NL8000820A

NL8000820A - Aftastinrichting.

Info

Publication number: NL8000820A
Application number: NL8000820A
Authority: NL
Original assignee: Litton Industrial Products
Priority date: 1979-02-09
Filing date: 1980-02-08
Publication date: 1980-08-12
Also published as: GB2043249A; FR2448829A1; CA1134493A; DE3004528A1; JPS55136976A; US4272991A; GB2043249B

Description

VO'0139 %

Titel: Aftastinrichting.

De uitvinding heeft betrekking op een afbeeldingssysteem van het puls-reflectietype, zoals een ultrasonisch afbeeldingssysteem, waarin impulsen welke gericht worden op een te onderzoeken gebied ten dele worden teruggekaatst door discontinuïteiten in de voortplantingsbaan.

5 De refleetie-amplitudes zijn een aanduiding voor de betreffende grootte van de dichtheidsveranderingen, welke worden gerepresenteerd door de discontinuïteiten, terwijl de terugkeertij den van de reflecties een aanduiding zijn voor de betreffende afstanden van de transducent tot de discontinuïteiten.

10 De uitvinding heeft meer in het bijzonder betrekking op het af tastende gedeelte van een afbeeldingssysteem dat voorzien is van trans-ducente middelen voor het produceren van impulsen en het opvangen van de reflecties en middelen voor het verzamelen van de gegevens welke uit de reflecties resulteren.

15 Zoals bekend bestaan er twee types van ultrasonisch aftasten nl.

de enkelvoudige en de samengestelde. Een enkelvoudig aftasten vindt plaats wanneer de bundel impulsen in hoofdzaak haaks op zichzelf in een baan over weefsel wordt verplaatst zodanig dat elk punt in het onderzochte weefsel zich uitsluitend in het midden van de bundel bevindt.

20 Samengesteld aftasten vindt plaats wanneer de hoekrichtingen van de bundel oscilleert wanneer de transducent wordt verplaatst. Bij het samen-— gesteld aftasten is elk punt in een weefsel enkele malen in de bundel - aanwezig.

Kankergezwellen hebben in het algemeen een grotere demping' dan 25 gezonde weefsels. De demping is waarneembaar als' gevolg van de acous- tische schaduw welke door het gezwel wordt veroorzaakt. Slechts een enkelvoudig aftasten is nuttig voor het bepalen van de demping van ultrasonisch geluid binnen een gezwel; de karakteristieke schaduw treedt niet op bij het samengesteld aftasten aangezien weefsel achter het gezwel 30 niet door de bundel wordt waargenomen wanneer bedoeld weefsel wordt geraakt zonder dat dit door het gezwel heen gaat.

Enkelvoudig aftasten geeft echter een onvolledig beeld gezien de afhankelijkheid van echo-amplitudes in de vorm van weerspiegelingen op een oriëntatie, zodat slechts het grensvlak van het weefsel dat haaks op 35 de richting van de bundel staat, kan worden afgebeeld. Een samengesteld 8000320 - - - % 'ii -2- aftasten is nodig om alle weerspiegelingen in de borst te kunnen registreren.

Samengestelde aftasters in het bijzonder voor een hoge beeld-snelheid maken gebruik van gefaseerde lineaire opstellingen of gefaseerde 5 gebogen opstellingen. Ofschoon gefaseerde opstellingen theoretisch een hoge oplossing geven en lineaire opstellingen gebundeld worden om een goede oplossing te verkrijgen, missen beide systemen een belangrijke eigenschap welke noodzakelijk is voor een goede beeldvorming, nl. een groot dynamisch bereik dat te vergelijken is met B-aftastingen en de 10 mogelijkheid om een enkele beeldinformatie op te slaan welke verkregen wordt door het weefsel onder verschillende hoeken te behandelen. De beperking van het dynamische gebied is belangrijk omdat, wanneer een gereflecteerd signaal wordt geregistreerd dit zwakke schijnbeelden geeft in andere punten van het beeldvlak. Rechtstreekse reflecties geven echo's 15 welke zwakker zijn dan kunstmatige en deze kunnen niet worden geregistreerd omdat ze door het schijnbeeld worden weggedrukt. Kleine gezwellen produceren zwakke reflecties zodat een groot dynamisch gebied van reflecties moet worden afgetast wanneer kleine gezwellen nader bekeken moeten worden.

De uitvinding verschaft een translucent welke zowel enkelvoudige 20 als samengestelde aftasttingen gelijktijdig kan uitvoeren. Een enkelvoudige zone produceert een aantal bundels, bij voorkeur zeven, in plaats van zoals gebruikelijk één bundel.' Wanneer de sonde bijvoorbeeld vanaf de borst naar de rug wordt bewogen zullen de transducentelementen worden ~ geactiveerd in een volgorde bijvoorbeeld 1, 2, 3, 5> 7, ^ waarbij 25 één van de elementen aan het eind van de volgorde wordt herhaald.

