DK146227B - Fremgangsmaade og apparat til fremstilling af tvaersnitsbilleder ved hjaelp af ultralyd - Google Patents

Description

(

(19) DANMARK

φ (12) FREMLÆGGELSESSKRIFT πι> 146227 B

DIREKTORATET FOR

PATENT- OG VAREMÆRKEVÆSENET

(21) Patentansøgning nr.: 5380/76 (51) lnt.CI.3: G01S15/89 (22) Indleveringsdag: 30 nov 1976 A61 B 10/00 //G 01 N 29/04 (41) Aim. tilgængelig: 02 jun 1977 (44) Fremlagt: 01 aug 1983 (86) International ansøgning nr.: - (30) Prioritet: 01 dec 1975 CH15555/75 23 sep 1976 CH 12074/76 (71) Ansøger: F. ‘HOFFMANN-LA ROCHE & CO. AKTIENGESELLSCHAFT; Basel, CH.

(72) Opfinder: Christoph Benedikt ‘Burckhardt; CH, Plerre-Andre ‘Grandchamp; CH, Heinz ‘Hoffmann; DE,

Rainer *Fehr; CH.

(74) Fuldmægtig: Ingeniørfirmaet Budde, Schou & Co (54) Fremgangsmåde og apparat til fremstilling af tværsnitsbilleder ved hjælp af ultralyd

Den foreliggende opfindelse angår en fremgangsmåde til fremstilling af tværsnitsbilleder med et ultralyd-billedapparat, der arbejder efter impulsekkoprincippet, således som nærmere angivet i krav l's indledning.

Med henblik på fremstilling af ultralyd-afbildninger, navnlig til fremstilling af tværsnitsbilleder, bevæges i almindelighed en ultralydomsætter mekanisk. Dette medfører for-® skellige ulemper. Bevæges omsætteren manuelt, bliver affølin- gen langsom afhængigt af den pågældende persons dygtighed, g Bevæges omsætteren af en motor, er det i almindelighed nødven- digt at have et vandbad, der er relativt tungt. Den ekstra ^ vejstrækning gennem vandbadet bevirker desuden en reduktion af Q den maksimalt mulige billedfrekvens.

2 146227

For at afhjælpe disse ulemper har man udviklet ultralydbil ledapparater med elektronisk afføling, ved hvilke ultralydstrålen forskydes lineært med tiden.

Fra USA-patentskrift nr. 3.881.466 kendes et ultralyd--billedapparat af den indledningsvis omtalte art, ved hvilket omsætteranordningen danner et ikke-fokuseret ultralyd-strålebundt, og ved hvilket opløsningen i tværretningen bestemmes af omsætterelementernes bredde. En forbedring af det kendte apparats opløsning i tværretningen ved reduktion af omsætterelementernes bredde kan kun opnås indtil en vis grænse, som er givet ved ultralydstrålens minimale bredde. Skønt de med det kendte apparat dannede tværsnitsbilleder er relativt tydelige, har det i praksis vist sig, at endnu højere tværopløsningsværdier er ønskelige ved mange anvendelser.

Det er derfor opfindelsens formål at angive en fremgangsmåde, henholdsvis et ultralyd-billedapparat, hvormed der ved den mindst mulige materielle indsats kan opnås en for den medicinske ultralyd-diagnostik tilstrækkelig opløsning i tværretningen over den fulde undersøgelsesdybde.

Dette formål foreslås opnået ved hjælp af en fremgangsmåde af den indledningsvis omtalte art, som ifølge opfindelsen er ejendommelig ved, at der gås frem som angivet i krav l's kendetegnende del. Herved er det muligt med ringe materiel indsats, at opnå en tilstrækkelig tvær-opløsning gennem hele undersøgelsesdybden dvs. også i nærfeltet. Det har således vist sig, at det for et stort antal anvendelser er tilstrækkeligt at arbejde med grupper på fire omsættelseselementer, hvorved der ved sendingen henholdsvis modtagningen kun behøves én enkelt faseforskydning og to amplitudeværdier, for at opnå den ønskede laterale opløsning.

Ved at gå frem som angivet i krav 2 er det muligt ved ydelse af en ringe ekstra materiel indsats at opnå en endnu bedre tvær-opløsning end med fremgangsmåden ifølge krav 1 o-ver en stor del af undersøgelsesdybden.

Ud over fremgangsmåden angår opfindelsen et ultralyd--billedapparat af den i krav 3's indledning angivne udformning, og dette apparat er ifølge opfindelsen udformet som angivet i 3 146227 krav 3's kendetegnende del. Et sådant apparat er velegnet til udøvelse af den i krav 1 omhandlede fremgangsmåde med de deraf følgende ovenfor nævnte fordele. Ved den i krav 4 omhandlede udformning opnås, at apparatet er egnet til udøvelse af den i krav 2 omhandlede fremgangsmåde, igen med de deraf følgende ovenfor nævnte fordele.

Opfindelsen vil i det følgende blive nærmere forklaret under henvisning til tegningen, som viser udførelsesformer, idet fig. 1 perspektivisk viser omsætterindretningen i det ovenfor omtalte, kendte ultralyd-billedapparat, fig. 2 i tværsnit og skematisk formen af strålingskarakteristikken 23 for en omsættergruppe ifølge opfindelsen sammenholdt med strålingskarakteristikken 22 for en omsættergruppe i det i fig.

1 viste apparat, fig. 3 skematisk og i tværsnit en foretrukken udførelsesform for omsætteranordningen 38 i den i fig. 1 viste omsætterindretning 11, fig. 4 bagfra en omsættergruppe 21 ifølge opfindelsen med fire omsætterelementer, fig. 5 i diagramform de sendesignaler 41 og 42, som ifølge opfindelsen tilføres elektrodesegmenterne 31-34 i den i fig. 3 viste omsættergruppe 21, fig. 6 skematisk og ved hjælp af et parallelt med et plan QS i fig. 1 liggende tværsnit en til svag fokusering af ultralydstrålebundtet i Q-retningen egnet form for en udstrålingsflade 37 i den i fig. 3 viste omsætteranordning, fig. 7 bagfra en udførelsesform for den i fig. 3 viste omsætteranordning 38, med hvilken udførelsesform den svage fokusering i Q-retningen, der fås med den i fig. 6 viste, konkave udstrålingsflade, opnås ved hjælp af en flad ulstrålingsflade, fig. 8a, 8b og 8c en fordelagtig udformning af omsættergrupper 71, 72 og 73, der udvælges cyklisk efter hinanden, fig. 9a bagfra en omsættergruppe 91 ifølge opfindelsen, som indeholder 7 elektrodesegmenter og anvendes i en anden udførelsesform for ultralyd-billedapparatet ifølge opfindelsen, fig. 9b i tværsnit formen af udstrålingsfladen i den i fig.

