DE9402697U1 - Ultraschallfühler-Anordnung und dazugehöriges Kabel - Google Patents

Ultraschallfühler-Anordnung und dazugehöriges Kabel

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Description

ültraschallfühler-Anordnung und dazugehöriges Kabel
Beschreibung
Ultraschall-Endoskopfühler bzw. ültraschall-Endoskopsonden werden verwendet, um innere Gebiete eines Patienten, z.B. Organe wie das Herz, zu überwachen. Ein Ultraschall-Endoskop umfaßt typischerweise einen Schaft, um in Körperhohlräume des Patienten, wie z.B. in die Speiseröhre, einzudringen. An der Spitze des Schafts befindet sich ein Sensorkopf, der ein Array von Ultraschall-Sensorelementen enthält, um innere Organe zu überwachen. Die Sensorelemente sind durch eine kurze flexible Schaltung oder einen Verbinder mit einer Zwischenschaltung, die in den Sensorkopf eingebaut ist, elektrisch verbunden. Ein Koaxial-Kabel ist mit der Zwischenschaltung elektrisch verbunden und sendet elektrische Signale durch den Schaft zwischen den Sensorelementen und dem Handgriff des Fühlers. Der Fühlerhandgriff steuert den Betrieb des Endoskops.
Die Zwischenschaltung oder der Verbinder addieren sich zu der Größe des Sensorkopfes. Einige Sensorköpfe mit Zwischenschaltungen, insbesondere Sensorköpfe hoher Dichte mit einer großen Anzahl von Ultraschall-Wandlerelementen, sind zu groß, um sie in kleine Körperhohlräume, wie z.B. in die Speiseröhre eines Kindes, einzuführen.
Es besteht ein anhaltender Bedarf nach einem Ultraschall-Sensor-Endoskop mit einem Sensorkopf mit reduzierter Größe. Zusätzlich muß der Durchmesser des Schafts klein genug sein, um in kleine Körperhohlräume einzudringen. Außerdem sollte der Schaft in alle Richtungen flexibel und auch geeignet sein, in dem Gebiet in der Nähe des Sensorkopfes in einem
scharfen Radius gebogen zu werden, um enge Kurven in Körperhohlräumen zu überwinden. Dies ermöglicht es, den Sensorkopf diagnostisch nutzbringend zu positionieren. Ferner sind Kabel, selbst in nicht-endoskopischen Anwendungen, wie z.B. einem transthorakalen Fühler, typischerweise dick und wegen dem Mangel an Flexibilität etwas hinderlich.
Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Ultraschallfühler-Anordnung mit zugehörigem Kabel zu schaffen, die eine reduzierte Sensorkopfgröße, einen kleinen Schaftdurchmesser und einen in alle Richtungen flexiblen Schaft aufweist.
Diese Aufgabe wird durch einen Ultraschallfühler nach Patentanspruch 1, eine planare flexible Schaltung nach Patentanspruch 10 und ein Kabel nach Patentanspruch 13 gelöst.
Die vorliegende Erfindung schafft einen Ultraschallfühler, der geeignet ist, in verschiedenen Konfigurationen, wie z.B. in einem transthorakalen, in einem transoesophagialen oder in einem intravasculären Fühler, verwendet zu werden. Die vorliegende Erfindung umfaßt einen Sensorkopf mit einem Array von Ultraschall-Wandlerelementen. Der Sensorkopf ist an einem Ende des flexiblen Kabels mit einem flexiblen Kabel verbunden. Das flexible Kabel hat eine flexible Schaltung hoher Dichte mit Leiterbahnen, die durch das flexible Kabel zu den Wandlerelementen führen. Die Leiterbahnen der flexiblen Schaltung liegen zwischen planaren dielektrischen Schichten. Die Bahnen leiten elektrische Signale zwischen den Wandlerelementen und dem Handgriff des Fühlers oder des Ultraschall-Scanners. Eine flache flexible Schaltung wäre bisher nicht als geeignet für ein Kabel, welches Biegung in alle Richtungen erfordert, angesehen worden; gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung wird jedoch ein flexibles Kabel mit einer derartigen Biegefähigkeit geschaffen.