Elke volgorde wordt gebruikt om twee beelden te vormen waarbij het samengestelde beeld door de meervoudige reeks wordt geproduceerd; vervolgens wordt een herhalingsbundel gebruikt ter vorming van een enkel afgetast beeld.

30 De ontvangen echo's worden opgetekend op een omzetter voor het produceren van grijze beelden, hetgeen echter op zichzelf bekend is.

De samengestelde aftasting kan worden opgetekend op de ene helft van een omzetter-trefplaat en de enkelvoudige aftasting op de andere helft.

Op deze wijze wordt de zekerheid verkregen dat twee beelden gemaakt zijn 35 van eenzelfde weefselvlak en corresponderende vlakken van de twee beelden kunnen worden vergeleken met de zekerheid dat zij hetzelfde weefselvlak 8000320

A

-3- representeren.

Wanneer de aftastinrichting naar een volgend vlak -wordt verplaatst kunnen de heelden worden opgeslagen in een video-tape of een geheugensysteem en wordt de omzetter gewist voor een volgende aftasting.

5 Een ander kenmerk van de uitvinding is de wijze waarop de trans- ducentopstelling tijdens de beweging wordt gedraaid. Volgens een methode wordt de samenstelling verplaatst volgens een cirkelboog terwijl deze draait teneinde de centrale bundel op een lijn te houden met het midden van de bewegingscirkel. Met andere woorden de hoeksnelheid bij de rotatie 10 is gelijk aan de hoeksnelheid van de beweging. Het resultaat is dat de sector welke wordt bekeken niet wordt bedekt door alle transducente elementen tijdens de.gehele aftasting. Gevonden werd dat dit probleem kan worden opgelost door de rotatiehoeksnelheid van de translucent kleiner te kiezen dan de hoeksnelheid van de beweging5 bij voorkeur de helft 15 daarvan.

Verdere bijzonderheden van de uitvinding worden onder verwijzing naar de tekening toegelicht. Daarin toont: fig. 1 schematisch een aftastmechanisme volgens de uitvinding; fig. 2 een transducentopstelling welke wordt gebruikt bij een' 20 aftastinrichting volgens fig. 1; fig. 3 de oriëntatie van de trans ducent element en tijdens het bewegen van de opstelling; en fig. k de oriëntatie van de transducentelementen tijdens het — bewegen van de opstelling overeenkomstig een tweede aspect van de 25 uitvinding.

Fig. 1 toont een schema van een aftastmechanisme zoals dit wordt gebruikt bij de inrichting volgens de uitvinding. Een transducentopstelling 10 bevindt zich aan het ene uiteinde van een tastarm 12. Het andere einde van -de arm 12 is draaibaar gemonteerd op een koppelstang 1k, welke 30 op zijn beurt gekoppeld is met een eerste tandwiel 16 en daarmee kan draaien. De arm 12 is via een tweede koppelingsstang 18 verbonden met een tweede tandwiel 20. De opstelling 10 wordt tijdens zijn beweging door bedoeld stelsel gesteund.

Een voorbeeld van een transducente opstelling is weergegeven in 35 fig· 2 en bestaat uit zeven transducentelementen 102-108 welke gemonteerd zijn op een plaat 110 ter vorming van een boogsegment. De betreffende 8000820

V

-4- bundels van naburige elementen convergeren onder een hoek van 10° in de top 112 welke ongeveer op 8,5 cm van de elementen gelegen is. De "bundels divergeren en planten zich voort door het te onderzoeken lichaam.

De transducente opstelling 10 is in fig. 1 weergegeven voor het 5 aftasten van een horst welke zich bevindt in een vat 22. De vloeistof 2b welke werkt als koppelmedium tussen de translucent en de borst is water, dat als gevolg van de natuurlijke drijfkracht van de borst, het mogelijk maakt dat deze zijn natuurlijke vorm aanneemt en derhalve een nauwkeurig mammogram wordt verkregen.

10 Hoewel verschillende mogelijkheden aanwezig zijn voor het aftas ten van een borst in water, toont fig. 1 het gebruik van een vat dat aan.bepaalde voorschriften moet voldoen. De tandwielen 16 en 20 worden gelijktijdig in de zin van de wijzers van een klok gedraaid via een aandrijving 26 zodat de arm in hoofdzaak volgens een cirkelvormige baan 15 beweegt. Tegelijkertijd wordt de translucent 10 gedraaid door een tandwiel en een ketting via een derde wiel 28 dat kan draaien ten opzichte van de arm 18 en een vierde wiel 30 dat draaibaar is op het uiteinde van de arm 12 - -aarbij een ketting 32 de wielen 28 en 30 onderling koppelt.

De transdu .-ent kan met het wiel 30 meedraaien. De verhouding tussen de 20 snelheid bij het draaien van de translucent en de bewegingssnelheid daarvan is afhankelijk van de overzetverhouding van de wielen 28 en 30.

