DK152154B - Ultralyd-skanderingsapparat - Google Patents

Ultralyd-skanderingsapparat Download PDF

Info

Publication number
DK152154B
DK152154B DK180779AA DK180779A DK152154B DK 152154 B DK152154 B DK 152154B DK 180779A A DK180779A A DK 180779AA DK 180779 A DK180779 A DK 180779A DK 152154 B DK152154 B DK 152154B
Authority
DK
Denmark
Prior art keywords
ultrasonic
signals
transducer
output signals
scanning
Prior art date
Application number
DK180779AA
Other languages
English (en)
Other versions
DK180779A (da
Inventor
Robert S Ledley
Original Assignee
Univ Georgetown
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Univ Georgetown filed Critical Univ Georgetown
Publication of DK180779A publication Critical patent/DK180779A/da
Publication of DK152154B publication Critical patent/DK152154B/da

Links

Classifications

    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01SRADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S15/00Systems using the reflection or reradiation of acoustic waves, e.g. sonar systems
    • G01S15/88Sonar systems specially adapted for specific applications
    • G01S15/89Sonar systems specially adapted for specific applications for mapping or imaging
    • G01S15/8906Short-range imaging systems; Acoustic microscope systems using pulse-echo techniques
    • G01S15/8993Three dimensional imaging systems
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61BDIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B8/00Diagnosis using ultrasonic, sonic or infrasonic waves
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61BDIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B8/00Diagnosis using ultrasonic, sonic or infrasonic waves
    • A61B8/42Details of probe positioning or probe attachment to the patient
    • A61B8/4209Details of probe positioning or probe attachment to the patient by using holders, e.g. positioning frames
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61BDIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B8/00Diagnosis using ultrasonic, sonic or infrasonic waves
    • A61B8/48Diagnostic techniques
    • A61B8/483Diagnostic techniques involving the acquisition of a 3D volume of data
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N29/00Investigating or analysing materials by the use of ultrasonic, sonic or infrasonic waves; Visualisation of the interior of objects by transmitting ultrasonic or sonic waves through the object
    • G01N29/04Analysing solids
    • G01N29/06Visualisation of the interior, e.g. acoustic microscopy
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N29/00Investigating or analysing materials by the use of ultrasonic, sonic or infrasonic waves; Visualisation of the interior of objects by transmitting ultrasonic or sonic waves through the object
    • G01N29/04Analysing solids
    • G01N29/06Visualisation of the interior, e.g. acoustic microscopy
    • G01N29/0609Display arrangements, e.g. colour displays
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N29/00Investigating or analysing materials by the use of ultrasonic, sonic or infrasonic waves; Visualisation of the interior of objects by transmitting ultrasonic or sonic waves through the object
    • G01N29/22Details, e.g. general constructional or apparatus details
    • G01N29/26Arrangements for orientation or scanning by relative movement of the head and the sensor
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10STECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10S128/00Surgery
    • Y10S128/916Ultrasound 3-D imaging

Landscapes

  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Pathology (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Acoustics & Sound (AREA)
  • Medical Informatics (AREA)
  • Immunology (AREA)
  • Surgery (AREA)
  • Biophysics (AREA)
  • Nuclear Medicine, Radiotherapy & Molecular Imaging (AREA)
  • Radiology & Medical Imaging (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Biomedical Technology (AREA)
  • Animal Behavior & Ethology (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • Molecular Biology (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Heart & Thoracic Surgery (AREA)
  • Public Health (AREA)
  • Veterinary Medicine (AREA)
  • Radar, Positioning & Navigation (AREA)
  • Remote Sensing (AREA)
  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
  • Ultra Sonic Daignosis Equipment (AREA)
  • Measurement Of Velocity Or Position Using Acoustic Or Ultrasonic Waves (AREA)
  • Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Ultrasonic Waves (AREA)
  • Length Measuring Devices Characterised By Use Of Acoustic Means (AREA)