Die Leiterbahnen der flexiblen Schaltung können direkt mit den Ultraschall-Wandlerelementen verbunden werden, wodurch
sie den Bedarf an einer Zwischenverbindungseinrichtung eliminieren. Dies reduziert die Größe des Sensorkopfes auf eine Größe, die für Anwendungen wie z.B. die, die das Eindringen in kleine Körperhohlräume einschließen, geeignet ist.
Zusätzlich reduziert die Verwendung einer flexiblen Schaltung den Durchmesser des Kabels gegenüber Koaxial-Kabeln und schafft eine Einrichtung, um die Kapazität leichter zu steuern. In einigen Anwendungen kann die Kapazität dazu verwendet werden, die akustische Empfindlichkeit und Bandbreite der Wandlerelemente,zu verbessern.
Die neuartige flexible Schaltung, die unten beschrieben wird, schafft auch eine verbesserte Flexibilität des Ultraschall-Fühlerkabels, wobei die Positionierung des Fühlers durch den Bediener erleichtert wird.
Bei dem bevorzugten Ausführungsbeispiel ist die flexible Schaltung innerhalb eines Endoskopschafts von einer inneren Hülle umgeben und ist innerhalb der inneren Hülle derart gleitfähig, daß die flexible Schaltung frei ist, um sich mit dem Biegen des Schaftes über einen großen Krümmungsradius zu verdrehen. Ein Abschnitt der flexiblen Schaltung in der Nähe des Sensorkopfes kann in Falten gelegt, schraubenförmig gewunden oder in einer anderen Art derart geformt sein, daß er in dem Gebiet in der Nähe des Sensorkopfes über einen kleinen Krümmungsradius in alle Richtungen biegbar ist. Der geformte Abschnitt der flexiblen Schaltung ermöglicht es dem Fühler, enge Kurven, wie z.B. in kleinen Körperhohlräumen, zu überwinden. Der geformte Abschnitt der flexiblen Schaltung ist in flexibles Material eingekapselt, um die Belastungen, die durch das Biegen verursacht werden, gleichmäßig zu verteilen. Steuerdrähte erstrecken sich über die Länge des Endoskopschaftes um die Hülle herum und steuern das Biegen der Länge des Schaftes in der Nähe des Sensorkopfes. Eine äußere Hülle umgibt die innere Hülle und die Steuerdrähte. Eine geflochtene Hülle umschließt die "äußere Hülle und schafft eine Torsions-Stütze dafür. Zuletzt umschließen po-
lymeride Strangpressen die geflochtene Hülle, um eine glatte wasserdichte Oberfläche für den flexiblen Endoskopschaft zu schaffen.
Bevorzugte Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung werden nachfolgend unter Bezugnahme auf die beiliegenden Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:
Fig. 1 eine Schnittansicht des flexiblen Endoskopfühlers der vorliegenden Erfindung;
Fig. 2 eine Querschnittansicht des flexiblen Endoskopschafts;
Fig. 3 eine perspektivische Ansicht des flexiblen Schafts in einer ersten gebogenen Position mit einem Abschnitt, bei dem die Umhüllung entfernt ist;
Fig. 4 eine Schnittansicht eines Abschnitts des flexiblen Schafts in einer zweiten gebogenen Position;
Fig. 5 eine Schnittansicht des flexiblen Schaftes, bei dem der gefaltete Abschnitt in der Richtung, die senkrecht zu den Seiten der flexiblen Schaltung ist, gebogen ist;
Fig. 6 eine perspektivische Ansicht des gefalteten Abschnitts der flexiblen Schaltung;
Fig. 7 eine Schnittansicht des flexiblen Schaftes, bei dem der gefaltete Abschnitt in der Richtung, die senkrecht zu der planaren Oberfläche der flexiblen Schaltung ist, gebogen ist;
Fig. 8 eine Querschnittsansicht des Schaftes 14, wobei die eingekapselten Falten gezeigt werden; und
Fig. 9 eine vergrößerte Schnittansicht des Schaftaufbaus in
dem Gebiet um den gefalteten Abschnitt herum.