9a viste omsættergruppe 91, 4 146227 fig. 10 i diagraxnform de sendesignaler, som ifølge opfindelsen tilføres elektrodesegmenterne 92-98 i den i fig. 9a viste omsættergruppe, fig. 11a bagfra en omsættergruppe med syv elektrodesegmenter, som anvendes i en foretrukken udførelsesform for ultralyd-billed-apparatet ifølge opfindelsen, fig. 11b i tværsnit en foretrukken form af udstrålingsfladen i den i fig. 11a viste omsættergruppe, fig. 12 i diagramform de sendesignaler, som ifølge opfindelsen tilføres elektrodesegmenterne 112-118 i den i fig. 11a viste omsættergruppe, fig. 13 et skematisk blokdiagram til forklaring af en foretrukken udførelsesform for ultralyd-billedapparat ifølge opfindelsen, fig. 14 et blokdiagram til forklaring af en sendesignalgene-rator 133 i det i fig. 13 viste apparat, fig. 15. diagrammer over den af taktgiveren 131, se fig. 13, dannede taktimpulser 132 og over den pulserede sinusbølge 162, der afledes af taktimpulsen, fig. 16 et blokdiagram til forklaring af ekkosignalmodtage-ren 143 i det i fig. 13 viste apparat, fig. 17 princippet for en foretrukken udførelsesform for elementudvælge-drivkontakterne 138 i det i fig. 13 viste apparat, idet dette princip dog for overskuelighedens skyld forklares for en omsættergruppe med kun fire elementer, skønt der i det i fig. 13 viste apparat anvendes omsættergrupper, der hver har syv elementer, fig. 18 og 19 tjener til forklaring af dimensioneringen af en omsætttergruppe ifølge opfindelsen og dens elementer, fig. 20 viser skematisk det område, der kan afføles med en sektor-scan, fig. 21 skematisk det område, der kan afføles med en lineær stråleforskydning, fig. 22 skematisk det område, der kan afføles med en ikke vist, bueformet omsætterindretning, fig. 23 skematisk og i tværsnit et lydhoved med en bueformet omsætterindretning, fig. 24 og 25 tjener til forklaring af dannelsen af en cy 5 146227 lindrisk bølgefront med to varianter af opfindelsen, fig. 26 anvendelsen af en bueformet omsætterindretning til at tilvejebringe et "phased array", og fig. 27 og 28 tjener til forklaring af dimensioneringen af en bueformet omsætterindretning ifølge opfindelsen.

Som vist i fig. 1 består omsætterindretningen 11 i det fra USA-patentskift nr. 3.881.466 kendte ultralyd-billedapparat af en fast, aflang række omsætterelementer 12, der støder op til hinanden. Omsætterelementerne i denne kendte omsætterindretning påvirkes i på hinanden følgende grupper på A op til hinanden grænsende omsætterelementer, efter hinanden til impulser. Hver af de på hinanden følgende grupper af A-elementer er i længderetningen forskudt i en til B-elementer svarende udstrækning fra den umiddelbart foregående gruppes placering. Forskydningen af ultralyd-strålebundtet 13 sker i den med en pil L viste retning, således som dette ses af den række af stiplede rektangler 14, som angiver strålebundtet 13's øjeblikkelige tidsmæssige beliggenhed efter lige store tidsintervaller. Det skal her nævnes, at hver omsættergruppe i den kendte omsætterindretning 11 danner et ikke fokuseret ultralyd-strålebundt 13, da samtlige omsættergruppens A-elementer samtidig påvirkes til impulsafgivning. Den ikke fokuserede strålingskarakteristik 22 for det i fig. 1 viste ultralyd-strålebundt 13 er illustreret i fig. 2.

I fig. 1 defineres et ortogonalt koordinatsystem ved hjælp af tre pile Q, L og S. Pilen L ligger langs længdeaksen for omsætterindretningen 11's udstrålingsflade. Pilen S ligger parallelt med ultralydstrålebundtet 13's hovedakse. Pilen Q ligger vinkelret på det af pilene L og S definerede plan. Beliggenheden af de i figurerne viste tværsnit etc. vil blive defineret under henvisning til dette koordinatsystem.

Fig. 3 viser i et deltværsnit opbygningen af en foretrukken omsætteranodning 38 til udøvelse af fremgangsmåden ifølge opfindelsen. Omsætteranordningen består af en hel elektrode 36, som er jordet, og hvoraf en flade 37 anvendes som udstrålingsflade, et pi-ezoelektrisk lag 35 samt af elektrodesegmenter 31-34, som i fig.

4 vises bagfra.

Det fremgår af ovenstående redegørelse for omsætteranordningen, at omsætterelementerne ifølge opfindelsen kan have fælles dele såsom det piezoelektriske lag 38 eller den hele elektrode 36. Til om 6 146227 sætteranordningen 38's drift ifølge opfindelsen er det tilstrækkeligt, at den énsidigt har elektroesegmenter, hvortil der kan tilføres tidsmæssigt forskudte sendesignaler, og hvorfra der kan udtages ekkosignaler. Hvert elektrodesegment definerer altså et omsætterelement ifølge opfindelsen.

Den med den foreliggende opfindelse pånåede virkning, dvs. opnåelsen af en højere opløsning i tværretningen, opnås hovedsageligt ved en ny funktionsmåde for omsætterindretningen. Dette vil i det følgende blive nærmere forklaret under henvisning til fig. 2, 4 og 5.

Fig. 4 viser elektrodesegmenter 31-34 i en omsættergruppe 21 ifølge opfindelsen. Med henblik på dannelse af et ultralyd-strålebundt ifølge opfindelsen tilføres de i fig. 5 viste, indbyrdes tidsmæssigt forskudte sendesignaler 41 og 42 til elektrodesegmenterne 31-34, hvorved sendesignalerne for omsættergruppens ydre elektrodesegmenter 31 og 34 løber fasemæssigt forrest. Derigennem dannes et i fig. 2 vist, svagt fokuseret ultralyd-strålebundt 23.

I en foretrukken udførelsesform for opfindelsen forskydes ikke blot sendesignalerne, men også de med omsættergruppens enkelte omsætterelementer modtagne ekkosignaler tidsmæssigt i forhold til hinanden. Den i fig. 4 viste omsættergruppe 21 sender og modtager med fire elementer, hvorved sendesignalerne, respektive de tidsmæssigt forskudte ekkosignaler fra de ydre elementer løber 90° fasemæssigt foran. Dette fasemæssige foranløb defineres ifølge opfindelsen i relation til en periode (360°) af det højfrekvente bæresignal, f.eks. 2 MHz, som tilføres de på hinanden følgende omsættergruppers elektrodesegmenter i impulser med en følgefrekvens på f.eks. 2 KHz og med en egnet fasevinkel.