Description

DK 152154 B
Opfindelsen angår et ultralyd-skanderingsapparat til skandering af legemer ved hjælp af ultralydbølger, der frembringer en todimensional gengivelse af flervær-designaler, der repræsenterer ultralydreflekterende 5 skilleflader i legemet, indeholdende a) en ultralydtransor til at sende ultralydsignaler ind i legemet ad en forudbestemt ultralydvej og til frembringelse af elektriske udgangssignaler, der er repræsentative for ultralydsignaler, der er re- 10 flekteret tilbage til transoren fra skilleflader beliggende langs strålevejen, og b) en skanderingsindretning til at skandere ultralydvejen over et forudbestemt volumen i legemet.
Et sådant apparat kendes f.eks. fra DE fremlæggel-15 sesskrift nr. 1 566 128. I dette tilfælde består lydgiveren af et antal separate ultralydkilder, der er anbragt i et plan langs en lige eller krum linie, og bestemt til at frembringe successive kortvarige ultralydbølger i snævre bundter, der er rettet mod det legems-20 organ, der skal undersøges. I et vinkelret på lydgivernes plan liggende plan, er der anbragt et antal modtagere langs en linie, der skærer lydgivernes linie. I dette tilfælde bestemmes stillingen af den aktuelle ultralydvej altså alene af, at flere faststående sendere og mod-25 tagere betjenes successivt. Det nødvendige tekniske opbud er dermed forholdsvis stort og billedgengivelsen er vanskeligt læselig og uklar som følge af krydsningen med refleksionen fra skilleflader uden interesse samt u-tilfredsstillende med hensyn til det tredimensionale 30 indhold i resultatet. Det samme gælder for det fra DE offentliggørelsesskrift nr. 2 743 480 kendte ultralydekko skopapparat, hvori der desuden findes en dybdemær kegenerator .
Med den foreliggende opfindelse tilsigtes tilveje-35 bragt et apparat af den indledningsvis angivne art, hvor der med enkle tekniske midler kan frembringes let aflæselige afbildninger af legemsskilleflader af vilkår-
DK 152154 B
2 lig form.
Til opnåelse heraf er ultralyd-skanderingsappara-tet ifølge opfindelsen ejendommeligt ved c) positionsmidler til frembringelse af positionssig- 5 naler, der angiver den øjeblikkelige stilling af ultralydvej en, d) portstyremidler, der i afhængighed af positionssignalerne kun tillader passage af de af transorens elektriske udgangssignaler, der repræsenterer 10 refleksionen fra skilleflader, der ligger i et forudbestemt afstandsområde fra transoren, hvilket afstandsområde er en funktion af ultralydvejens stilling, således at de portstyrede udgangssignaler er repræsentative for ultralydrefleksioner 15 fra skilleflader inden for et forudbestemt volumen med en forudbestemt kontur, og e) gengivelsesmidler, der i afhængighed af de portstyrede udgangssignaler og positionssignalerne frembringer en todimensional gengivelse af de tre- 20 dimensionale skilleflader i det konturerede om råde.
I henhold til opfindelsen sker der altså en skandering af et volumen i det undersøgte legeme i to dimensioner,og den tredimensionale kontur af en skilleflade 25 eller en anden flade i legemet fremvises i en todimensional gengivelse. I overensstemmelse med en forudbestemt og/eller variabel funktion af den øjeblikkelige skanderingsposition sker der en fastlæggelse af et af-standsområde, dvs. selektiv viderekobling af udgangs-30 signalet, til udvælgelse af netop det volumenområde, der skal fremvises af gengivelsesmidlerne,og fastlæggelse af områdets kontur. En sådan selektiv fastlæggelse af konturen udelukker forvirrende krydsninger med refleksioner fra skilleflader uden interesse. Antages det f.eks.
35 at Z-aksen i et retvinklet koordinatsystem er rettet ind i legemet,og at skanderingen skal udføres i XY-pla-net, lader portstyremidlerne selektivt refleksioner passerer fra de skilleflader, der ligger inden for et 3
DK 152154 B
Z-koordinatområde således som dette er fastlagt som funktion af X- og Y-stillingen for ultralydvejen. Da de fleste organer i det menneskelige legeme stort set har sfærisk form, er det ved medicinske undersøgelser 5 mere hensigtsmæssigt at arbejde i et polært koordinatsystem, idet der udføres rasterskandering af en rumvinkel i legemet. Skanderingen kan da beskrives ved vinkelkoordinater for ultralydvejen defineret ved vinklerne α og Θ og den radiale afstand R fra ultralydtran-10 soren. Portfunktionen eller udvælgelsesfunktionen udføres i den radiale retning.. En sådan selektiv udvælgelse muliggør en gengivelse, der kun angiver den ønskede skilleflade. Desuden kan skanderingen ændres af en operatør så den passer til formen af en speciel flade. Til 15 grund for opfindelsen ligger den erkendelse, at størrelsen eller intensiteten af refleksionen fra en skilleflade er en funktion af vinklen mellem strålen og en tangentplan eller en normal til den reflekterende flade.
Når indfaldsvinklen, dvs. vinklen mellem strålen og en 20 normal, er lille, er intensiteten af retrorefleksionen stor. Omvendt når vinklen mellem strålen og en mormal er stor, har retrorefleksionen lille intensitet. Efter kompensation for normal dæmpning af ultralydsignalerne som følge af passagen gennem legemet, kan variationen 25 af den resulterende intensitet af refleksionen fremvises som en art rasterafbildning med en i øjeblikket dannet plastisk eller refliefagtigt med gråtoneovergange optrædende afbildning af den pågældende flade.
Opfindelsen forklares nærmere i det følgende under 30 henvisning til den skematiske tegning, hvor fig. 1 viser en transorskanderingsmekanisme og den rumvinkel, der skanderes, fig. 2 et blokdiagram for en skanderingskobling i-følge opfindelsen, 35 fig. 3 et diagram delvis i blokform af en passende kobling til udvælgelsesstyring, fig. 4 et diagram over en udvælgelsesstyrekobling