In Fig. 1 besitzt ein Ultraschall-Endoskopfühler 10 einen Sensorkopf 12, der einen Array 28 von Ultraschall-Wandlerelementen 27 umfaßt, um innere Gebiete eines Patienten, wie z.B. Körperorgane, abzubilden. Der Sensorkopf 12 ist durch einen flexiblen Schaft 14 mit einem Fühlerhandgriff 22 verbunden. Der flexible Schaft 14 besitzt ein schützendes wasserdichtes Gebiet 92, das eine flexible Schaltung von hoher Dichte 26 umgibt. Die flexible Schaltung 26 verbindet die Wandlerelemente 27 mit der Schaltungsplatte 20, die im Fühlerhandgriff 22 liegt, elektrisch. Der flexible Schaft 14 schließt mit dem Sensorkopf 12 und mit dem Fühlerhandgriff 22 hermetisch ab, um zu verhindern, daß Feuchtigkeit in eine dieser Komponenten eintritt. Der Sensorkopf 12 und der flexible Schaft 14 des Fühlers 10 werden in Körperhohlräume eines Patienten eingeführt und sind in verschiedenen Konfigurationen für transthorakale, transoesophagiale oder intravasculäre Ultraschall-Anwendungen geeignet. Der flexible Schaft 14 kann gebogen werden, um den Konturen der Körperhohlräume zu folgen. Das Biegen wird durch eine Steuereinrichtung 21, die im Fühlerhandgriff 22 liegt, gesteuert.
Die Anzahl der Wandlerelemente 27 im Sensorkopf 12 kann variieren und wird durch die Größe des Sensorkopfs 12, die auch variiert werden kann, begrenzt. Die Größe des Sensorkopfs 12 wird durch die Größe des speziellen Körperhohlraumes, in den der Sensorkopf 12 eingeführt werden soll, begrenzt. Z.B. muß ein Sensorkopf, der in die Speiseröhre eines Kindes eingeführt werden soll, kleiner sein, als ein Sensorkopf, der in die Speiseröhre eines Erwachsenen eingeführt werden soll.
Oft wird eine große Anzahl von Wandlerelementen einer kleinen Anzahl von Sensorelementen mit dem gleichen Elementabstand wegen dem verbesserten Abbildungsverhalten bevorzugt. Z.B. verhält sich ein Sensorkopf, der ein Array von 64 Wandlerelementen enthält, typischerweise besser, als ein Sensor-
kopf, der ein Array von 24 Wandlerelementen enthält. Zusätzlich kann ein zweiter Array von Wandlerelementen im Sensorkopf 12 hinzugefügt sein, in dem der zweite Array hinsichtlich dem Array 28 gedreht ist. Die zwei Arrays können Bilder in zwei orthogonalen Flächen erzeugen und verbessern ferner das Verhalten des Fühlers 10.
Leiter-Kontaktfahnen 100 der Zusammenschaltung 16 schaffen die elektrische Verbindung zwischen den Wandler elementen 27 und den Leiterbahnen 32 (Fig. 2) in der flexiblen Schaltung 26. Die Kontaktfahnen 100 werden aus Gold, das galvanisch über Kupfer abgeschieden wird, hergestellt und werden direkt auf die Wandlerelemente 27 gebondet. Alternativ können die Kontakfahnen 100 durch das Ätzen des Kupfers der Zusammenschaltung 16 gebildet sein. Ein automatisches Folienbond-Verfahren (TAB) oder eine andere Operation wird durchgeführt, um die elektrische Verbindung zwischen dem Array 28 und den Kontaktfahnen 100 herzustellen.
Dadurch, daß die Kontaktfahnen 100 direkt mit den Wandlerelementen 27 verbunden sein, wird der Bedarf nach einer Zwischenschaltungsplatte oder einem Verbinder zwischen den Wandlerelementen 27 und der flexiblen Schaltung 26 eliminiert. Die Eliminierung dieser Elemente reduziert sowohl die Größe des Sensorkopfes 12, als auch den Arbeitsaufwand, der erforderlich ist, um die Wandlerelemente 27 mit der flexiblen Schaltung 26 elektrisch zu verbinden. Die verringerte Größe des Sensorkopfes 12 ermöglicht es, den Sensorkopf 12 in Körperhohlräume, die für die Einführung eines größeren Sensorkopfes, welcher eine Zwischenschaltungsplatte enthalten kann, zu klein sind, einzuführen. Zusätzlich ermöglicht es die Eliminierung der Zwischenschaltungsplatte, eine größere Anzahl von Ultraschall-Wandlerelementen 27 dem Sensorkopf 12 hinzuzufügen, während eine kleine Sensorkopfgröße beibehalten wird. Es sollte offensichtlich sein, daß die vorliegende Erfindung dennoch in Ausführungsbeispielen verwendbar ist, die solche Zwischenverbindungen verwenden.
