NL8102104A - Inrichting voor onderzoek met behulp van ultrageluidsgolven. - Google Patents

Description

Ψ· ' _______ __________ _ ' * . . i .

Λ ΡΗΝ 10.032 1 N.V. Philips* Gloeilampenfabrieken te Eindhoven "Inrichting voer onderzoek met behulp van ultrageluidsgolven."

De uitvinding heeft betrekking op een inrichting voor het onderzoeken van een object met behulp van ultrageluidsgolven, bevattende: a) een cm zijn as draaibare cilindervormige drager met n regelmatig over . zijn ctntrèk verdeelde transducenten voor het uitzenden en ontvangen 5 van ultrageluidsenergie; b) een met de as gekoppelde aandrijfmotcr; c) een boekdetectieinrichting voor het vaststellen van de hoekpositie van de drager; d) een zendinrichting; 10 e) een entvanginrichting; f) verbindingsmiddelen voor het verbinden van de zend- ai de ontvang-inrichting met telkens één van de transducenten; g) een eerste weergeef inrichting voor het weergeven van een ultrageluids-beeld in de B-modus, ingericht voor het afbeelden van een cirkel- 15 sectorvormig gedeelte van het object, waarbij de afbeelding bestaat uit m beeldlijnen die tezamen een cirkelsector bestrijken, waarbij de richting van elke beeldlijn overeenkomt met de richting, waarin de met de zend- en de ontvanginrichting verbonden transducent tijdens het ontstaan van de beeldlijn gericht is; 20 h) een twaede weergeef inrichting voor het weergeven van een ultrageluids-beeld in de itanodus, ingericht voor het afbeelden van telkens dezelfde geselecteerde beeldlijn op een aantal achtereenvolgende tijdstippen, waarbij de achtereenvolgende afbeeldingen van de geselecteerde beeldlijn evenwijdig aai elkaar liggen met onderling gelijke tussenruimten; 25 i) een schakelargaan voor het selectief verbinden van de ontvanginrichting met de eerste weergeef inrichting en/of de tweede weergeef inrichting; j) een stuurketen die is ingericht cm de zendinrichting te aktiveren telkens wanneer de drager een van een aantal vooraf bepaalde hoekposities heeft bereikt, en cm het schakelargaan zo te besturen, dat het in elke 30 hoekpositie van de drager, waarin een van de transducenten in een met de geselecteerde beeldlijn overeenkomende richting gericht is, de ontvanginrichting verbindt met de tweede weergeef inrichting.

In een dergelijke inrichting geeft de eerste weergeef inrichting 8102104 l PHN 10.032 2 een tweedimensionale afbeelding weer van het te onderzoeken object, bij1* voorbeeld’ het hart van een patiënt. Daartoe zendt een transducent in een bepaalde richting een ultrageluidsgolf uit en ontvangt vervolgens de door akoestische discontinuïteiten op verschillende dieptes in het object 5 veroorzaakte echosignalen. Deze echosignalen worden weergegeven als ponten op een beeldlijn, waarbij, de richting van de beeldlijn overeenkomt met de richting waarin de transducent gericht is, en de plaats van elk punt op de beeldlijn met de afstand tussen de transducent en de desbetreffende akoestische discontinuïteit. Korte tijd later is de drager over 10 een kleine hoek gedraaid, zodat de transducent nu in een iets afwijkende richting uitzendt en de volgende beeldlijn dienovereenkomstig een iets andere richting heeft. De opeenvolgende beeldlijnen vormen tezamen een afre beelding in de vorm van een cirkelsector (weergave in B-modus). De ge-selekteerde beeldlijn komt qp dezelfde wijze tot stand, maar deze wordt 15 telkens op een andere plaats weergegeven, bijvoorbeeld als een reeks evenwijdige lijnen op een strook papier in een registreerapparaat. Wanneer nu bepaalde akoestische discontinuïteiten in het object bewegen (zoals bijvoorbeeld hartkleppen), zullen de daarmee overeenkomende punten (¾) de geselecteerde beeldlijn telkens op een andere plaats liggen, zodat de 20 achtereenvolgende afbeeldingen van de. geselecteerde beeldlijn een indruk geven van die bewagingen (weergave, in M^nodus).