DK 152154 B
4 til konturudvælgelse og fig. 5 forskellige spændingskurver i tilknytning til fig. 4.
I de forskellige figurer er til hinanden svarende 5 dele betegnet med de samme henvisningsbetegnelser.
Til skandering med en ultralydstråle kan der benyttes en passende faseforskydning af signalerne til et arrangement af faste transorer. På den anden side kan der ogås benyttes mekaniske skanderingsmidler for strå-10 len. Den særlige mekanisme, der anvendes til selve skanderingen, kan betragtes som værende konventionel, selv om der på tegningen er vist én mulig udformning.
I fig. 1 er en sædvanlig ultralydtransor 10 monteret i en mekanisme, der minder om en kardansk ophæng-15 ning, hvilket giver to frihedsgrader for skanderingen. Transoren kan således bevæges gennem en vinkel 2a i forhold til f.eks. X-retningen og gennem en vinkel 20 i forhold til f.eks. Y-retningen. Transoren 10 er monteret i en indre ring 14 med aksellignende fremspring 20 16 og 18. Fremspringene 16 og 18 er drejeligt monteret i en ydre ring 20 og samarbejder med henholdsvis en motor 22 af sædvanlig type og en sinus/kosinusgene-rator 24. Generatoren 24 kan være af vilkårlig type, men er fortrinsvis af den type, der indeholder en lys-25 kilde og en detektor, der samarbejder med en skabelon, der er fastgjort til fremspringet 18. Drejning af fremspringet bevirker, at en åbning i skabelonen efterhånden bevæges ind i eller ud af lysstrålen til detektoren, hvorved der frembringes et signal, der svarer til 30 sinus eller kosinus af drejningsvinkelen for fremspringet 18. Til den ydre ring 20 er fastgjort akselfremspring 26 og 28, der er drejeligt monterede i en ramme 30. Fremspringene 26 og 28 samarbejder med henholdsvis en sædvanlig motor 32 og en sinus/kosinusgenerator 35 34.
Motoren 22 giver en svingende bevægelse af transoren 10 i Ø-retningen, medens motoren 32 bevæger transoren 10 i α-retningen, hvorved der fremkommer en
DK 152154 B
5 rasterskandering af en rumvinkel i legemet. Skanderingsmekanismen kan hensigtsmæssigt holdes i hånden og manuelt placeres imod legemet, selv om der naturligvis også kan benyttes mekaniske anbringelsesmidler. Det skal be-5 mærkes, at bevægelsen af transoren 10 i a-retningen kan udføres manuelt af operatøren i stedet for ved hjælp af motoren 32. En vandpose eller gel 36 kan benyttes til at reducere dæmpningen i luftspalten, der ellers vil være til stede mellem transoren og legemet.
10 I henhold til fig. 2 drives motorerne 22 og 32 ved hjælp af en passende konventionel motordrivkobling 38, der samarbejder med en passende konventionel tidslogikkobling 40. Signalerne cos© og cosa fra sinus/ kosinusgeneratorerne 24 og 34 kan benyttes som til-15 bagekoblingssignaler i overensstemmelse med sædvanlig teknik til motordrivkoblingen 38, og de tilføres også logikkoblingen 40.
Logikkoblingen 40 kan være en speciel færdigfremstillet logikkobling eller en sædvanlig programmeret 20 mikroprocessor eller minikomputer. I afhængighed af positionssignalerne, dvs. signalerne cos© og cosa frembringer logikkoblingen 40 triggeimpulser til en sædvanlig impulsdanner 42, f.eks. af typen Metrotek MP 203. Signaler fra impulsdanneren 42 føres over en 25 sædvanlig T-kobler eller cirkulator 44 til transoren 10 til frembringelse af en ultralydimpuls. Logikkoblingen 40 frembringer en første triggeimpuls til impuls-danneren 42, når transoren 10 er i den øverste skanderingsstilling således som bestemt af positionssigna-30 lerne og afgiver derefter triggesignaler i overensstemmelse med en forudbestemt vinkelforskydning inden for skanderingen. Tiden mellem impulserne vælges i overensstemmelse med dybden af den udvalgte skilleflade i legemet, således at de reflekterede signaler fra en given 35 impuls kan modtages før frembringelsen af den næste impuls .
Som bekendt er afstanden til en reflekterende skilleflade direkte proportional med den tid, der kræves for 6
DK 152154 B
en impuls til at tilbagelægge vejen fra transoren til skillefladen og tilbage. Nærmere bestemt er afstanden R lig med halvdelen af den samlede løbetid multipliceret med lydhastigheden i legemet. Det er imidlertid kun en 5 del af ultralydimpulsen, der langs strålevejen reflekteres tilbage til transoren fra hver skilleflade. Refleksioner fra andre skilleflader end den, der har interesse, dvs. såkaldt "hash", er således en potentiel kilde til forstyrrelse af fremvisningen. For at opnå selekti-10 vitet mellem de forskellige skilleflader benyttes der et afstandsudvælgelsessystem. Afstandsudvælgelsessystemer er i sig selv velkendte inden for radar- og sonarteknikken. Refleksioner fra de forskellige skilleflader modtages af transoren 10 og føres over T-kobleren 44 og 15 en forstærker 46 med variabel forstærkning til en port-kreds 48, f.eks. i form af en felteffekttransistor. Portkredsen 48 gøres selektivt ledende i et forudbestemt andet tidsrum efter et første tidsrum, der svarer til løbetiden frem og tilbage for en udvalgt position 20 på den nærmeste side af det område, der har interesse. Portkredsen åbnes derfor i et tidsrum, der svarer til et område af afstande R til R + AR fra transoren. Refleksioner fra skilleflader uden for dette område spærres for at sikre en fremvisning alene af de skilleflader, 25 der er beliggende inden for det udvalgte område.
Portkredsen 48 styres af en portstyrekreds 50.
En simpel forsinkelseskreds 50a til tilvejebringelse af en områdeudvælgelse svarende til en del af en kugleskal er vist i fig. 3. Kredsen 50a indeholder to se-30 rieforbundne enkeltimpulskoblinger 52 og 54, hensigtsmæssig skiver af typen Texas Instruments SN 74123. En-keltimpulskredsen 52 trigges af den triggeimpuls fra tidslogikkoblingen, der benyttes til frembringelse af ultralydimpulsen. Varigheden af udgangssignalet fra en-35 keltimpulskoblingen 52 bringes til at svare til løbetiden frem og tilbage mellem transoren 10 og den nærmeste side af det udvalgte område af interesse. Den negativt rettede flanke ved udgangen fra enkeltimpulskob-