Eine Zusammenschaltung 24 der flexiblen Schaltung 26 verbindet die flexible Schaltung 26 mit der Schaltungsplatte 20, welche im Fühlerhandgriff 22 liegt, elektrisch. Die Schaltungsplatte 20 ist ein elektrischer Zwischenübergang, von dem ein zweites Kabel die Schaltungsplatte 20 elektrisch mit einer Elektronik verbindet, die einen Monitor enthält (nicht gezeigt). Eine Reihe von Löchern 104 befestigt und richtet die Zusammenschaltung 24 auf der Schaltungsplatte 20 aus. Signalkontaktstellen 102 auf der Zusammenschaltung 24 verbinden die Leiterbahnen 32 (Fig. 2) der flexiblen Schaltung 26 mit den entsprechenden elektrischen Kontakten, die auf der Schaltungsplatte 20 liegen, elektrisch. Masse-Kontaktstellen 106 schaffen eine elektrische Verbindung von einer Massefläche 38 (Fig. 2) zur Schaltungsplatte 20. Die Signalkontaktstellen 102 und die Masse-Kontaktstellen 106 werden durch Masse-Auf schmelz löten auf der Schaltungsplatte 2 0 befestigt.
Der Aufbau des flexiblen Schaftes 14 und des Schaftgebietes 92 ist in Fig. 2 dargestellt. Das Design des flexiblen Schaftes 14 wird durch das große Seitenverhältnis der flexiblen Schaltung 26 notwendig, bei dem die flexible Schaltung 26 breit und dünn ist (abgeplattet) . Die flexible Schaltung
26 sitzt in dem mittleren Hohlraum des flexiblen Schafts 14. Die metallischen Leiterbahnen 32 der flexiblen Schaltung 26 übertragen elektrische Signale zwischen den Wandlerelementen
27 (Fig. 1) und der Schaltungsplatte 20, die im Fühlerhandgriff 22 liegt. Bei dem bevorzugten Ausführungsbeispiel ist die flexible Schaltung 26 eine flexible Schaltung hoher Dichte mit vierunddreißig Leiterbahnen 32 und besitzt eine Breite von näherungsweise 4,8 mm (3/16 Inch). Alternativ kann die Anzahl der Leiterbahnen 32 und die Breite der flexiblen Schaltung 26 variieren. Zusätzlich können mehr als eine flexible Schaltung 26 verwendet sein, um die elektrischen Signale zu übertragen.
Die Leiterbahnen 32 sind in Kleber 34 eingebettet und sind zwischen zwei isolierenden dielektrischen Schichten 30, die
typischerweise Polyimidfilm sind, schichtenweise angeordnet. Bei dem bevorzugten Ausführungsbeispiel bildet die metallische Massefläche 38 zusammen mit den Leiterbahnen 32 eine Übertragungsleitung vom Typ einer Streifenleitung oder einer Mikro-Streifenleitung. Als Alternative kann eine Reihe von metallischen Massebahnen zwischen den Leiterbahnen 32 angeordnet sein, um einen alternativen Typen einer Übertragungsleitung zu bilden. Es ist für Fachleute offensichtlich, daß die Bahnen 32 und die Masse-Bahnen in anderen, offensichtlichen Kombinationen positioniert werden können, um gut bekannte Typen von Übertragungsleitungen mit ähnlichen elektrischen Eigenschaften wie die hier beschriebenen Übertragungsleitungs-Typen zu bilden.