Teneinde de bewegingen nauwkeurig weer te- geven, is. het van belang, dat het aantal geselecteerde beeldlijnen per tijdseenheid betrekkelijk groot is, bijvoorbeeld meer dan 100 per seconde. Bij bekende 25 inrichtingen van de in de aanhef genoemde soort is het niet mogelijk, zoveel geselecteerde beeldlijnen per seconde te vannen.. Zulke inrichtingen hebben bijvoorbeeld 4 transducenten op de drager die met een snelheid van 7,5 omwentelingen per seconde ronddraait. Iedere transducent wordt per omwenteling m maal door de zendinrichting geactiveerd, zodat vier 30 maal per omwenteling een beeld op dë eerste weergeefinrichting gevormd wordt, dus 30'beelden per seconde. Iedere transducent levert ook eenmaal per omwenteling de gegevens voor de geselecteerde beeldlijn, zodat: eveneens 30 geselecteerde beeldlijnen per seconde gevormd worden.

De uitvinding heeft tot doel, een inrichting van de in de 35 aanhef genoemde soort te verschaffen, waarmee het aantal geselecteerde beeldlijnen,, dat per- seconde gevormd wordt, n maal zo groot is als. het. a: aantal beelden per seconde. Vergeleken met de boven beschreven bekende inrichting worden dan bij een gelijkblijvende beeldfrequentie van 30 Hz 8102104 EHN 10.032 3 120 geselecteerde beeldlijnen per seconde gewoond.

De inrichting volgens- de uitvinding heeft daartoe het kenmerk, dat de stuurketen is ingericht cm de zendinrichting te aktiveren volgens een cyclus, waarin elk van de n transducenten de gegevens verschaft voor 5 het vormen van. *- beeldlijnen, met dien verstande, dat gedurende een omwenteling van de drager alle transducenten tezamen de gegevens verschaffen voor de m beeldlijnen, welke cyclus telkens onderbroken wordt gedurende een anderbrekingsperiode die duurt zolang een van de transducenten een positie inneemt waarin hij gegevens zou verschaffen voor 10 een van de n - 1 beeldlijnen die cnmiddellijk voorafgaan aan öf anmiddel-lijk volgen pp de geselekteerde beeldlijn, waarbij de zendinrichting gedurende de onderbrekingsperiode geaktiveerd wordt op het moment, dat de transducent een positie inneemt, waarin hij gegevens kan verschaffen voor de geselecteerde beeldlijn.

t 15 De uitvinding zal nu nader woeden toegelicht aan de hand van de tekening. Hierin is

Fig. 1 een hlokschema van een uitvoeringsvoorbeeld van een inrichting volgens de uitvinding,

Fig. 2 een meer gedetailleerd blokschema van een deel van 20 de in fig. 1 getoonde inrichting,

Fig. 3 een tijdvolgcrdediagram ter verduidelijking van de werking van de inrichting, en

Fig. 4 een schematische weergave van een deel van de inrichting tijdens de werking.

25

De in fig. 1 als blokschema getoonde inrichting bevat een cm zijn as draaibare cilindervormige drager 1 met vier regelmatig over zijn cmtrèk verdeelde transducenten 3 voor het uitzenden en ontvangen van ultrageluidsenergie. m dit voorbeeld is n dus gelijk aan vier. Deze transducenten bevattend bijvoorbeeld plaatjes piezo-elektrisch materiaal on die van elektroden zijn voorzien. De as 5 van de drager 1 (gestippeld aangeduid) is gekoppeld met een aandrijfmotor 7 en met een hoekdetectie- inrichting 9 voor het vaststellen van de hoekpositie van de drager. De hoekdetectieinrichting 9 en een daarmee verbonden stuurketen 11 zullen verderop aan de hand van fig. 2 meer in detail besproken worden voer 35 zover zij voor een goed begrip van de uitvinding van belang zijn. De stuurketen 11 heeft voorts nog een aantal pp zichzelf bekende functies,, zoals het via een leiding 12 besturen van een snelheidsregelaar 13 voor 8102104 ' > - ψ . _ · r. .. '

X

ΡΗΝ 10.032 4 de aandrijfmotar 7.