DK 152154 B
7 lingen 52 benyttes til at trigge enkeltimpulskoblingen 54, der frembringer en impuls med en varighed, der svarer til tykkelsen AR af det udvalgte område. Varighederne af udgangssignalerne fra enkeltimpulskoblingerne 5 kan hensigtsmæssigt styres af operatøren ved hjælp af potentiometre 56 og 58.
En sådan portstyrekreds 50a vil under skanderingen udvælge signaler svarende til en del AR af rumvinkelen således som vist i fig. 1.
10 Som vist i fig. 2 føres de udvalgte udgangssigna ler til fremvisningsmidler 68. Disse indeholder en skanderingsomsætter 70 og et sædvanligt katodestråle-rør 72. Skanderingsomsætteren 70 registrerer de udvalgte data ved skanderingshastigheden for ultralydsy-15 stemet og fører disse data til katodestrålerøret 72 med hastigheder, der passer til skanderingen i katodestrålerøret.
I overensstemmelse med et aspekt af den foreliggende opfindelse styres gråtoneniveauet eller strålein-20 tensiteten i katodestrålerørsfremvisningen i overensstemmelse med amplituden af de udvalgte signaler til tilvejebringelse af et plastisk eller tredimensionalt billede af skilleflader inden for den udvalgte del af det skanderede volumen. Retrorefleksionen af ultralyd-25 signalerne fra den reflekterende skilleflade er proportional med indfaldsvinkelen mellem ultralydimpulsvejen og en normal til fladen. Hvis vinkelen mellem strålevejen og normalen er lille, er intensiteten af retrore-fleksionen stor. Hvis denne indfaldsvinkel er stor, er 30 retrorefleksionen af lille intensitet. Hvis stråleintensiteten i katodestrålerøret styres i overensstemmelse med intensiteten af retrorefleksionen,frembringes der et virkeligt gråtonebillede af skillefladen. Afbildningen med varierende gråtoneniveau overskygger den ellers til-35 stedeværende todimensionale fremvisning til tilvejebringelse af en tredimensional visuel effekt meget lig et sædvanligt fotografi af tredimensionale genstande.
Intensiteten af ultralydsignalet aftager imidler- 8
DK 152154 B
tid exponentielt med signalets passage gennem kropsvæv som følge af den sædvanlige dæmpning. Det er følgelig ønskeligt at tilvejebringe kompensation for en sådan dæmpning. I den foretrukne udførelsesform tilvejebringes 5 en sådan kompensation ved hjælp af forstærkeren 46 med variabel forstærkning. Denne forstærker kan være en vi-deomellemfrekvensforstærker af typen Motorola MC 1350, der giver en forudbestemt forstærkningsreduktionskarakteristik. Forstærkningen falder fra et maksimum i over-10 ensstemmelse med en forudbestemt funktion, der begynder ved en indgangsspænding, der er bestemt af en til forstærkeren ført referencespænding. En spænding V , der er repræsentativ for den ønskede afstand R til det udvalgte volumen, benyttes som referencespænding. Det ud-15 valgte signal eller data, der svarer hertil, registreres i positioner i skanderingsomsætteren i overensstemmelse med vinklerne Θ og a. Skanderingsomsætteren lagrer sædvanligvis informationen i overensstemmelse med et retvinklet koordinatsystem X, Y, hvor positionerne 20 X og Y for dataene er bestemt på følgende måde: X = S tg Θ L = S/cos 0 = (afstanden fra midten af rasterskanderingsområdet til et givet datapunkt) 25 Y = L tg α = S P3 « cos 0
Størrelsen S er en vilkårlig værdi, der er således valgt, at fremvisningen på katodestrålerørets skærm i 30 retningen fra venstre mod højre vil være nær ved kanten af skærmen, når transoren har en stilling, der svarer til den maksimale vinkel 0. Hvis den maksimale vinkel for transoren f.eks. er - 20°, indstilles forstærkningen for skanderingsomsætteren på en sådan måde, at den 35 maksimale værdi af X er lig med S tg 20°. En sådan indstilling vil give en overensstemmelse på 1 til 1 mellem de udsendte ultralydimpulser og punkterne på skanderingsomsætterens raster og dermed til slut på katode-
DK 152154 B
9 strålerørets raster. Det skal bemærkes, at den samlede løbetid for ultralydimpulserne er forsvindende i sammenligning med den mekaniske skandering for transoren 10 og fremvisningsrasterskanderingen.
5 Det skal endvidere nævnes, at dataene kan digita liseres og lagres i et datalager for stor hastighed i stedet for i en skanderingsomsætter. Dataene kan da udlæses fra lageret over en passende digital/analogomsæt-ter og fremvises på katodestrålerøret.
10 Det skal endvidere bemærkes, at hvis skillefladen, der skal iagttages,ikke helt passer ind i den sfæriske skal, er den simple portstyrekreds 50a ikke tilstrækkelig til på passende måde at spærre for uønskede refleksioner. Hvis f.eks. den sfæriske skaldel 60 anta-15 ges at være en konkav del og skillefladen, der skal iagttages er konveks, så må tykkelsen af den sfæriske del 60 være forholdsvis stor for at kunne omslutte skillefladen. Fremvisningen kan derfor blive sløret af informationer fra andre skilleflader end den, der har 20 interesse, men som er beliggende inden for det udvalgte område. Det er derfor ønskeligt at konturere det udvalgte område i overensstemmelse med den specielle flade, der skal fremvises.
Hvis det antages, at det udvalgte område begynder 25 i en afstand R fra transoren,kan dette område kontureres ved variation af R under skanderingen. Idet det bemærkes, at afstanden R til ethvert tidspunkt under skanderingen kan udtrykkes som en funktion af kosinus Θ og kosinus a, vil det ses, at portstyrekredsen 50 i 30 overensstemmelse med et aspekt for opfindelsen kan indrettes til at konturere det udvalgte område ved aktivering af portkredsen til tidspunkter, der svarer til varierende afstande R i overensstemmelse med den relative position af ultralydimpulsernes vej inden for det skan-35 derede område.