Den virkning, der opnås ved, at omsættergruppen 21 drives på denne måde ifølge opfindelsen, kan forbedres ved følgende yderligere forholdsregler: 1) Det har vist sig fordelagtigt at vælge følgende kombinationer af det fasemæssige foranløb for de ydre elementer i omsættergruppen: sendesignaler ekkosignaler enten ca. 90° ca. 45° eller ca. 45° ca. 90° 7 146227

Ved disse forskellige værdier af det fasemæssige foranløb for sende- og ekkosignalerne bliver strålingskarakteristikken 23, se fig. 2, ifølge opfindelsen over en vis dybde endnu smallere.

2) Det er fordelagtigt at foretage en afvejning af sende-, henholdsvis af ekkosignalerne. Som vist i fig. 5 påvirkes herved de indre elektrodesegmenter 32 og 33 med det sendesignal, som har den større amplitude aQ. På lignende måde bliver ved modtagelsen de af de indre elektrodesegmenter afgivne ekkosignaler mulitpliceret med en større afvejningsfaktor end de ekkosignaler, som afgives af de ydre elementer. Ved denne afvejning har et forhold på 2:1 vist sig at være gunstigt såvel for sendesignalerne som for ekkosignalerne.

3) Det er ligeledes fordelagtigt også at fokusere svagt i Q-retningen, se fig. 1, f.eks. idet der anvendes en omsætteranordning med en svagt krummet udstrålingsflade 37, se fig. 6.

Den svage fokusering i Q-retningen kan også opnås ad elektronisk vej. Dertil benyttes en omsætteranordning som den i fig.

7 viste, ved hvilken hvert af elektrodesegmenterne i Q-retningen er underopdelt i tre segmentdele a, b og c. Som det ses af fig. 7 benyttes kun de skraverede dele af elektrodesegmenterne til sending, henholdsvis til modtagning. Herved påvirkes de indre segmentdele 32b og 33b med sendesignalet 41 og de øvrige aktive segmentdele med sendesignalet 42. Denne løsning er i elektronisk henseende dyrere end en omsætterindretning med krum udstrålingsflade, men kræver kun en omsætteranordning med en flad udstrålingsflade, som er billigere.

Ved den kendte, i fig. 1 viste omsætterindretning 11 kan ultralyd-strålebundtet 13 efter hver sende-modtageperiode forskydes i en til bredden af et omsætterelement 12 svarende udstrækning. Linietallet i billedet og opløsningen ville dog kunne forhøjes, dersom ultralyd-strålebundtet hver gang blev forskudt i ringere grad, f.eks. en halv elementbredde. Dette kan naturligvis opnås ved halvering af elementbredden. Denne løsning fører imidlertid til det dobbelte antal elementer og tilsvarende større kompleksitet.

I en foretrukken udførelsesform for den foreliggende opfindelse, se fig. 8a, 8b og 8c, opnås en til en halv elementbredde svarende forskydning af ultralyd-strålebundtet ved, at efter hinanden udvalgte omsættergrupper skiftevis indeholder et lige og 8 146227 et ulige antal omsætterelementer, hvorved de på hinanden følgende omsættergrupper skiftevis dannes ved reduktion af elektrodesegmenternes antal i én retning og ved forhøjelse af elektrodesegmenternes antal i den modsatte retning. Amplituder og faser for sendesignalerne, henholdsvis de tidsmæssigt forskudte ekkosignaler, vælges således, at ultralyd-strålebundtets form uafhængigt af antallet af elementer i omsættergruppe så vidt muligt forbliver ens. Følgende kombinationer af amplituder og faser resulterer f.eks. ved skiftevis brug af fire og tre elementer i en stråleform, der er meget lidt forskellig:

Med fire elementer; element 31 32 33 34 sende J amplitude 0,5 1 1 0,5 (fase 90° 0° 0° 90° modtage °'5 1 1 °'5

Ifase 45° 0° 0° 45°

Med tre elementer: element 32 33 34 sende ^PUtude 1 1 1 ifase 45° 0° 45° modtage limPlituae 1 1 l ifase 22,5° 0° 22,5°

En anden udførelsesform for opfindelsen vil nu blive beskrevet, under henvisning til fig. 9a, 9b og 10. Fra schweizisk patent-skrift nr. 543.313 er det kendt, at der opnås en god bundtning af ultralydstrålen over en stor dybde, idet der udstråles en ultralydbølge med en kegleformet bølgefront. En sådan bølgefront udstråles f.eks. af en kegleformet ultralydomsætter. En kegleformet udstrålingsflade kan ifølge opfindelsen approximeres, idet man for sendesignalerne 101-104 i fig. 9a og for de tidsmæs-siget forskudte ekkosignaler 202-208, se fig. 16, tilvejebringer en lineær forøgelse af fasevinkelen j med omsætterelementerne 92-98's afstand fra omsættergruppens midte. Fig. 10 viser denne lineære forøgelse af fasevinkelen /. Med den i fig. 9b ved hjælp af et tværsnit viste formgivning af udstrålingsfladen 37 opnås 9 146227 en lineær tilvækst af fasevinkelen for den udstrålede ultralydbølge også i Q-retningen. Den stiplede linie 107 i fig. 9a viser stedet for den konstante fase på omsætterindretningens udstrålings -flade, hvorved man for at forenkle fremstillingen har supponeret en fase, der kontinuerligt forandrer sig i L-retriingén og ikke trinvis som i det foreliggende udførelseseksempel. Mens stedet for konstant fase ved en kegleformet bølgefront er en cirkel, er der her tale om retliniede afsnit 107.

En bedre tilnærmelse til en kegleformet bølgefront kan opnås ved hjælp af den udførelsesform for opfindelsen, som nu vil blive forklaret i tilknytning til fig. 11a, 11b og 12. Ved denne udførelsesform er sendesignalernes, respektive de tidsmæssigt forskudte ekkosignalers faseafhængighed af de tilsvarende omsætterelementers placering i omsættergruppens midte kvadratisk og ved randen lineær. En tilsvarende faseafhængighed i Q-retningen opnås med den formgivning for udstrålingsfladén 34, der er vist i fig. 11b ved hjælp af et tværsnit gennem omsætteranordningen. Hyperblen er en foretrukken kurve for linien 37 i fig. 11b. En sådan kurve forløber i det midterste område cirkulært, men ved randen lineært. Den med denne udførelsesform opnåede forbedring kan ses af, at det i fig. 11a viste sted for konstant fase 106 har afrundede hjørner.