De inrichting bevat, voorts een zendinrichting 15 en een ontvanginrichting 17. De zendinrichting 15 bevat vier qp zichzelf bekende hoogfrequent-generatoren, elk. waarvan , is ingericht om na het 5. ontvangen van een door de stuurketen 11 opgewekte en via een leiding 18 teegevoerde startimpuls gedurende korte tijd een transducent 3 te bekrachtigen. Doordat vier generatoren aanwezig zijn, kan aan elke transducent 3 een eigen generator toegewezen worden en kunnen de eigenschappen van de transducent en de bijbehorende generator optimaal 10 aan elkaar worden aangepast. Een verder voordeel van de aanwezigheid van vier generatoren is, dat, terwijl de verbinding tussen een generator en de bijbehorende transducent: verbroken wordt, de verbinding tussen de volgende transducent en generator al tot stand gebracht worden, zodat geen tijdverlies bij het overschakelen optreedt. De zendinrichting 15 15 is via een zendkabel 19 verbonden net, sleepringen 21 die dienen als verbindingsmiddelen voor het verbinden van de zend- en cntvanginrichtingen met telkens één van de transducenten 3. Op deze wijze is elke transducent 3 gedurende ongeveer een kwart omwenteling van de drager 1 met de zend- en antvanginrichtingen verbonden en dus aktief. Gedurende die 20 tijd bestrijkt de zend- en ontvangstriChting van de aktieve transducent een cirkelsectarvocmig gedeelte van het te onderzoeken object. Vervolgens is de volgende transducent aktief en bestrijkt zijn zend- en ontvangstriChting hetzelfde gedeelte van het object, enzovoort. Via een leiding 22 ontvangen de zend- en antvanginrichtingen 15, 17 een door de hoek-25 detectie-inrichting 9 opgewekt signaal, dat aangeeft, welke transducent 3 aktief is.

De sleepringen 21 zijn via een ontvangkabel 23 verbonden met vier voorversterkers 25 die deel uitmaken van de ontvanginrichting 17 en elk waarvan weer optimaal is aangepast aan de eigenschappen van één 30 van de vier transducenten 3. De keuze van een van deze vier voorversterkers wordt uiteraard evenals de keuze van een van de vier generatoren in de zendinrichting 15 bepaald door het via de leiding 22 binnenkomende signaal.

De ontvanginrichting 17 bevat voorts een regelbare versterker 35 27, waarvan de versterking geregeld wordt door een stuurspanning die via een stuuringang 29 wordt toegevoerd en afkomstig is uit een stuur-spanningsgeneratar 31 die qp zijn beurt via een leiding 32 in bedrijf gesteld wordt door de stuurketen 11. Deze voorziening is op zichzelf 81 0 2 1 0 4 _____ EHN 10.032 5 bekend en. heeft tot doel, na het uitzenden van een ultrageluidsgolf door de aktieve transducent 3 de versterking van de versterker 27 geleidelijk cp te voeren ter compensatie van de geleidelijk afnanende sterkte van de ontvangen echosignalen, die het gevolg is van het feit, 5 dat de later ontvangen echosignalen een grotere weg door het te onderzoeken object hebben afgelegd. De regelbare versterker 27 wordt gevolgd door een eveneens op zichzelf bekende ccmpensatieschakeling 33 voor het aanpassen van de dynamiek van de signalen aan de verhouding tussen de '-.maximale en minimale helderheden die een met de ontvanginrichting 17 10 verbonden weergeef inrichting kan weergeven.

De in fig. 1 afgebeelde inrichting bevat twee van zulke weergeef inrichtingen, namelijk een eerste weergeef inrichtingen 35 voor het weergeven van een ultrageluidsbeeld in de B-modus en een tweede weergeef inrichting 37 voor het weergeven van een ultrageluidsbeeld in de 15 M^nodus. Voorts bevat de inrichting een schakelorgaan 39 voor het selectief verbinden van de ontvanginrichting 17 met de eerste weergeef inrichting 35 en/of de tweede weergeef inrichting 37. Dit schakelorgaan wordt via een leiding 40 bestuurd door de stuurketen 11.