En passende kobling 50b til frembringelse af styresignaler til portkredsen 48 med henblik på frembringelse af en områdeudvælgelse, der kan indstilles af 10
DK 152154 B
operatøren til at følge en konkav, flad eller konveks flade enten i X- eller Y-retningen, er vist i fig. 4. De to kosinussignaler tilføres hver sin forstærker og A2 sammen med spændinger til indstilling af de respek-5 tive udgangsspændinger og V2 fra forstærkerne A^ og Ag til frembringelse af en nulspænding ved 0°. Et eksempel på en typisk spændingsfunktion for kosinus Θ over et skanderingsområde - 20° er vist i fig. 5a sammen med den tilsvarende indstillede spænding V^. Spæn-10 dingerne og V2 tilføres indgangene til hvert sit multiplikationsmodul og Mg, der f.eks. kan være af typen Burr Brown BB 4205. På en anden indgangsklemme modtager multiplikatorerne M-^ og M2 henholdsvis X-kontureringsspændinger og Y-kontureringsspændinger. Dis-15 se spændinger frembringes ved niveauer beliggende mellem et positivt maksimum og et negativt minimum i overensstemmelse med potentiometre Pg og P^. Udgangsspændingerne νχ og fra multiplikatorerne M-^ og M2 er hver lig med produktet af de pågældende indgangssigna- 20 ler divideret med 10. Spændingerne V og V lægges x y sammen med en spænding V , der frembringes af et potentiometer Pj-, og som er repræsentativ for en ønsket afstand R, ved hjælp af en summeringsforstærker Ag.
Den resulterende spænding Vg er derfor en kurve, der 25 varierer i overensstemmelse med Θ og a.
Kurvens parametre indstilles af operatøren ved indstilling af potentiometrene Pg, P^ og Pg. F.eks. er potentiometrene Pg og P4 forbundet mellem positive og negative spændingskilder. Ved variation af potentiomet-30 rene ud fra en midterstilling kan de respektive kontu-reringsspændinger gøres positive eller negative til frembringelse af enten en konkav eller konveks krumning. Efterhånden som konturspændingen bliver større, vil spændingsformen blive mere krum med kosinus til den på-35 gældende vinkel. En sådan konturindstilling af V er illustreret i fig. 5b.
Indstillingen af spændingen Vr svarer til den skønnede afstand til den skilleflade, der har interesse.
DK 152154 B
11
Som vist i fig. 5c bestemmer spændingen Vr i virkeligheden jævnspændingsniveauet for spændingen Vg, når 0 og α begge er nul, dvs. maksimum eller minimum af spændingen v3.
5 Spændingen Vg tilføres en integrator 62, der indeholder en forstærker A4, en modstand R^g og en kondensator C^. Udgangssignalet fra integratoren 62, V4, er givet ved følgende ligning: - 4/ £ *·
Den styrede integrationsperiode er imidlertid meget kort, således at spændingen V-. kun varierer lidt
15 J
under integrationen og kan betragtes som konstant. Følgelig kan spændingen V4 udtrykkes ved: V3 t V. = —-— * r 4 C1R18 20 hvor t er integrationstiden.
Spændingen V4 tilføres en passende sammenligningskobling 64, der også modtager en variabel refe- 2^ rencespænding Vg, der frembringes af et potentiometer Pg. Spændingen Vg indstilles i overensstemmelse med middelafstanden til skillefladen, der skal iagttages. Potentiometret Pg kan eventuelt erstattes af en kobler til udvælgelse af forskellige begyndelsesafstande, f.eks.
3q 2 cm, 4 cm osv. Sammenligningskoblingen 64 frembringer en flanke eller impuls, når spændingen V4 når niveauet for spændingen Vg, hvorved en enkeltimpulskobling 66 trigges og derved frembringer en områdeudvægelsesim-puls. Varigheden af impulsen fra enkeltimpulskoblingen 3g styres ved hjælp af et potentiometer P^.
Integrationsperioden indledes i overensstemmelse med triggeimpulserne fra tidslogikkoblingen 40. Trig-geimpulserne tilføres en flip-flop FF1 til indstil- 12 ling af denne, hvorved en kobler Q^, der er shuntet over integrationskondensatoren C-^, gøres ikke-ledende.
Flip-flopen FFl tilbagestilles i overensstemmelse med tændingen af enkeltimpulskoblingen 66 til afslutning 5 af integrationsperioden, udladning af kondensatoren og inhibitering af integratoren 62 indtil den næste triggeimpuls. Det tidsrum, det tager integratoren at nå tærskelniveauet Vg, er altså i almindelighed i
overensstemmelse med ligningen A + B + C, hvor A
x y x 10 er kontureringsspændingen i X-retningen, By konture-' ringsspændingen i Y-retningen og C spændingen V .
Koblingen 50b bevirker altså, at portkredsen 48 leder i varierende tidsrum svarende til varierende afstandsudvælgelse i overensstemmelse med transorens 15 skanderingsbevægelse.
Det skal bemærkes, at koblingen 50b kun er et eksempel på mange passende koblinger til styring af kon-tureringsudvælgelsen. Passende programmerede digitale kredsløb kan også anvendes. I praksis vælges den forud-20 bestemte funktion, der tilvejebringes af styrekoblingen til kontureringsudvælgelse fi overensstemmelse med den generelt forventede form af de genstande, der ønskes iagttaget.
Det skal endvidere bemærkes, at de forskellige 25 ledere, der forbinder de forskellige på tegningen viste elementer, selv om de er vist som enkelte linier, ikke på nogen måde er begrænset til enkeltledere, men kan omfatte flere forbindelser i overensstemmelse med kendt teknik. Endvidere er det underforstået, at den overfor 30 givne beskrivelse af et eksempel på en udførelsesform for den foreliggende opfindelse alene har illustrative formål. Opfindelsen er ikke begrænset til den specielt viste form,og mange modifikationer kan udføres i den specielle udformning og anbringelse af elementerne, uden 35 at man derved kommer uden for ideen og rammerne for opfindelsen, således som de er defineret i patentkravene.