Det skal bemærkes, at de udstrålende omsættergrupper i de i fig. 9a og 11a viste udførelseseksempler har en større flade end i udførelseseksemplet i fig. 4. Ved hjælp af denne større flade opnås en tilsvarende større åbning, som er nødvendig for at få en bedre opløsning.

Som ved de andre udførelseseksempler er det også ved de sidstnævnte udførelsesformer fordelagtigt, at den udstrålende omsættergruppes indre del sender med en større amplitude, eller at de der modtagne ekkosignaler ved modtagelsen multipliceres med en større afvejningskoefficient. Derved forbedres nær-feltet.

Dimensioneringen af omsættergrupperne 21 og omsætterele-menterne 31-34, se fig. 4, med henblik på tilvejebringelse af et svagt fokuseret ultralyd-strålebundt 23, se fig. 2, vil nu blive omtalt under henvisning til fig. 18 og 19. Kendetegnende for en god, svagt fokuserende omsættergruppe er det, at dens bredde w og dens længde 1 er 15 til 30 bølgelængder. Bølgefron- 146227 ίο tens krumningsradius R, se fig. 19, vælges omtrentligt lig med den halve dybde af det legeme, der skal undersøges, fortrinsvis noget mindre. For en omsættergruppe med fire omsætterelementer vælges de enkelte omsætterelementers bredde således, at faseforskellen mellem de af naboelementer udstrålede bølger ikke udgør væsentligt mere en 90°. Jo mere man overskrider disse værdier for krumningsradius og faseforskel, desto ringere bliver stråleformen og dermed også opløsningen i tværretningen. En svag fokusering i den forstand, der her er tale om, kan dog, i det mindste i princippet, opnås med en værdi af faseforskellen som ligger mellem 30 og 180°.

Omsætterelementernes dimensionering vil nu blive omtalt i ..forbindelse med et konkret eksempel, se fig. 18 og 19. Som vist i fig. 18 sender omsættergruppens to indre elementer med fasen 0° og de to ydre elementer med fasen 90°. Ud fra fig. 19 og kordesætningen får man dx2 = 2R · Δ ··(1), hvor d^ = den laterale forskydning, som fører til den ønskede faseforskydning på 90°, R = bølgefrontens krumningsradius, og Δ = den afstand, som svarer til en faseforskydning på 90°.

I det foreliggende tilfælde Δ = ^ (2) med X = bølge længden.

Vælger man nu R = 80 mm, tilnærmelsesvis den halve dybde af det undersøgte legeme, og Λ = 0,75 mm (denne bølgelængde svarer til en frekvens på 2 MHz), får man d^ = 5,48 mm. Vælger man elementbredden 4 mm, bliver afstanden fra midten af det ydre element til omsættergruppens midte ^ - 6 mm. Denne værdi af d2 svarer omtrentligt til den ovenfor beregnede afstand d^.

Fig. 13 viser blokdiagrammet for et ultralyd-billedapparat ifølge opfindelsen, som til at sende og at modtage benytter omsættergruppen med syv omsætterelementer hver, som det er vist i fig. 11a. I blokdiagrammet i fig. 13 betyder 38 den i fig. 3 viste omsætteranordning, 131 en taktgiver, 132 et af taktgiveren 131 afgivet taktsignal, 133 en sendesignalgenerator, 134 sendesignaler, som fra sendesignalgeneratoren 133 via ledninger 135 tilføres elementudvælgedrivkontakter 138, 136 en med taktgiveren 11 146227 131 forbundet elementtæller og decoder til styring af element-udvælge-drivkontakterne 138, 142 ekkosignaler, som afgives af en omsættergruppe, 143 en ekkosignalmodtager, 144 det kombinerede ekkosignal ved ekkosignalmodtagerens udgang, 145 en tidsfølsom forstærker, 146 en detektor, 147 en signalomformer, 148 udgangssignalet fra signalomformeren 147, 151 en X-afbøjningsgenerator, 154 et af denne generator afgivet afbøjningssignal, 152 en Y--trins-funktionsgenerator, 155 et af denne generator afgivet trinfunktionssignal og 156 en gengiveroscillograf med tre indgange X, Y og Z.

Taktgiveren 131 danner periodiske taktimpulser 132, som udløser afsendelse af et ultralydsignal og dannelsen af de fornødne synkronisationssignaler. I sendesignalgeneratoren 133 dannes fire elektriske sendeimpulser 121-124, se fig. 14. Tre af disse sendesignaler løber fasemæssigt foran svarende til en fase af bærersignalet på + 30°, + 100° og + 180° over for et signal 121, hvis fase betegnes med 0°. Disse sendesignaler gives på ledningerne 134. I blokken 138 (elementudvælge-drivkontakter) gives disse sendesignaler på syv forsyningsledninger, på hvilke sendesignalerne har faserne +180°, +100°, +30°, 0°, +30°, +100° og +180°. Elementtælleren og decoderen 136 indkobler over elementud-vælgedrivkontakterne 138 de ønskede syv elementer, såvel for sending som for modtagelse. Efter hver puls forskydes konfigurationen som vist i fig. 11a i en udstrækning svarende til ét element i L-retningen. Samtidig bliver på forsyningsledningerne sendesignalerne med de forskellige faser cyklisk ombyttet på en sådan måde, at hvert element modtager det tilsvarende sendesignal med den korrekte fase. Ekkosignalerne 142 kommer fra de syv indkoblede elementer frem til ekkosignalmodtageren 143. Der forsinkes signalerne forskelligt og multipliceres med forskellige afvejningsfaktorer, hvorefter de adderes. Ekkosignalmodtagerens udgangssignal 144 går gennem den tidsfølsomme forstærker 145, som kompenserer legemsvævets dæmpning. Derpå ensrettes det i detektoren 146 og kommer over signalomformeren 147 til Z-indgangen i en gen-givelsesoscillograf 156. Signalomformeren 147 komprimerer det af detektoren 146 afgivne signals dynamiske område.

En X-afbøjningsgenerator 151 tilvejebringer en spænding, som er proportional med den tid, der er forløbet siden udsendel 12 146227 sen af den sidste puls. En Y-trinsfunktionsgenerator 152 tilvejebringer en spænding, som er proportional med beliggenheden af den indkoblede omsættergruppes midterakse.

Sendesignalgeneratoren 133's opbygning og virkemåde vil nu blive forklaret under henvisning til fig. 14 og 15. Taktimpulsen 132 udløser en pulseret højfrekvensgenerator 161, hvis udgangssignal 162 (pulseret bæresignal) forsinkes på en sådan måde i den tilsluttede forsinkelsesledning 163, at man får fire signaler med faserne 0°, 30°, 100° og 180°. I afvejningsenheder 164-167 multipliceres disse signaler med de tilsvarende afvejningsfaktorer .