De eerste weergeef inrichting 35 bevat een beeldscherm waarop 20 een afbeelding in de vorm van een cirkelsector wordt weergegeven, die bestaat uit 128 beeldlijnen die stralen van de cirkelsector vannen.

In dit voorbeeld is m dus gelijk aan 128. De richting van elk van deze beeldlijnen kant overeen met de richting, waarin de met de zend- en ontvanginrichtingen 15, 17 verbanden transducent 3 (de aktieve trans-25 ducent) tijdens het ontstaan van die beeldlijn gericht is. Elk door de transducent ontvangen echosignaal wordt als een oplichtend punt op de beeldlijn weergegeven, waarbij deze punten verder van het middelpunt van de cirkelsector verwijderd liggen, naarmate zij later door de transducent ontvangen zijn en dus uit diepere delen van het te onder-30 zoeken object afkomstig zijn. Op. deze wijze geeft de afbeelding op het beeldscherm een weergave van de structuur van het door de zend- en ont-vangstrichtingen van de transducenten 3 bestreken cirkelsectorvormige gedeelte van het te onderzoeken object.

De informatie betreffende de helderheid van het beeld cp ieder 35 moment is dus afkomstig uit de ontvanginrichting 17. Wanneer de stand van het schakelorgaan 39 zodanig is, dat geen helderheidsinformatie van de ontvanginrichting 17 aan de eerste weergeef inrichting 35 wordt doorgegeven, regelt de stuurketen 11 via een leiding 42 de helderheid. De 81 0 2 1 0 4 __ « . · * ’ v . · · EHN 10.032 6 informatie over de beeldaftasting, dat wil zeggen de coördinaten, op het beeldscherm van de oplichtende punten, wsrdt door de stuurketen 11 verschaft en via een leiding 41 aan de eerste weergeefinrichting 35 toegevoerd.

5 De tweede weergeefinrichting 37 bevat bijvoorbeeld een regis- tratietoestel voor' het schrijven met een uit een scbrijfëqp afkomstige ultraviolette lichtbundel pp papier dat voor ultraviolet licht gevoelig is (ultraviolet-schrijver). Telkens, wanneer een van de transducenten 3 een positie bereikt heeft, waarin zijn. zend- en ontvangstrichting oser-10 eenkcmt met een tevoren:- geselecteerde, beeldlijn geeft de stuurketen 11 aan het schakelorgaan 39 een commando cm de opvanginrichting 17 te verbinden met de tweede weergeefinrichting 37. Op. het papier van deze weergeefinrichting wordt dan een rechte lijn afgetast, waarbij een punt geschreven wordt telkens wanneer een echosignaal ontvangen wordt door de 15 opvanginrichting 17. De plaats variihet punt op de lijn hangt weer af van het tijdstip waarop de echo ontvangen wordt en deze plaatsinformatie is weer afkomstig van de hoofdstuurketen 11 via een leiding 43. Dit het bovenstaande blijkt,- dat de door de tweede weergeefinrichting afgebeelde lijn dezelfde informatie bevat als een beeldlijn en in feite de geselec-2Q teerde beeldlijn is. Het schakelorgaan 39 kan zo ingericht zijn, dat de geselecteerde beeldlijn uitsluitend op de tweede weergeefinrichting 37 wordt weergegeven, terwijl de helderheid vaa de eerste weergeefinrichting 35 via de leiding 42 op een constante waarde, gehouden wordt. Het is echter ook mogelijk, het schakelorgaan 39 zo in te richten, dat de 25 geselecteerde beeldlijn, zowel op de eerste weergeefinrichting 35 als op de tweede weergeefinrichting 37 wordt weergegeven.

Het papier van de ultravioletschrijver van de tweede weergeefinrichting 37 wordt ten opzichte van de schrijfkop met een constante lage snelheid (bijvoorbeeld 25 mm/s) bewogen in een richtsig loodrecht 30 op de richting waarin de geselecteerde beeldlijnen geschreven morden.