Die flexible Schaltung 26 ist im Inneren einer Hülle 80 von ausgeweitetem Polytetrafluorethylen (PTFE) eingebaut. Die PTFE-Hülle 80 schafft eine glatte schlüpfrige Oberfläche, innerhalb der sich die flexible Schaltung 26 verdrehen und gleiten kann. Zusätzlich können mehr als eine flexible Schaltung 26 innerhalb der PTFE-Hülle 80 eingebaut sein, indem die Schaltungen übereinander aufgeschichtet sind. Alternativ kann die Hülle 80 aus anderen Polymeren, wie z.B. Polyurethan, hergestellt werden.
Vier Führungsdrähte 82 umgeben die PTFE-Hülle 80 und werden verwendet, um das Biegen des flexiblen Schaftes 14 zu steuern. Das ferne Ende des flexiblen Schaftes 14 wird sich in die Richtung biegen, in der ein spezieller Führungsdraht 82 verkürzt wird. Je mehr ein spezieller Führungsdraht verkürzt wird, desto mehr wird sich der flexible Schaft 14 biegen. Das Verlängern und das Verkürzen der Führungsdrähte 82 werden am Fühlerhandgriff 22 durch einen Steuermechanismus 21 gesteuert.
Eine schraubenförmig gewundene flache Federdrahtröhre 84 umgibt die Führungsdrähte 82 und schafft elektrische Isolation und strukturellen Schutz für die flexible Schaltung 26. Die Drahtröhre 84 ist aus Aluminium hergestellt und durch ein
• ·
hartes Eloxal-Verfahren mit PTFE beschichtet, um eine Oberflächen-Gleitfähigkeit zu schaffen, damit die Führungsdrähte 82 im Inneren der Drahtröhre 84 gleiten können. Alternativ kann die Drahtröhre 84 aus anderen elektrisch leitenden Metallen hergestellt sein.
Eine gewebte Umflechtung 86 aus rostfreiem Stahl umschließt das Äußere der Röhre 84 und schafft eine Torsionsstütze für den flexiblen Schaft 14. Alternativ kann die gewebte Umflechtung 86 aus einer verzinnten Kupferlegierung hergestellt sein. Eine äußere Ummantelung 88, Strangpressen aus Urethan, schirmt die gewebte Umflechtung 86 ab und schafft eine glatte, schlüpfrige, wasserdichte Oberfläche, so daß der flexible Schaft 14 leicht im Inneren von Körperhohlräumen eines Patienten gleiten kann. Als Alternative kann die äußere Ummantelung 88 aus anderen bio-kompatiblen Polymeren hergestellt werden.
Die Verwendung der flexiblen Schaltung hoher Dichte 26 im Inneren des flexiblen Schaftes 14 ermöglicht es, daß der Durchmesser des flexiblen Schaftes 14 klein ist. Bei dem bevorzugten Ausführungsbeispiel kann der äußere Durchmesser des flexiblen Schaftes 14 acht Millimeter klein sein, was es ermöglicht, den Fühler 10 in kleine Körperhohlräume einzuführen. Zusätzlich schafft die Verwendung der flexiblen Schaltung 26 eine Steuerung der Kapazität im Schaft 14, die die akustische Empfindlichkeit der Wandlerelemente 27 abstimmt .
Die Figuren 3 und 4 stellen die Art und Weise dar, in der sich der flexible Schaft 14 biegt. In Fig. 3 ist ein Abschnitt des flexiblen Schaftes 14 in eine Richtung gebogen, die senkrecht zu der flachen Oberfläche 74 der flexiblen Schaltung 26 ist. Die flexible Schaltung 26 ist im Inneren des Schaftbereiches 92 so ausgerichtet, daß die flache Oberfläche 74 in der Richtung des Bogens liegt. Die flexible Schaltung 26 wird sich nur in die Richtung der flachen Oberfläche biegen und wird sich nicht in die Richtung biegen,
die senkrecht zu der Seite 76 ist. Die flexible Schaltung 26 ist jedoch innerhalb des Schaftbereiches 92 nicht immer zuerst so ausgerichtet, daß die flache Oberfläche 74 in der Richtung des Bogens liegt. Deshalb ist es möglich, die flexible Schaltung zu bewegen, wodurch sie sich selbst innerhalb des Schaftbereiches 92 reorientiert, wie es in Fig. 4 gezeigt ist, damit der flexible Schaft 14, ohne die flexible Schaltung 26, zu zerstören in alle Richtungen biegbar ist.