Claims (5)

1. Ultralyd-skanderingsapparat til skandering af legemer ved hjælp af ultralydbølger, der frembringer en todimensional gengivelse af flerværdisignaler, der 5 repræsenterer ultralydreflekterende skilleflader i legemet , indehoIdende a) en ultralydtransor (10) til at sende ultralydsignaler ind i legemet ad en forudbestemt ultralyd-vej og til frembringelse af elektriske udgangs- 10 signaler, der er repræsentative for ultralydsig naler, der er reflekteret tilbage til transoren fra skilleflader beliggende langs strålevejen, og b) en skanderingsindretning (22, 32) til at skandere ultralydvejen over et forudbestemt volumen i lege- 15 met, kendetegnet ved c) positionsmidler (24, 34) til frembringelse af positionssignaler, der angiver den øjeblikkelige stilling af ultralydvejen, 20 d) portstyremidler (50) , der i afhængighed af positionssignalerne kun tillader passage af de af transorens (10) elektriske udgangssignaler, der repræsenterer refleksionen fra skilleflader, der ligger i et forudbestemt afstandsområde fra tran- 25 soren, hvilket afstandsområde er en funktion af ultralydvejens stilling, således at de portstyrede udgangssignaler er repræsentative for ultralydrefleksioner fra skilleflader inden for et forudbestemt volumen med en forudbestemt kontur, og 30 e) gengivelsesmidler (68), der i afhængighed af de portstyrede udgangssignaler og positionssignalerne frembringer en todimensional gengivelse af de tredimensionale skilleflader i det konturerede område.
2. Apparat ifølge krav 1, der som gengiveisesmid- 35 del indeholder et katodestrålerør (72), der reagerer på positionssignalerne ved afbøjning af en elektronstråle over gengivelsesskærmen, kendetegnet ved, at katodestrålerøret (72) reagerer over for de portstyrede DK 152154 B udgangssignaler ved modulation af elektronstrålens intensitet.
3. Apparat ifølge krav 1 eller 2, kendetegnet ved en kompensationsindretning (50b), der er 5 indskudt mellem ultralydtransoren (10) og gengivelsesmidlerne (68) og indstiller udgangssignalernes niveau i overensstemmelse med den omtrentlige strækning, som ultralyden gennemløber i legemet, så dæmpningen af ultralydsignalerne i legemet kompenseres.
4. Apparat ifølge krav 1 eller 2, kendeteg net ved, at portstyremidlerne indeholder a) en portkreds (48), der reagerer over for et styresignal og selektivt lader udgangssignalerne passere, 15 b) en første tidskobling (62, 64) til frembringelse af et første tidssignal, der repræsenterer afslutningen af et første tidsrum, der optræder efter udsendelsen af et ultralydsignal i legemet og ændrer sig i overensstemmelse med en forudbestemt funk-20 tion af positionssignalet, og c) en anden tidskobling (66) til frembringelse af et andet tidssignal af forudbestemt varighed som svar på det første tidssignal, hvilket andet tidssignal tilføres portkredsen (48) som styresigna-25 let.
5. Apparat ifølge krav 3 eller 4, kendetegnet ved en måleområdestyreindretning (50b) til selektiv ændring af den forudbestemte funktion, hvorved det konturerede volumen kan ændres svarende til en be-30 stemt ønsket skilleflade.
DK180779AA 1978-05-03 1979-05-02 Ultralyd-skanderingsapparat DK152154B (da)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US05/902,740 US4271706A (en) 1978-05-03 1978-05-03 Ultrasonic scanner
US90274078 1978-05-03