Daardoor worden achtereenvolgende geselecteerde beeldlijnen onderling evenwijdig aan elkaar met gelijke tussenruimten afgeheeld. Indien het te onderzoeken object bewegende structuren bevat, zullen de echo-signalen van die structuren op achtereenvolgende geselecteerde beeld-35 lijnen op verschillende plaatsen liggen, zodat de gevormde afbeelding, wanneer deze loodrecht op de richting van de ^geselecteerde beeldlijnen gelezen wordt, een weergave van de beweging geeft (M-modus).

81 0 2 1 0 4 ____ ESN 10.032 7

Fig. 2 toont een blokschema van een uitvoeringsvoorfaeeld van een schakeling die de hoekdetectieinrichting 9 en de stuurketen 11 omvat.

De hoekdetektieinrichting 9 wordt gevormd door een op de as 5 van de drager 1 bevestigde codeschijf 45 en een 512-teller 47. De codeschijf 5 45 bevat m . n = 512 regelmatig- over zijn omtrek verdeelde merktekens * 49/ bijvoorbeeld spleten in de overigens ondoorzichtige rand van de schijf. Het voorbijkomen van een van deze merktekens wordt gedetecteerd door middel van een eerste opnemer 51, bijvoorbeeld, bestaande uit een lichtbron aan een zijde van de schijf 45 en een lichtgevoelig element 10 aan de andere zijde. De impulsen die door de eerste opnemer 51 afgegeven worden,- wanneer de merktekens 49 voorbijkomen, worden toegevoerd aan de telingang 53 van de 512-teller 47. De codeschijf 45 bevat voorts nog een enkel merkteken 55 dat binnen de door de merktekens 49 gevormde ring ligt en van dezelfde aard kan zijn als deze merktekens. Het voorbijkomen 15 van het merkteken 55 wordt gedetecteerd door middel van een tweede opnemer 57 die van dezelfde aard kan zijn als de eerste opnemer 51.

De daarbij afgegeven iitpulsen worden toegevoerd aan de terugstelingang 59 van de 512-teller 47. Deze 512-teller wordt dus telkens, wanneer het merkteken 55 voorbij de tweede opnemer 57 komt, op nul gezet en telt 20 dan de voorbij de eerste opnemer 51 komende merktekens 49. De in deze teller aanwezige waarde geeft dus de hoekposiitie van de drager 1 aan.

De verdere in fig. 2 aangeduide onderdelen behoren tot de stuurketen 11. Een vooraf instelbare 4-teller 61 is met zijn telingang 63 verbonden met de eerste opnemer 51. De laad-ingang 65 van deze teller 25 is verbonden met een eerste uitgang 67 van de 512-teller 47, waarop telkens na het tellen van 128 inpulsen een- signaal verschijnt. De gegevens ingang 69 van de vooraf instelbare 4-teller 61 is verbonden met een tweede uitgang 71 van de 512-teller 47, waarop de twee meest significante bits van de in deze teller aanwezige waarde verschijnen, die tevens via 30 de leiding 22 aan de zendinrichting 15 en de cntvanginrichting 17 worden toegevoerd. De uitgang 73 van de vooraf instelbare 4-teller 61 is verbonden met de telingang 75 van een 32-teller 77, waarvan de terugstelingang 79 verbonden is met de tweede opnemer 57. De uitgang 81 van de 32-teller 77 is verbonden met een eerste ingang 83 van een coördinaat-35 generator 85, waarvan de uitgang 87 via de leiding 41 verbonden is met de eerste weergeef inrichting 35 (fig. 1). Een tweede ingang 89 van de coördinaatgeneratcr 85 is verbonden met de tweede uitgang 71 van de 512-teller 47.