In Fig. 4 ist der flexible Schaft 14 in einem Radius R gebogen. Die flexible Schaltung 26 ist innerhalb des Schaftbereiches 92 oft derart ausgerichtet, daß die flache Oberfläche 74 nicht in der Richtung liegt, in die der Schaft 14 gebogen werden soll. Wenn der Schaft 14 gebogen wird, bewegt sich die flexible Schaltung 26 innerhalb des Schaftbereiches 92 so, daß ein Abschnitt 50 der flexiblen Schaltung 2 6 in eine verdrehte Position reorientiert wird. In dieser verdrehten Position liegt die flache Oberfläche 74 im Abschnitt 50 in der Richtung des Bogens, wodurch es ermöglicht wird, die flexible Schaltung 26 innerhalb des Schaftbereiches 92 zu biegen. Abschnitte 52 und 54 der flexiblen Schaltung 26, die von dem gebogenen Bereich entfernt liegen, bleiben unverdreht .
In Fig. 5 ermöglicht es ein gefalteter Abschnitt 18, den flexiblen Schaft 14 in einem Bereich in der Nähe des Sensorkopfes 12 in die Richtung, die senkrecht zu der Seite 76 ist, zu biegen. Ohne den gefalteten Abschnitt 18 könnte der flexible Schaft 14 in der Nähe des Sensorkopfes 12 nicht in diese Richtung gebogen werden, da die flexible Schaltung 26 in der Nähe des Sensorkopfes 12 nicht verdreht werden kann.
In Fig. 6 ist der gefaltete Abschnitt 18 der flexiblen Schaltung 26 in eine Reihe von sinusförmig geformten Falten 70 geformt, die durch eine Falteinrichtung gebildet sind. Bei einem bevorzugten Ausführungsbeispiel haben die Falten einen Abstand von 3 mm (0,118 Inch) und eine von Höhe 1,78 mm (0,07 Inch). Die Falten 70 ermöglichen es, die flexible
Schaltung 26 in der Achse, die senkrecht zu der Seite 76 ist, zu biegen, ohne dabei die flexible Schaltung 26 zu verdrehen. Zusätzlich kann der gefaltete Abschnitt 18 sowohl in alle Richtungen als auch in die Richtung, die senkrecht zu der flachen Oberfläche 74 ist, wie es in Fig. 7 dargestellt ist, gebogen werden. Wenn mehr als eine flexible Schaltung 26 erforderlich ist, können viele flexible Schaltungen gleichzeitig so gefaltet sein, daß die Falten 70 ineinanderpassen, wenn die Schaltungen übereinander aufgeschichtet sind. Zusätzlich kann der Abstand und die Höhe der Falten variiert werden, um den Grad der Flexibilität abzustimmen. Ein kleiner Abstand und eine große Faltenhöhe erhöhen die Flexibilität der flexiblen Schaltung 26 in der Richtung, die senkrecht zu der Seite 76 ist.
Die Falten 70 sind in eine Polyurethan-Hülle 72 eingekapselt. Die Hülle 72 wird mit einer Form um die Falten 70 herum gegossen. Bei einem bevorzugten Ausführungsbeispiel hat die Hülle 72 einen ovalen Querschnitt, wie es in Fig. 8 dargestellt ist. Alternativ kann die Hülle 72 andere Querschnittsformen wie z.B. kreisförmige oder rechteckige Querschnitte, aufweisen. Eine dünnwandige Urethan-Röhre kann als Gußform verwendet werden und intakt gelassen werden, wobei sie eine einfache Gußformgestalt liefert und die Stärke des flexiblen Kabels erhöht. Zusätzlich können die Falten 70 auch in einer hohlen Röhre ohne Einkapselung ummantelt sein. Die Polyurethan-Hülle 72 verteilt Belastungen, die von der Biegung bewirkt werden, auf die Falten 70, um zu verhindern, daß sich Belastungskonzentrationen in den Falten 70 bilden. Die Verminderung der Belastungskonzentrationen erhöht das Lebensdauer der Flexibilität des gefalteten Abschnitts 18, welche die Anzahl der Biegungszyklen darstellt, die der gefaltete Abschnitt 18 aushalten kann, bevor er Schaden nimmt. Alternativ können andere Elastomere verwendet sein, um die Falten 70 einzukapseln. Wenn die Falten 70 von vielen flexiblen Schaltungen 26 eingekapselt sein, darf das Einkapselungsmaterial die Falten 70 von aneinandergrenzenden flexiblen Schaltungen 26 nicht miteinander verbinden, um die FIe-
xibilität des gefalteten Abschnitts 18 zu bewahren.