Fig. 16 viser ekkosignalmodtageren 143 i enkeltheder. Ekko-signalerne 142 multipliceres i afvejningsenheder 171-177 med de tilsvarende afvejningsfaktorer. Derpå forsinkes de som vist med fasedrejeelementer 181-185 og adderes derefter i en adderer 186.

Princippet for en foretrukken udførelsesform for elementud-vælgedrivkontakterne 138 i det i fig. 13 viste apparat vil først blive forklaret ved hjælp af fig. 17. For overskuelighedens skyld forklares dette princip hermed for en omsættergruppe med kun fire elementer, skønt det i fig. 13 viste apparat anvender omsættergrupper med syv elementer i hver. Det i denne figur viste diagram gør det muligt at udstyre og at forskyde en firergruppe af omsætterelementer. Herved bliver i hvert enkelt tilfælde de to indre elementer i gruppen, f.eks. 32 og 33 i gruppen I, udstyret med sendesignalet 41, se fig. 5, og de to ydre elementer, f.eks.

31 og 34 i gruppen I, med sendesignalet 42, se fig. 5. I fig.

17 illustreres omsætterelementerne ved hjælp af deres tilsvarende elektrodesegmenter 31, 32 etc. Omsætterelementerne er over en kontaktrække 191 cyklisk tilsluttet til fire forsyningsledninger 192--195. Disse fire forsyningsledninger er over en kontaktanordning 196 tilsluttet til to forsyningslinier 197 og 198, hvortil sendesignalerne 41 og 42 tilføres med de i fig. 5 viste amplituder og faser. I fig. 17 vises kontaktstillinger for to på hinanden følgende omsættergrupper I, optrukne linier, og II, stiplede linier. Afbryderanordningen 191's styring kræver igen forklaring. Til styring af en ny gruppe II indtager i afbryderanordningen 196 hver afbryder, f.eks. 213, den stilling, den øvre afbryder, f.eks. 212, havde til styring af den foregående gruppe I. Den øverste afbryder 211 overtager herved den forrige stilling, den nederste 13 146227 afbryder 214 indtog. Man kan benytte samme afbrydere til sending og modtagning, dersom afbryderanordningernes elektroniske udførelse er egnet dertil. Hvis man vil anvende forskellige elektroniske afbrydere til sending og modtagning, kan de i fig. 17 viste forbindelser udføres dobbelt med separate forsyningslinier for sending og modtagning.

Ved hjælp af de ovenfor under henvisning til fig. 1-8, 18 og 19 beskrevne udførelsesformer for opfindelsen er det blevet muligt med en ringe materiel indsats at opnå en tilstrækkelig opløsning i tværretningen i hele undersøgelsesdybden, dvs. også i nærfeltet.

Apparatet ifølge opfindelsen indebærer desuden en økonomisk løsning, da det kræver en relativt ringe indsats.

Ved sende- og ekkosignalernes vægtning ifølge opfindelsen opnås en væsentlig reduktion af sidemaksima i strålingskarakteristikken for det med en omsættergruppe ifølge opfindelsen dannede ultralyd-strålebundt.

Med de ovenfor i forbindelse med fig. 9a-17 beskrevne udførelsesformer for opfindelsen er det blevet muligt med en ringe ekstraindsats at opnå en højere tværopløsning over en stor del af undersøgelsesdybden, sammenlignet med de i forbindelse med fig. 1-8, 18 og 19 beskrevne udførelsesformer.

Herved dannes et ultralydstrålebundt, som har tilnærmelsesvis kegleformet bølgefront. Derigennem opnås en stærk bundtning af ultralyd-strålebundtet over en stor del af undersøgelsesdybden.

Yderligere fordele og egenskaber ved opfindelsen fremgår af ovenstående beskrivelse af foretrukne udførelsesformer.

I det følgende beskrives varianter af opfindelsen, som muliggør en drejning af strålen og dermed en sektor-scan.

I kardiologien synes f.eks. ultralyd-afbildningen med drejning af strålen, se fig. 20, at give bedre resultater end med lineær stråleforskydning, se fig. 21. Grunden dertil er det lille akustiske vindue, gennem hvilket afbildningen må foretages. Det begrænses af brystben og lunge og måler omtrentligt 2 x 7 cm. Desuden vanskeliggør ribbenene afbildningen af hjertet. En sektor--scanner kræver kun en åbning på få kvadratcentrimeter og er derfor optimalt velegnet. En lineær scanner har derimod en længde, som 14 146227 oftest overstiger 10 om, og udnyttes kun dårligt.

Hidtil kendte scannere arbejder enten efter "phased array"--princippet, jf. J. Kisslo, OT. v. Ramm, F. L. Thurstone: "A phased array ultrasound system for cardiac imaging", Proceedings of the Second European Congress on Ultrasonics in Medicine, Munich, 12-16 May 1975, pp. 67-74, edited by E. Kazner M. de Vilieger, H. R. Muller, V. R. McCready, Excerpta Medica Amsterdam - Oxford 1975, eller som mekaniske kontakt- scannere, jf. A. Shaw. J. S. Paton, N. L. Gregory, D. J. Wheatley: "A real time 2-dimensional ultrasonic scanner for clinical use", Ultrasonic, Janyary 1976, pp.

35-40. I det følgende beskrives en bue-scanner, der arbejder efter samme princip som en lineær scanner og har en sektor-scanneres affølingsområde.

Kernen i bue-scanneren består af et lineært "array", hvis segmenter ikke er anbragt på en ret linie, men på en cirkelbue.

Det område, der kan afføles dermed, er vist i fig. 22. Omsætteren må man, som det allerede var tilfældet i fig. 20 og 21,. tænke sig foroven i billedet. Hvis man nu anvender den øverste halvdel af området som forudløb og kun benytter den nederste halvdel til afbildningen, får man et system med stråledrejning som vist i fig.

20. Det komplette lydhoved i en elektronisk bue-scanner er vist i fig. 23. I den øvre del af et hus 301 ligger en bueformet, pie-zokeramisk omsætter 302, på hvis overside de enkelte elektroder 303 er antydet. Den i retning opefter udstrålede ultralyd til-intetgøres i absorberen 304. Den nedre del af huset er beklædt med lydabsorberende materiale 305 og fyldt med et medium 306, som overfører ultralyd. I retning nedad er lydhovedet lukket med en membran 307. Denne befinder sig i centrum af den cirkelbuen, som omsætteren danner, dvs. på det smalleste sted af det område, der kan afføles, se fig. 22. For at eliminere flerdobbelte reflektioner mellem membran og omsætter fra afbildningen bør løbetiden mellem membran og omsætter være nøjagtigt lige så stor som mellem membranen og det fjerneste objekt, der netop skal indgå i afbildningen. Med vand som forudløb betyder dette, at omsættereirklens radius præcist skal svare til den maksimale indtrængingsdybde, da det menneskelige legeme og vand omtrentligt har samme lydhastighed, nemlig ca. 1500 m/sec.