8102104 __ *v * - . . * ·. . ' PHN 10.032 8

Een digitaal-analoog omzetter 91 heeft een ingang 93 die via een kabel 94 verbonden is met de uitgang 81 van de 32-teller 77 en de tweede uitgang 71 van. de 512-teller 47. Teneinde de- figuur overzichtelijk te houden is de kabel 94 niet. in zijn geheel, getekend.. De digitaal— 5 analoog omzetter 91 heeft verder een uitgang 95 die verbonden is met een eerste ingang 97 van een comparator 99, waarvan de tweede ingang 101 verbonden is met de middenaftakking van een instelbare spannings-deler 103 die geschakeld is tussen een spanningsbron 105 en de massa.

De uitgang 107 van de comparator 99 is verbonden net een laadingang 109 10 van een vooraf instelbare 128-teller 111, aan de gegevensingang 113 waarvan een vaste waarde P wordt toegevoerd. De waarde P is bijvoorbeeld gelijk aan het getal 4 in binaire vorm. De telingang 115 van de vooraf instelbare 128-teller 111 is verbonden met de eerste opnemer 51 en zijn uitgang 117 met de ingang 119 van een decodeerinrichting 121 die vier 15 uitgangen heeft. De eerste uitgang 123 is verbonden met de leiding 40 die naar hetrsehakelorgaan 39 voert, de tweede uitgang 125 is verbonden met de leiding 42. die naar de eerste weergeef inrichting 35 voert,, de derde uitgang 127 is verbonden met de leiding· 18 die naar . de zend-inrichting 25 voert, en de vierde, uitgang 129 is verbonden net de 20 leiding- 43 die naar de tweede weergeef inrichting 37 voert..

De werking van de in fig. 2. afgebeelde schakeling is als volgt.

De codeschijf 45 roteert met dezelfde cmwentelingssnelheid als. de drager 1, zodat tijdens iedere omwenteling van de drager één impuls wordt afgegeven door de tweede opnemer 57 en 512 impulsen door de eerste op-25 nemer 51. De door de tweede opnemer 57 afgegeven impulsen worden toegevoerd aan de terugstel-ingangen 59 en 79 van respectievelijk de 512-teller 47 en de 32-teller 77. De stand van deze beide tellers wordt derhalve éénmaal per omwenteling gelijk gemaakt aan nul.

De door de eerste opnemer 51 af gegeven impulsen warden toe-30 gevoerd aan de telingang 53 van de 5.12-teller 47, de telingang 63 van de vooraf instelbare 4-teller 61 en de telingang 115 van dè vooraf instelbare 128-teller 111. De stand van de 512-teller 47 neemt, dus gedurende een omwenteling gelijkmatig toe van nul. tot 512 cm dan weer bij nul te beginnen. De twee meest significante bits van deze stand, die 35 aangeven welke van de vier transducenten aktief is, worden zoals opgemerkt toegevoerd aan onder meer de leiding 22 en de gegevensingang 69 van de vooraf instelbare 4 teller 61. Verder voert de 512-teller 47 telkens wanneer hij naar de stand nul springt en telkens' na het tellen, van 81 0 2 1 0 4 _ ïHN 10.032 9 « 128 impulsen, dus telkens na een kwart omwenteling, een signaal toe aan de laadingang 65 van de vooraf instelbare 4-teller 61, zodat deze na elke kwart omwenteling geladen wacdt met een beginwaarde, die het volgnummer van de dan akfcieve transducent 3 aangeeft. Vanaf deze beginwaarde telt 5 de teller 61 de inpulsen van de eerste opnemer tot hij de stand 4 bereikt heeft, waarna hij bij de stand nul opnieuw begint te tellen. Telkens als de teller 61 terugspringt naar de stand nul, geeft hij via zijn uitgang 73 een impuls aan de ingang 75 van de 32-teller 77, waarvan de stand, zoals opgemerkt, eenmaal per omwenteling op nul gezet wordt via 10 de terugstelingang 79. De stand van de 32-teller 77 wordt evenals de twee meest significante bits van de stand -van de 512-teller, die het volgnummer van de. aktieve transducent aangeven, toegevoerd aan de coor-dinaat-generatcr 85 en via de kabel 94 aan de digitaal-analoog omzetter 91.