Wie in den Figuren 7, 8 und 9 zu sehen ist, begrenzt der Schaftbereich 92 einen Ort "A" des gefalteten Abschnitts 18. Der Schaftbereich 92, der oben genauer beschrieben ist, beherbergt die flexible Schaltung 26 im Inneren der PTFE-Hülle 80. Die Führungsdrähte 82 umgeben die PTFE-Hülle und sind ihrerseits von der schraubenförmig gewundenen flachen Federdrahtröhre 84 umgeben. Die gewebte Umflechtung 86 umschließt das Äußere der Röhre 84. Die äußere Ummantelung 88 umschließt die gewebte Umflechtung 86.
Ein Biegehalsbereich 94 ist flexibler als der Bereich 92 und umgibt den gefalteten Bereich 18 von dem Ort 11A" bis zum Sensorkopf 12. Der Biegehalsbereich 94 ermöglicht es, den gefalteten Abschnitt 18, der in die Hülle 72 eingekapselt ist, in einem schärferen Radius als die Abschnitte des Schaftes 14, die durch den Bereich 92 umschlossen sind (wie in Fig. 7 dargestellt ist), zu biegen. Dadurch, daß es möglich ist, den Bereich in der Nähe des Sensorkopfes 12 in einem schärferen Radius zu biegen, kann der Sensorkopf 12 enge Kurven innerhalb kleiner Körperhohlräume leichter überwinden und kann auch den Sensorkopf 12 wie benötigt für die diagnostische Positionierung ausrichten.
Der Biegehalsbereich 94 besteht aus einer flexiblen Verbindung 98 und einer äußeren Abdeckung 96. Die flexible Verbindung 98 ist aus einer Reihe von metallischen Verbindungsgliedern 97 hergestellt, die durch Nieten miteinander verbunden sind. Alternativ können die Verbindungsglieder 97 aus nicht-metallischen Materialien hergestellt sein und durch andere herkömmliche Einrichtungen miteinander verbunden sein. Die äußere Abdeckung 96 ist aus flexiblem wasserdichtem Material, wie z.B. aus Neopren oder aus synthetischem Gummi, hergestellt.
In Abweichung zu dem oben beschriebenen bevorzugten Ausführungsbeispiel muß der Fühler nicht endoskopisch sein.

Claims (18)

nsprüche
1. Ultraschall-Fühler (10), gekennzeichnet durch folgende Merkmale:
einen Sensorkopf (12), der ein Array (28) von Ultraschall-Wandlerelementen (27) einschließt; und
ein flexibles Kabel (14), das an einem seiner Enden mit dem Sensorkopf (12) verbunden ist, wobei das Kabel (14) eine planare flexible Schaltung (26) einschließt, die Leiterbahnen (32) besitzt, die durch das flexible Kabel (14) zu den Wandlerelementen (27) führen.
2. Fühler (10) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß zumindest ein Abschnitt der flexiblen Schaltung (26) derart geformt (18) ist, daß er in alle Richtungen biegbar ist.
3. Fühler (10) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet,
daß der geformte Abschnitt der flexiblen Schaltung (18) derart gefaltet (70) ist, daß er in alle Richtungen biegbar ist.
4. Fühler (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet,
daß der geformte Abschnitt der flexiblen Schaltung (18) in der Nähe des Sensorkopfes (12) liegt.
5. Fühler (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch
• ··
• ·«
gekennzeichnet,
daß der geformte Abschnitt der flexiblen Schaltung (18) in ein flexibles Material (72) eingekapselt ist.
6. Fühler (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet,
daß die flexible Schaltung (26) über eine Länge des Kabels (14) von einer Hülle (80) umgeben ist, wobei die flexible Schaltung (26) frei ist, um sich innerhalb der Hülle (80) derart zu bewegen, daß die flexible Schaltung (26) frei ist, um sich mit dem Biegen des Kabels (14) zu verdrehen.