Publications (2)

Publication Number Publication Date
DK180779A DK180779A (da) 1979-11-04
DK152154B true DK152154B (da) 1988-02-01

Family

ID=25416339

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DK180779AA DK152154B (da) 1978-05-03 1979-05-02 Ultralyd-skanderingsapparat

Country Status (14)

Country Link
US (1) US4271706A (da)
JP (1) JPS54144786A (da)
BE (1) BE875980A (da)
CA (1) CA1123504A (da)
DE (1) DE2911957B2 (da)
DK (1) DK152154B (da)
ES (1) ES8200555A1 (da)
FR (1) FR2425081A1 (da)
GB (1) GB2020428B (da)
IE (1) IE48106B1 (da)
IT (1) IT1113927B (da)
LU (1) LU81205A1 (da)
MX (1) MX146784A (da)
NL (1) NL187035C (da)

Families Citing this family (55)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB2063474B (en) * 1979-10-24 1984-06-06 Olympus Optical Co Coeliac cavity ultrasonic diagnosis apparatus
US4485819A (en) * 1980-01-21 1984-12-04 Wolfgang Igl Mechanical accessory for commercially available compound apparatuses for echo mammography
US4399704A (en) * 1981-06-03 1983-08-23 Technicare Corporation Ultrasound scanner having compound transceiver for multiple optimal focus
US5262628A (en) * 1982-01-25 1993-11-16 Symbol Technologies, Inc. Narrow-bodied, single- and twin-windowed portable laser scanning head for reading bar code symbols
DE3224412A1 (de) * 1982-06-30 1984-01-05 Siemens AG, 1000 Berlin und 8000 München Ultraschall-tomographiegeraet
DE3224453A1 (de) * 1982-06-30 1984-01-05 Siemens AG, 1000 Berlin und 8000 München Ultraschall-tomographiegeraet
US4457311A (en) * 1982-09-03 1984-07-03 Medtronic, Inc. Ultrasound imaging system for scanning the human back
US4458689A (en) * 1982-09-03 1984-07-10 Medtronic, Inc. Ultrasound scanner with mapped data storage
US4454764A (en) * 1982-09-03 1984-06-19 Medtronic, Inc. Roller-ball ultrasonic imaging module
US4489729A (en) * 1982-09-03 1984-12-25 Medtronic, Inc. Ultrasound imaging system
US4476873A (en) * 1982-09-03 1984-10-16 Medtronic, Inc. Ultrasound scanning system for skeletal imaging
EP0129878B1 (en) * 1983-06-23 1989-01-11 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. Ultrasonic probe having dual-motion transducer
US4747411A (en) * 1984-03-28 1988-05-31 National Biochemical Research Foundation Three-dimensional imaging system
US4798210A (en) * 1984-03-28 1989-01-17 National Biomedical Research Foundation Three-dimensional imaging system
DE3585218D1 (de) * 1984-11-09 1992-02-27 Matsushita Electric Ind Co Ltd Ultraschallabbildungssystem zur gleichzeitigen darstellung von sektorabgetasteten vielfachbildern.
JPS62170563U (da) * 1986-04-18 1987-10-29
DE3783281T2 (de) * 1986-07-07 1993-07-22 Matsushita Electric Ind Co Ltd Ultraschallsonde.
US4757722A (en) * 1986-10-27 1988-07-19 Glover Marvin J Motion conversion apparatus
US4757823A (en) * 1987-01-27 1988-07-19 Hofmeister John F Method and apparatus for measuring uterine blood flow
DE8717504U1 (da) * 1987-10-19 1989-01-05 Siemens Ag, 1000 Berlin Und 8000 Muenchen, De
US4932414A (en) * 1987-11-02 1990-06-12 Cornell Research Foundation, Inc. System of therapeutic ultrasound and real-time ultrasonic scanning
GB2212267B (en) * 1987-11-11 1992-07-29 Circulation Res Ltd Methods and apparatus for the examination and treatment of internal organs
EP0317049B1 (en) * 1987-11-13 1995-10-11 Advanced Diagnostic Medical Systems, Inc. Ultrasonic probe
US4841979A (en) * 1988-01-25 1989-06-27 Capistrano Labs, Inc. Ultrasonic prostate probe assembly
US4896672A (en) * 1988-03-28 1990-01-30 Hewlett-Packard Company Hardware corection scheme for inter-frame image jitter in a scanning probe ultrasound imaging system
US5107844A (en) * 1989-04-06 1992-04-28 Olympus Optical Co., Ltd. Ultrasonic observing apparatus
FR2651990A1 (fr) * 1989-09-15 1991-03-22 Philips Electronique Lab Sonde pour echographie en trois dimensions.
US5552592A (en) * 1989-10-30 1996-09-03 Symbol Technologies, Inc. Slim scan module with dual detectors
DE69027284T2 (de) * 1989-12-14 1996-12-05 Aloka Co Ltd Dreidimensionaler Ultraschallabtaster
JPH0773576B2 (ja) * 1992-05-27 1995-08-09 アロカ株式会社 三次元データ取込み用超音波探触子
US5402789A (en) * 1992-11-23 1995-04-04 Capistrano Labs, Inc. Ultrasonic peripheral vascular probe assembly
US5329194A (en) * 1992-11-23 1994-07-12 Capistrano Labs, Inc. Ultrasonic peripheral vascular probe assembly
US5351692A (en) * 1993-06-09 1994-10-04 Capistrano Labs Inc. Laparoscopic ultrasonic probe
US5445154A (en) * 1993-08-26 1995-08-29 Interspec, Inc. Ultrasonic probe assembly with linear actuator
US5396890A (en) * 1993-09-30 1995-03-14 Siemens Medical Systems, Inc. Three-dimensional scan converter for ultrasound imaging
US5842473A (en) * 1993-11-29 1998-12-01 Life Imaging Systems Three-dimensional imaging system
US5531119A (en) * 1994-04-19 1996-07-02 Capistrano Labs, Inc. Ultrasound probe with bubble trap
DE69612148T2 (de) * 1995-07-17 2001-07-19 Aloka Co Ltd Ultraschall- Bildverarbeitungsvorrichtung und ein Verfahren zum Erzeugen eines Ultraschallbilds
US6099474A (en) * 1998-05-27 2000-08-08 Solek; Roman Ultrasound system for displaying real time simultaneous multiplane image
EP1034742A1 (de) * 1999-03-09 2000-09-13 Kreztechnik Aktiengesellschaft Verfahren zur Untersuchung von Objekten mit Ultraschall
US6537219B2 (en) * 2001-04-04 2003-03-25 Koninklijke Philips Electronics N.V. Static focus ultrasound apparatus and method
US6780153B2 (en) * 2001-06-25 2004-08-24 Angelsen Bjoern A. J. Mechanism and system for 3-dimensional scanning of an ultrasound beam
AU2002335589A1 (en) * 2002-07-15 2004-02-02 Eagle Ultrasound As A mechanism and system for 3-dimentional scanning of an ultrasound beam
US7396574B2 (en) * 2003-05-28 2008-07-08 Robert C. Bogert Self-inflating cushion and footwear including same
US7299806B2 (en) * 2003-11-25 2007-11-27 General Electric Company Compliant probe interface assembly
US7905835B2 (en) * 2008-01-15 2011-03-15 General Electric Company Method for assessing mechanical properties of an elastic material
US8820164B2 (en) * 2012-01-31 2014-09-02 Sikorsky Aircraft Corporation Retroreflector for ultrasonic inspection
USD728849S1 (en) 2012-05-03 2015-05-05 Lumenpulse Lighting Inc. LED projection fixture
USD742059S1 (en) * 2014-02-28 2015-10-27 Leeo, Inc. Nightlight and air sensor
USD741728S1 (en) * 2014-02-28 2015-10-27 Leeo, Inc. Nightlight and air sensor
USD741539S1 (en) * 2014-02-28 2015-10-20 Leeo, Inc. Nightlight and air sensor
US10805775B2 (en) 2015-11-06 2020-10-13 Jon Castor Electronic-device detection and activity association
US10945706B2 (en) 2017-05-05 2021-03-16 Biim Ultrasound As Hand held ultrasound probe
KR102493717B1 (ko) 2018-03-13 2023-01-30 베라톤 인코포레이티드 초음파 프로브를 사용한 일반화된 인터레이스 스캔 방법
GB2597995A (en) * 2020-08-14 2022-02-16 Dolphitech As Ultrasound scanning system with adaptive gating

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE1566128B2 (de) * 1966-05-06 1977-03-03 N.V. Philips' Gloeilampenfabrieken, Eindhoven (Niederlande) Vorrichtung fuer diagnostikuntersuchungen mittels ultraschallschwingungen
DE2743485A1 (de) * 1977-09-28 1979-03-29 Hoechst Ag Verfahren zur herstellung von biologisch wirksamen granulaten