15 Het aan de coordinaat-generator 85 toegevoerde binaire getal bestaat dus in totaal uit zeven bits, te weten de twee bits die het volgnummer van de transducent aangeven (variërend van nul tot drie) en vijf bits uit de 32-teller die een getal aangeval dat varieert van nul tot 31. De waarde van het aan de coordinaat-generator 85 toegevoerde binaire 20 getal varieert dus van 0 tot 127, waarbij elke waarde overeenkomt met het volgnummer van één van de 128 beeldlijnen die tezamen de cirkel-sectcrvormige afbeelding (¾) de eerste weergeef inrichting 35 vermen. Doordat de vooraf instelbare 4-teller 61 telkens, wanneer een nieuwe transducent aktief wordt, begint te tellen bij het volgnummer van die 25 transducent worden de volgnummers van de 128 beeldlijnen aan de coördi-naatgenerator 85 toegevoerd in de volgorde: 0, 4, 8, ... 124, 1, 5, 9, ..., 125, 2, 6, 10, ..., 126, 3 , 7, 11, ..., 127. Op deze wijze wordt, terwijl een van de vier transducenten aktief is, een vierde deel van het totale aantal beeldlijnen gevormd, net dien verstande, dat bij elke trans-30 ducent een ander vierde deel van het aantal beeldlijnen behoort. Wanneer alle transducenten eenmaal aktief geweest zijn, dus na een omwenteling van de drager, zijn dus alle 128 beeldlijnen gevormd. De coordinaat-generator 85 is ingericht cm bij elk volgnummer van een beeldlijn een signaal op te wekken, dat de eerste weergeefinrichting 35 er toe brengt, 35 zijn beeldscherm volgens/desbetreffende beeldlijn af te tasten. De coördinaatgenerator 85 kan daartoe een geheugen met 128 adressen bevatten. Het opgewekte signaal wordt via de leiding 41 naarde eerste weergeefinrichting 35 gevoerd.

8102104 V * · . * * PHN 10.032 10

Aan de ingang 93 van de digitaal-analoog anzetter 91 worden de vijf bits van de stand van de 32-teller 77 toegevoerd en de twee meest significante bits van de 512-teller 47, die samen een getal vonten, dat gelijk is aan het aan de coördinaatgenerator 85 toegevoerde getal en δ overeenkant met het volgnummer van één van de 128 beeldlijnen. Dit getal geeft dus aan, welke beeldlijn op een bepaald ogenblik gevormd wordt.

Het aan de digitaal-analoog omzetter toegevoerde volgnuimer wordt omgezet in een analoge spanning die wordt toegevoerd aan de eerste ingang 97 van de comparator 99. Aan de tweede ingang 101 van die cortr 10 parator wordt een door middel van de spanningsdeler 103 instelbare spanning toegevoerd, waarvan de waarde overeenkomt met een geselecteerde beeldlijn, en op het moment, dat de met het volgnummer overeenkomende spanning gelijk is aan de ingestelde spanning, geeft de comparator een signaal aan de laadingang 109 van de vooraf instelbare 128-teller 15 111, waardoor de beginstand van deze teller gelijk wordt aan de aan zijn gegevens ingang 113 toegevoerde waarde P (bijvoorbeeld vier). Vanaf die waarde telt de teller 111 de impulsen van de eerste opnemer 51 tot hij de waarde 127 bereikt heeft om dan weer naar nul terug te springen.