7. Fühler (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet,
daß das Kabel (14) mehr als eine planare flexible Schaltung (26) einschließt.
8. Fühler (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet,
daß die planare flexible Schaltung (26) den Sensorkopf (12) mit einem Verbinder (24) verbindet.
9. Fühler (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet,
daß zumindest ein Abschnitt der flexiblen Schaltung (26) in der Nähe des Sensorkopfes (12) geformt (18) ist und über eine erste Länge des Kabels (14) derart in das flexible Material (72) eingekapselt ist, daß das Kabel (14) über die erste Länge mit der Ausdehnung und dem Zusammenziehen der Falten (70) der flexiblen Schaltung (26) in alle Richtungen biegbar ist, wobei der Ultraschall-Fühler (10) ferner folgende Merkmale einschließt:
: &Ggr;&igr; &ohacgr; L
eine innere Hülle (80), die die flexible Schaltung (26) über eine zweite Länge des Kabels (14) umgibt, wobei die flexible Schaltung (26) frei ist, um sich innerhalb der Hülle (80) derart zu bewegen, daß die flexible Schaltung (26) frei ist, um sich mit dem Biegen der zweiten Länge zu verdrehen;
Steuerdrähte (82) um die innere Hülle (80) herum, die sich durch das Kabel (14) erstrecken, um das Biegen der ersten Länge des Kabels (14) zu steuern;
eine äußere Hülle (84, 86, 88) um die Steuerdrähte (82) und die innere Hülle (80) herum.
10. Planare flexible Schaltung (26), gekennzeichnet durch die folgenden Merkmale:
Leiterbahnen (33) zwischen planaren dielektrischen Schichten (30), wobei die flexible Schaltung (26) derart über deren Breite geformt (18) ist, daß die flexible Schaltung (26) in alle Richtungen biegbar ist.
11. Planare flexible Schaltung (26) nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet,
daß die geformte flexible Schaltung (18) in das flexible Material (72) eingekapselt ist.
12. Planare flexible Schaltung (26) nach Anspruch 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet,
daß die flexible Schaltung (26) über eine Länge der flexiblen Schaltung (26) von einer Hülle (80) umgeben ist, wobei die flexible Schaltung (26) frei ist, um sich innerhalb der Hülle (80) derart zu bewegen, daß die flexible Schaltung (26) frei ist, um sich mit dem Biegen der Hülle (80) zu verdrehen.
13. Kabel (14), gekennzeichnet durch folgende Merkmale:
eine planare flexible Schaltung (26) mit Leiterbahnen (32) zwischen den planaren dielektrischen Schichten (30); und
eine Hülle (80), die die flexible Schaltung (26) umgibt, wobei die flexible Schaltung (26) frei ist, um sich inneralb der Hülle (80) derart zu bewegen, daß die flexible Schaltung (26) frei ist, um sich mit dem Biegen des Kabels (14) zu verdrehen.
14. Kabel (14) nach Anspruch 13, das ferner folgendes Merkmal aufweist:
Die Steuerdrähte (82) , die sich über die Länge des Kabels (14) um die Hülle (80) herum erstrecken, um das Biegen einer Länge des Kabels (14) zu steuern.
15. Kabel (14) nach Anspruch 13 oder 14, dadurch gekennzeichnet,
daß zumindest ein Abschnitt der flexiblen Schaltung (26) derart geformt (18) ist, daß er in alle Richtungen biegbar ist.
16. Kabel (14) nach einem der Ansprüche 13 bis 15, dadurchgekennzeichnet,
daß der geformte Abschnitt der flexiblen Schaltung (18) in der Nähe des Sensorkopfes (12) derart gefaltet (70) ist, daß er in alle Richtungen biegbar ist.
17. Kabel (14) nach einem der Ansprüche 13 bis 16, dadurch gekennzeichnet,
daß der geformte Abschnitt der flexiblen Schaltung (18) in das flexible Material (72) eingekapselt ist.
18. Kabel (14) nach einem der Ansprüche 13 bis 17, dadurch gekennzeichnet,
daß das Kabel (14) mehr als eine planare flexible Schaltung (26) einschließt.
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