Stråleformen kan optimeres på samme måde som ved den ovenfor beskrevne lineære afføling. Aktiverer man alle segmenter i en omsættergruppe, der er indkoblet samtidig med samme fase, fokuseres 15 14S227 lydstrålen i buens centrum, altså ved membranen. Med tiltagende indtrængningsdybde bliver den stadig bredere, og dermed bliver systemets laterale opløsning stadig ringere. En betydelig forbedring opnår man, idet man ikke lægger brændpunktet i buens centrum, men i et punkt, der befinder sig i en afstand fra membranen 307, der svarer til ca. 2/3 af den maksimale afbildningsdybde. Dette opnår man ved en tilsvarende fasetildeling,af de enkelte omsætterelementer ved sending og modtagning. Fasetildelingen har her det modsatte fortegn af det, der var tale om ved den ovenfor beskrevne lineære scanner. Grunden hertil er for senderens vedkommende tydeliggjort i fig. 24 og 25: Ved den lineære scanner, se fig. 24 dannes der af en oprindeligt lige bølgefront, som er vist med optrukne linier, en cylindrisk, der er vist med stiplede linier.

Jo længere man fjerner sig fra stråleaksen, desto stærkere må signalet løbe fasemæssigt foran. Ved bue-scanneren derimod, se fig. 25, dannes der af en stærkt krummet bølgefront, som er vist med optrukne linier, en svagt krummet, der er vist med stiplede linier. Signalet må altså med tiltagende akseafstand løbe stadig mere bagefter. For modtagningens vedkommende gælder ganske tilsvarende betragtninger. Hvorvidt en apodisation, dvs. en afsvækkelse af de ydre elementers amplituder ved sending og modtagning, yderligere forbedrer stråleformen, afhænger af omsættergruppens specielle dimensionering. Fremfor alt spiller antallet af de forskellige faser, som benyttes til fokuseringen, en afgørende rolle.

Hidtil har der kun været tale om stråleformningen i affø-lingsretningen. Det er imidlertid fordelagtigt også at forkusere svagt i retning vinkelret derpå. Brændpunktet vælger man hensigtsmæssigt på samme sted som i den første retning, nemlig ved 2/3 af den maksimale afbildningsdybde. Fokuseringen opnår man enten ved en tilsvarende krummet form af omsætteren eller ved hjælp af en foran omsætteren bygget akustisk linse. Eventuelt kunne bundtningen naturligvis også i denne retning opnås elektronisk som ved den ovenfor beskrevne lineære scanner, hvis man affinder sig med, at systemet bliver mere kompliceret. Ud fra numeriske beregninger lader det ikke til, at man ved desuden at apodisere opnår nogen yderligere forbedring af stråleformen. Renoncerer man imidlertid på en fokusering i den anden retning, hvad der er ensbetydende med en væsentlig forenkling af konstruktionen, er en apodisation fordel 16 146227 agtig. Man opnår den eksempelvis ved hjælp af segmenter, som i retning udad bliver stadig smallere, se fig. 28.

I elektronisk henseende frembyder bue-scanneren alle de fordele, som også er knyttet til den lineære scanner. Ulempen ved den er det fornødne vand-forudløb, der gør lydhovedet tungt og uhåndterligt, og som i sammenligning med en scanner uden forudløb resulterer i en halvering af den maksimale billedfrekvens. Forudløbet og dermed lydhovedet lader sig formindske, hvis man i stedet for vand anvender en substans, der har en lavere lydhastighed. En hel del organiske væsker og også mange silikonkauts-jukker har lydhastigheder omkring 1000 m/sec. Det betyder en forkortelse af forudløbet med 1/3 og reduktion af lydhovedets volumen med mindst halvdelen. Man må ganske vist i så fald affinde sig med en forstærket refleksion og en bøjning af lydstrålen i grænsefladen mellem forudløb og legemsvæv.

En yderligere, ganske betydelig formindskelse af lydhovedet kan opnås, hvis man ikke benytter bue-scanneren som lydhoved, men som signalprocesssor for et "phased array". Fig. 26 illustrerer denne anvendelsesmulighed. En omsættergruppe 401, som består af flere segmenter af en bueformet omsætter 402, udsender en ultralydstråle 403, som i buens centrum rammer et "phased array" 404, hvis segmenter er anbragt parallelt med den bueformede omsætter 404's. Dermed bliver lydfeltet segmentvis fasefølsomt detekte-ret og overført til et andet "phased array" 405, som danner det egentlige lydhoved og rekonstruerer lydfeltet på stedet for det første "phased array" og udstråler en tilsvarende ultralydstråle 406. Dette arrangement kan, som det let vil indses, også anvendes i den modsatte retning. Det egner sig altså til sending og modtagning. Det er formålstjenligt mellem de to "phased arrays" pr. segment i hvert enkelt tilfælde at indbygge en sende- og en modtagemellemforstærker. I fig. 26 er disse forstærkere udeladt af hensyn til overskueligheden.

På dette sted må det endnu nævnes, at det fra det andet • "phased array" 405 udstrålede lydfelt ikke behøver at være identisk med det af det første "phased array" 404 detekterede. Hvert segments signaler kan ved hjælp af de ovenomtalte mellemforstærkere ændres i fase- og amplitudemæssig henseende. Dermed har man en yderligere mulighed for at forbedre lydstrålens bundtning og der^ med.systemets opløsning i sideretningen.

17 146227

Fordelen ved dette arrangement i sammenligning med et traditionelt "phased array"-system ligger i, at lydstrålens vinkelafbøjning opnås med enkle midler. Strengt taget gælder dette hovedsagelig for driften som modtager. Ved sending lader vinkelafbøjningen sig relativt simpelt realisere digitalt, men for modtagelsen har det hidtil været nødvendigt at præstere en betydelig indsats i form af forsineklsesledninger og kontakter. Der frembyder sig derfor en hybrid løsning, ved hvilken det "phased array" drives direkte ved sendingen, og bue-scanneren kun anvendes som modtagelsessignalprocessor.

Afslutningsvis vil endnu et simpelt eksempel på en buescanner til kardiologiske anvendelser blive beskrevet, se fig. 27 og 28.

Om systemet gives følgende oplysninger:

Frekvens 2 MHz maksimal indtrængningsdybde 15 cm aftastningsvinkel 50-60° segmentantal 64 faser, som skal benyttes 0°, 90° forudløb vand fokusering kun i én retning.

Under disse grænsebetingelser gennemføres der ved hjælp af computerberegnede lydfelter en optimeringsproces, som leverer den efterfølgende dimensionering.

