkt vom Führungshandstück (14) während der Objektabtastung erlauben, wobei zur Bedienung mit den Fingern vorzugsweise der Führungshand in der Griffreihenfolge vom Anlenkpunkt (1&, 19) des Führungshandstückes (14) am Gelenkarm (13) in Richtung Abtastelement, z.B. Ultraschallsender/Empfänger (32), auf der Seite der Daumenanlage ein Daumenschalter

(35) und auf der im wesentlichen gegenüberliegenden Seite weiterer Fingeranlagen, insbesondere der von Zeigefinger und Mittelfinger, entsprechend von diesen Fingern zu bedienende Firigerscnalter (36, 37) angeordnet sind.

2. Abtastkopf nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß am Führungshandstück (14) in der Griffreihenfolge für den Daumen ein Schiebeschalter (35), für den Zeigefinger ein Tastenschalter (36) und für den Mittelfinger ein Schaltring (37), insbesondere Rändeldrehschalter, vorhanden sind.

Kue 5 Kof / 02.07.1980