Fig. 3 toont de translucentelementen bij het verplaatsen van de samenstelling over een baan bij het onderzoeken van een borst. Zoals — blijkt is de baan van de top 112 een cirkelboog waarvan het midden door 25 120 is aangeduid. De samenstelling wordt gedraaid met een hoeksnelheid welke gelijk is aan de hoeksnelheid van de beweging zodat de centrale bundel, dat wil zeggen de bundel b, steeds door het bewegingsmidden 210 gaat.

Uit fig. 3 blijkt dat de zijbundels het onderzochte gedeelte mis-30 sen wanneer de transducentsamenstelling uit de middenstand beweegt.

Op de plaats 1 zullen de bundels 1-3 dit gebied missen terwijl de bundels 5-7 dit gebied missen in de stand 7· Dat wil zeggen dat de borst slechts een beperkt aantal malen wordt afgetast onder een beperkt aantal hoeken, hetgeen nadelig zou kunnen zijn voor het oplossend vermogen 35 van het beeld.

8000820

"X

-5-

Fig. 1 toont de transducentelementen, zoals deze "bij het verplaatsen van de samenstelling volgens de uitvinding zijn gericht.

De samenstelling wordt gedraaid met een kleinere hoeksnelheid dat die van de verplaatsing, hij voorkeur met de helft daarvan. Het centrale trans-5 ducentelement draait dienovereenkomstig over een hoog waarvan de.straal tweemaal zo groot is als die van de hewegingshaan. De bundels worden dan begrensd tot een nauw gebied binnen de borst en een beter oplossend beeld wordt dan verkregen.

Zoals reeds opgemerkt kan de transducent worden gebruikt voor het 10 gelijktijdig produceren van gegevens welke een enkelvoudige en een meervoudige affcing representeren. De elektronische middelen daarvoor zijn op zichzelf bekend.

S

O

8000826

Claims

1. Aftastinrichting voor een ultrasonisch beeldvormingssysteem van het type -waarbij een transducentopstelling in op elkaar volgende standen over een baan wordt verplaatst, waarbij elke stand een referentie is ten opzichte van het bewegingsmidden, welke tastinrichting bestaat uit 5 middelen voor het doen draaien van een transducente samenstelling om een punt dat verzet is ten opzichte van het bewegingsmi'dden.

2. Inrichting volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat middelen aanwezig zijn welke er voor zorgen dat de verplaatsingssnelheid van de samenstelling anders is dan de rotatiesnelheid. 10 3· Inrichting volgens conclusie 2, met het kenmerk, dat de rotatie snelheid de helft is van de hoeksnelheid tijdens de verplaatsing. U. Inrichting volgens conclusie 1, bestaande uit een freem en een ondersteuning alsmede een overbrenging welke draaibaar is op het freem en gekoppeld is met het ondersteuningsorgaan zodat een in hoofdzaak 15 boogvormige beweging op een steunelement wordt overgebracht wanneer dit draait, een transducentelement aanwezig is dat beweegbaar op het steunelement is gemonteerd en daarop kan draaien alsmede middelen welke reageren op het draaien van het overbrengingsorgaan waardoor het trans-ducentelement met een kleinere snelheid draait dan de bewegingsrotatie. 20 5· Inrichting volgens conlcusie 4, met het kenmerk, dat de rotatie- middelen bestaan uit een eerste tandwiel dat gemonteerd is op een steun-orgaan en afhankelijk is van de rotatie van de overbrengende middelen, een tweede tandwiel bevestigd is op het trans ducentelement en daarmee kan draaien terwijl een ketting het eerste en tweede tandwiel koppelt.

6. Ultrasonisch beeldvormingsproces waarbij een transducentopstelling in verschillende standen over een hoek wordt verplaatst ten opzichte van een bewegingsmidden waarbij dit samenstel wordt gedraait, met het kenmerk, dat een transducentopstelling om een punt draait dat op een grotere radiale lengte ten opzichte van de transdueentsamenstelling is gelegen 30 dan het bewegingsmidden.

7. Werkwijze volgens conclusie 6, met het kenmerk, dat de transducers amenstelling wordt gedraaid met een snelheid welke kléiner is dan de hoeksnelheid tijdens de beweging. 8000820 Ν* -7-

8. Werkwijze volgens conclusie 7, met het kenmerk, dat de rotatie-snelheid ongeveer de helft is van die van de bewegingssnelheid.

9. Ultrasonisch beeldvormingsproces waarbij een transducentopstel-ling in verschillende standen beweegt over een baan ten opzichte van 5 een midden waarbij deze samenstelling tijdens de beweging draait met het kenmerk, dat de transducentelementen een aantal pulsen uit zenden voor het verkrijgen van een samengestelde aftasting en êên van deze translucente elementen pulsen produceert voor het verkrijgen van een enkelvoudige aftasting in dezelfde stand. 10 -10. Werkwijze volgens conclusie 9» met het kenmerk, dat een gekozen transducentelement pulsen uitzendt voor het verkrijgen van een gegeven voor een enkele aftasting in die bepaalde stand. 8000820