Som vist i fig. 27 danner omsætterindretningen 302 et cylinderafsnit. Dets radius R er 15 cm, dets bredde B = 2 cm og dets buelængde 17,6 cm svarende til en vinkel på Θ = 67,2°. Omsætteren er opdelt i 64 segmenter med en bredde S = 2,75 mm. Man benytter til sending og modtagning i hvert enkelt tilfælde 12 elementer samtidig. En sådan gruppe er vist i fig. 28. Randene af de enkelte elementer 411 dannes af cirkelbuer. Denne formgivning fører til den ønskede apodisation og forbedring af stråleformen. Ved sending og modtagning lader man de ydre seks elementers signaler løbe 90° efter de indre seks elementers. Dette svarer til en fokusering i et punkt, som ligger i en afstand åf ca. 25 cm fra omsætteren. Samtidig afvejes ved sending og modtagning de ydre seks elementers amplituder med en faktor 0,5 og de indre seks elementers med en faktor 1.

Med denne omsætter opnår man i affølingsplanet i hele det område, der kanvanvendes, en opløsning på mindst 4 mm. I retningen vinkelret derpå er opløsningen på grund af den manglende fokusering 18 146227 1,5 gange ringere. Som allerede omtalt ovenfor kan der også i denne retning opnås en bedre opløsning ved hjælp af en supplerende fokusering.

Claims (17)

19 146227 Patentkrav.

1. Fremgangsmåde til fremstilling af tværsnitsbilleder med et ultralyd-billedapparat, der arbejder efter impulsekkoprincippet, og som indeholder et omsætter-batteri, der består af en fast, aflang række omsætterelementer, som støder op til hinanden, ved hvilken fremgangsmåde efter hinanden cyklisk udvalgte grupper af til hinanden grænsende omsætterelementer i omsætterbatteriet tjener til at frembringe et ultralyd-strålebundt som reaktion på impulsformede elektriske sendesignaler, som tilføres omsætterelementerne, at overføre ultralyd-strålebundtet i det væsentlige i et afsøgningsplan i et heterogent legeme, at optage ekkoer, som reflekteres af en diskontinuitet i legemet, og at frembringe et elektrisk ekkosignal som reaktion på de modtagne ekkoer, og ved hvilken fremgangsmåde de sendesignaler (41,42), som tilføres omsætterelementerne eller elementundergrupperne og/eller de af omsætterelementerne eller elementundergrupperne afgivne ekko-signaler (142) med henblik på fokusering forskydes tidsmæssigt således i forhold til hinanden, at sendesignalet (42) for det ekkosignal eller det tidsmæssigt forskudte ekkosignal, som hidrører fra det element eller den ele-mentundergruppe,som ligger længst fra omsættergruppens midte, løber fasemæssigt forrest, kendetegnet ved, a) at ved en lille tidsmæssig forskydning af sende- og/eller ekkosignalerne i forhold til hinanden udføres der kun en svag fokusering af det af omsættergruppen (21) frembragte ultralyd-strålebundt (23) henholdsvis den tilsvarende modtagekarakteristik i afsøgningsplanet og gennem hele undersøgelsesdybden, og b) at der med henblik på optimering af formen af det udsendte strålebundt henholdsvis modtagekarakteristikken foretages en afvejning af amplituden af et omsætterelements eller en elementundergruppes sende- eller ekkosig-naler med en afvejningsfaktor, der er en funktion af omsætterelementets eller elementundergruppens afstand fra omsættergruppens midte. 20 146227

2. Fremgangsmåde ifølge krav 1, kendetegnet ved den ændring a) at det af omsættergruppen (91) frembragte ultralyd-strålebundt henholdsvis den tilsvarende modtagekarakteristik fokuseres asfærisk i afsøgningsplanet ved den tidsmæssige forskydning af sende- og/eller ekkosignalerne i forhold til hinanden, b) at ultralyd-strålebundtet henholdsvis modtagekarakteristikken også fokuseres asfærisk i planer, der ligger vinkelret på afsøgningsplanet, idet c) der med henblik på optimering af formen af det udsendte strålebundt henholdsvis modtagekarakteristikken foretages én afvejning af amplituden af et omsætterelements eller en elementundergruppes sende- eller ekkosig-naler med en afvejningsfaktor, der er en funktion af omsætterelementets eller elementundergruppens afstand fra omsættergruppens midte.

3. Ultralyd-billedapparat til udøvelse af fremgangsmåden ifølge krav 1, hvilket apparat indeholder a) en taktgiver til frembringelse af et impulsformet elektrisk taktsignal, b) et omsætterbatteri, som består af en fast, aflang række omsætterelementer, der støder op til hinanden, hvilken omsætteranordning tjener til at frembringe et ultralyd-strålebundt som reaktion på impulsformede, af det elektriske taktsignal afledede sendesignaler, at overføre ultralyd-strålebundtet i hovedsagen i et afsøgningsplan i et heterogent legeme, at optage ekkoer, som reflekteres af en diskontinuitet i legemet, og at frembringe et elektrisk ekkosignal som reaktion på de modtagne ekkoer, c) en med taktgiveren, med omsætterbatteriet og med en indikatoranordning forbundet elementtæller-udvælgeanord-ning, som tjener til efter hinanden cyklisk at udvælge grupper af til hinanden grænsende omsætterelementer i omsætterbatteriet, med henblik på frembringelsen af ul 21 146227 tralyd-strålebundtet at tilføre omsætterelementerne i den i hvert enkelt tilfælde udvalgte gruppe sendesignaler og at overføre de med denne gruppe frembragte ekkosignaler til indikatoranordningen, som tjener til at omdanne ekkosignalerne til et synligt billede, der gengiver det heterogene legemes tværsnitsstruktur, d) en mellem taktgiveren (131) og elementtæller-udvælgean-ordningen (136,138) indkoblet sendesignalgenerator (133), som med henblik på fokusering tjener til af det af taktgiveren afgivne taktsignal (132) at aflede tidsmæssigt indbyrdes forskudte sendesignaler (121-124) for omsætterelementerne eller elementundergrupperne i den i hvert enkelt tilfælde udvalgte omsættergruppe (111), og e) en med henblik på fokusering mellem elementtæller-ud-valgsanordningen og indikatoranordningen (156) indkoblet ekkosignalmodtager (143), som tjener til at forskyde de af omsætterelementerne eller elementundergrupperne i omsættergruppen afgivne ekkosignaler (142) tidsmæssigt i forhold til hinanden, idet f) sendesignalernes eller de tidsmæssigt forskudte ekko-signalers fasevinkel (5^ er bestemt af en funktion af det tilsvarende omsætterelements afstand fra omsættergruppens midte på en sådan måde, at sendesignalet (123) eller det tidsmæssigt forskudte ekkosignal (207) fra det omsætterelement eller fra den elementundergruppe, som ligger i størst afstand fra omsættergruppens midte, løber fasemæssigt forrest, kendetegnet ved, g) en sådan indretning, at med sendesignalgeneratoren (133) og ekkosignalmodtageren (143) forskydes sende- henholdsvis ekkeosignalerne tidsmæssigt kun så meget, at det udsendte strålebundt (23) henholdsvis den tilsvarende modtagekarakteristik fokuseres svagt i afsøgningsplanet og i den fulde undersøgelsesdybde, og h) at sendesignalgeneratoren og/eller ekkosignalmodtageren indeholder organer til vægtning af et omsætterelements 22 146227 eller en elementundergruppes sende- henholdsvis ekko-signaler med en vægtningsfaktor, der er en funktion af omsætterelementets eller elementundergruppens afstand fra omsættergruppens midte, med henblik på optimering af det udsendte strålebundt henholdsvis modtagekarakteristikken .