Family Cites Families (20)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3334622A (en) * 1964-12-15 1967-08-08 Branson Instr Method and apparatus for electroacoustic exploration
US3454923A (en) * 1968-02-01 1969-07-08 Honeywell Inc Transducer control apparatus
NO120353B (da) * 1968-05-02 1970-10-05 Simonsen & Mustad As
US3832887A (en) * 1969-06-25 1974-09-03 Automation Ind Inc Ultrasonic inspection apparatus
DE2060269C3 (de) * 1970-12-08 1979-05-03 Siemens Ag, 1000 Berlin Und 8000 Muenchen Nach dem Impuls-Echoverfahren arbeitendes Ultraschallgerät für die medizinische Diagnostik
US3792423A (en) * 1972-05-24 1974-02-12 Atomic Energy Commission Isometric imaging system
US3751976A (en) * 1972-07-24 1973-08-14 Gen Electric Ultrasonic inspection system with pseudo isometric display
US3802253A (en) * 1972-08-18 1974-04-09 Nasa Ultrasonic biomedical measuring and recording apparatus
US3778757A (en) * 1972-09-01 1973-12-11 Gen Electric Method and apparatus for visual imaging ultrasonic echo signals utilizing multiple transmitters for reduced specular reflection effects
US4031743A (en) * 1973-05-03 1977-06-28 The Commonwealth Of Australia, C/O Dept. Of Health Ultrasonic echogram display
US3881466A (en) * 1973-08-20 1975-05-06 Advanced Diagnostic Res Ultrasonic cross-sectional imaging system
JPS50135885A (da) * 1974-04-05 1975-10-28
US3979711A (en) * 1974-06-17 1976-09-07 The Board Of Trustees Of Leland Stanford Junior University Ultrasonic transducer array and imaging system
JPS5122292A (ja) * 1974-08-16 1976-02-21 Tokyo Shibaura Electric Co Choonpashindansochi
US3918297A (en) * 1974-10-03 1975-11-11 Gen Electric Acoustic imaging apparatus with gray scale display
GB1539512A (en) * 1975-01-17 1979-01-31 Greater Glasgow Health Board Ultrasonic scanning apparatus
GB1532218A (en) * 1975-06-26 1978-11-15 Nat Res Dev Acoustic holography apparatus
US4021771A (en) * 1975-07-07 1977-05-03 Holosonics, Inc. Scan acoustical holographic imaging apparatus
US4131022A (en) * 1976-03-04 1978-12-26 Rca Corporation Pulse-echo ultrasonic-imaging display system
AT358155B (de) * 1976-04-08 1980-08-25 Kretztechnik Gmbh Verfahren zur untersuchung von objekten mit ultraschall nach dem impuls-echoverfahren

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE1566128B2 (de) * 1966-05-06 1977-03-03 N.V. Philips' Gloeilampenfabrieken, Eindhoven (Niederlande) Vorrichtung fuer diagnostikuntersuchungen mittels ultraschallschwingungen
DE2743485A1 (de) * 1977-09-28 1979-03-29 Hoechst Ag Verfahren zur herstellung von biologisch wirksamen granulaten

Also Published As

Publication number Publication date
LU81205A1 (fr) 1979-11-07
NL187035B (nl) 1990-12-03
ES480125A0 (es) 1981-11-16
FR2425081B1 (da) 1985-03-22
CA1123504A (en) 1982-05-11
JPS54144786A (en) 1979-11-12
IE790879L (en) 1979-11-03
GB2020428B (en) 1982-12-22
DE2911957B2 (de) 1981-07-16
DK180779A (da) 1979-11-04
IE48106B1 (en) 1984-10-03
DE2911957A1 (de) 1979-11-08
BE875980A (fr) 1979-11-05
NL187035C (nl) 1991-05-01
FR2425081A1 (fr) 1979-11-30
IT7922313A0 (it) 1979-05-02
US4271706A (en) 1981-06-09
MX146784A (es) 1982-08-12
GB2020428A (en) 1979-11-14
IT1113927B (it) 1986-01-27
NL7903435A (nl) 1979-11-06
ES8200555A1 (es) 1981-11-16
JPS6221536B2 (da) 1987-05-13

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DK152154B (da) Ultralyd-skanderingsapparat
Thurstone et al. A new ultrasound imaging technique employing two-dimensional electronic beam steering
US5911691A (en) Ultrasound image processing apparatus and method of forming and displaying ultrasound images by the apparatus
US4241608A (en) Ultrasonic scanner
US4117446A (en) Devices for probing by ultrasonic radiation
US3881466A (en) Ultrasonic cross-sectional imaging system
US4339952A (en) Cylindrical transducer ultrasonic scanner
US4970700A (en) Sonar apparatus
EP0782126B1 (en) Apparatus for real-time distributed computation of beamforming delays in ultrasound imaging system
EP0087318A2 (en) Ultrasonic diagnostic apparatus
JP2001187054A (ja) 超音波ビーム経路の数値的最適化方式
GB2041525A (en) Ultrasonic imaging system utilizing dynamic and pseudo-dynamic focusing
JP2002085410A (ja) 超音波により物体を検査する方法
US3705261A (en) Scanning system for yielding a three-dimensional display
US4520671A (en) Method and means for real time image zoom display in an ultrasonic scanning system
JP2002534187A (ja) 超音波カラーフロー/ドップラーでのドップラー角の展開
US4014207A (en) Sector scanning ultrasonic inspection apparatus
US4642801A (en) Visual display process for sonars
JPH0382456A (ja) 超音波診断装置
US4472972A (en) Ultrasound imaging system employing operator controlled filter for reflected signal attenuation compensation
US4383447A (en) Ultrasonic equipment for examinations using section displays
US4281661A (en) Medical echo sounding apparatus with a wide sector scanning angle
US2524847A (en) Herald trainer
EP0122361B1 (en) Ultrasonic wave tomographic imaging system
GB1559863A (en) Method and apparatus for the examination of an object within an optically opaque body

Legal Events

Date Code Title Description
PHB Application deemed withdrawn due to non-payment or other reasons