4. Apparat ifølge krav 3, kendetegnet ved den ændring, g) at med sendesignalgeneratoren (133) og ekkosignalmod-tageren (143) forskydes sende- henholdsvis ekkosignalerne således, at det udsendte strålebundt henholdsvis den tilsvarende modtagekarakteristik fokuseres asfærisk i afsøgningsplanet, h) at tværsnittet af omsætterbatteriets udstrålingsflade (37) i ethvert på afsøgningsplanet vinkelret og med ultralyd-strålebundtet parallelt plan udviser en krumning, hvorved udstrålingsfladen også i disse planer frembringer en asfærisk fokusering af ultralyd-strålebundtet og den tilsvarende modtagekarakteristik, idet i) sendesignalgeneratoren og/eller ekkosignalmodtageren indeholder organer til vægtning af et omsætterelements eller en elementundergruppes sende- henholdsvis ekkosigna-ler med en vægtningsfaktor, der er en funktion af omsætterelementets eller elementundergruppens afstand fra omsættergruppens midte, med henblik på optimering af det udsendte strålebundt henholdsvis modtagekarakteristikken.

5. Apparat ifølge krav 4, kendeteg net ved, at sendesignalernes (101-104) henholdsvis de tidsmæssigt forskudte ekkosignalers fasevinkel {ff) tiltager trinvis og lineært med det pågældende omsætterelements (92-98) eller elementundergruppens afstand fra omsættergruppens midte.

6. Apparat ifølge krav 4, kendetegnet ved, at sendesignalernes (121-124) eller de tidsmæssigt forskudte ekkosignalers (202-208) fasevinkel ¢/) tiltager trinvis og tilnærmelsesvis efter en hyperbelfunktion med det 23 146227 tilsvarende omsætterelements (112-118) eller elementundergruppens afstand fra omsættergruppens midte.

7. Apparat ifølge krav 4, kendetegnet ved, at sendesignalernes (121-124) eller de tidsmæssigt forskudte ekkosignalers (202-208) fasevinkel tiltager trinvis med det tilsvarende omsætterelements (112-118) eller elementundergruppens afstand fra omsættergruppens midte, idet tilvæksten hen imod omsættergruppens midte er kvadratisk og ved randzonerne lineær.

8. Apparat ifølge krav 3 eller 4, kendetegnet ved, at sendesignalgéneratoren (133) er indrettet til at afgive sendesignaler (121-124) med forskellig amplitude, og at sendesignalerne med den største amplitude tilføres de indre omsætterelementer eller elementundergrupper i den i hvert enkelt tilfælde udvalgte gruppe (111) .

9. Apparat ifølge krav 3 eller 4, kendetegnet ved, at ekkosignalmodtageren (143) indeholder et vægtnihgskredsløb, som tjener til at give de af omsætterelementerne (112-118) eller elementundergrupperne afgivne ekkosignaler forskellige vægtningsfaktorer, hvorhos der gives ekkosignalerne fra de indre omsætterelementer de største vægtningsfaktorer.

10. Apparat ifølge krav 3 eller 4, kendetegnet ved, at de med elementtæller-udvalgsanordningen (136--138) efter hinanden udvalgte omsættergrupper (71,72,73) skiftevis indeholder et lige og et ulige antal omsætterelementer, hvorved de på hinanden følgende grupper skiftevis dannes ved reduktion af antallet af omsætterelementer i én retning og ved forøgelse af antallet af omsætterelementer i den modsatte retning.

11. Apparat ifølge krav 3, kendetegnet ved, at længden og bredden af den i hvert enkelt tilfælde udvalgte omsættergruppe (21) omtrentligt ligger i området mellem 15 og 30 bølgelængder.

12. Apparat ifølge krav 3, kendetegnet ved, at tværsnittet af omsætterbatteriets udstrålingsfla- 146227 24 de (37) i ethvert på afsøgningsplanet vinkelret og med ultralyd-strålebundtet parallelt plan udviser en krumning, hvorved udstrålingsfladen også i disse planer frembringer en svag fokusering af ultralyd-strålebundtet og den tilsvarende modtagekarakteristik.

13. Apparat ifølge krav 4, kendetegnet ved, at udstrålingsfladen (37) i et tværsnit, som ligger i et plan (Q,S) vinkelret på omsætterbatteriets udstrålingsflades længdeakse (L), fremtræder som en tilnærmelsesvis V-formet linie.

14. Apparat ifølge krav 13, kendetegnet ved, at den V-formede linie består af to retliniede segmenter (108 og 109).

15. Apparat ifølge krav 15, kendetegnet ved, at den V-formede linie (127,128) tilnærmelsesvis har form som en hyperbel.

16. Apparat ifølge krav 4 eller 12, kendetegnet ved den ændring, at i stedet for en krumning af udstrålingsfladen anvendes der flade omsætterelementer (31-34), der langs deres længdeakse er segmenteret i en øvre, en midterste og en nedre del (a,b,c), at der med den udstrålende omsættergruppes (31-34) yderste omsætterelementers (31,34) øvre og nedre del (a,c) hverken sendes eller modtages, og at sendesignalerne (42) for de indre omsætterelementers (32,33) øvre og nedre del (a,c) i sammenligning med sendesignalerne (41) for de samme omsætterelementers midterste dele er faseforskudt og/el-ler har en mindre amplitude.

17. Apparat ifølge krav 5, kendetegnet ved, at den tidsmæssige forskydning mellem sendesignaler for nabo-omsætterelementer eller -elementundergrupper og/-eller den tidsmæssige forskydning mellem de tidsmæssigt indbyrdes forskudte ekkosignaler fra nabo-omsætterelementer eller -elementundergrupper, som ligger i forskellige afstande fra omsættergruppens midte, svarer til en faseforskydning af en i hvert sende- eller ekkosignal inde-