De stand van de vooraf instelbare 128-teller 111 geeft dus eveneens aan, 20 welke beeldlijn gevormd zou worden en wanneer deze stand, gelijk is aan de oorspronkelijk op de gegevens-ingang 113 aanwezige waarde, is de aan de beurt zijnde beeldlijn, die, welke door: middel van de spanningsdeler T03 geselecteerd was. De stand van de vooraf instelbare 128-teller 111 wordt toegevoerd aan de ingang 119 van de decodeerinrichting 121 die 25· is ingericht cm. bij bepaalde beeldlijnen een aantal verschillende signa- ..... len te genereren. Aan de eerste uitgang 123 verschijnt een signaal, dat het omschakelorgaan 39 zodanig bestuurt, dat, dit omschakelorgaan de ontvanginrichting 17 verbindt met de tweede weergeef inrichting 37 wanneer de geselecteerde beeldlijn aan de beurt, is en uitsluitend met de eerste 30 weergeefinrichting 35 in alle andere gevallen. Zoals eerder werd opgemerkt, kan de 'verbinding tussen de ontvanginrichting 17 en de eerste weergeefinrichting 35 desgewenst ook tijdens het vormen van de geselecteerde beeldlijn blijven bestaan. Aan de tweede uitgang 125 verschijnt een signaal, dat gedurende het vormen van de geselecteerde beeldlijn de 35 helderheid van het op de eerste weergeefinrichting 35 afgebeelde beeld op een vooraf bepaalde constante waarde houdt, wanneer de geselecteerde beeldlijn niet zelf op de eerste weergeefinrichting wordt weergegeven.

Aan de derde uitgang 127 verschijnt een signaal, dat de zendinrichting 8102104 ____ EHN 10.032 11 15 start telkens aan het begin van een beeldlijn die bij de op dat nrnent aktieve transducent behoort. Dit signaal- verschijnt ook aan het begin van de geselecteerde beeldlijn en wel onafhankelijk van de vraag, welke transducent qp dat ogenblik aktief is. De geselekteerde beeldlijn wordt 5 dus vier maal per omwenteling van de drager 1 gevormd. Anderzijds kan dit signaal bij het begin van de beeldlijnen in de naaste omgeving van de geselecteerde beeldlijn soms achterwege blijven, ook als de bij zo'n beeldlijn behorende transducent aktief is. Dit zal verderop aan de hand van fig. 3 nog nader uiteengezet worden.

10 Aan de vierde uitgang 129 ten slotte verschijnt bij het begin van elke geselecteerde beeldlijn een signaal dat als startsignaal voor de tweede weergeef inrichting 37 dient. Bij het ontvangen van dit signaal wordt de schrijfkop van deze weergeef inrichting in beweging gezet. Eventueel kan deze weergeef inrichting een geheugen bevatten, waarin bij 15 het ontvangen van het startsignaal de Van de ontvanginrichting afkomstige helderheidsinfcrmatie van de geselecteerde beeldlijn wordt opgeslagen Dit geheugen kan dan in afwachting van de volgende geselecteerde beeldlijn enkele malen warden gelezen, waarbij telkens de geselecteerde beeldlijn op de tweede weergeef inrichting wordt afgebeeld. Hierdoor kan- een betere 20 zwarting van het voor ultraviolet licht gevoelige papier van deze weergeef inrichting verkregen worden.

Fig. 3 toont een tijdvolgcrdediagram ter illustratie van de boven beschreven gang van zaken tijdens het bedrijf van de inrichting.

Op de bovenste lijn 131 zijn een aantal impulsen van de eerste opnemer 25 51 weergegeten met daarboven volgnunmers van bijbehorende beeldlijnen.

Het volgnunmer van de geselecteerde beeldlijn is met k aangegeven.

De afstand tussen twee opeenvolgende impulsen is 64 ps hetgeen overeenkomt met een cmwentelingssnelheid van de drager 1 van ongeveer 30 omwentelingen per seconde.

30 Cp de tweede lijn 133 zijn de momenten aangegeven, waarop aan de eerste transducent 3 (volgnunmer 0) zendimpulsen worden toegevoerd door de zendinrichting 15. Cp de derde lijn 135 zijn de momenten aangegeven, waarop aan de tweede transducent 3 (volgnunmer 1} zendimpulsen worden toegevoerd. Cp de vierde lijn 137 en op de vijfde lijn 139 35 is hetzelfde aangegeven voor respectievelijk de derde en de vierde transducent (volgnunmers 2 en 3). Men dient daarbij te bedenken, dat de lijnen 133, 135, 137 en 139 in werkelijkheid op elkaar volgen. Eerst is inters de eerste transducent aktief en zendt uit bij het begin van 8102 104 V * ·>*'.

* ΓΗΝ 10.032 12 de beeldlijnen 0, 4, 8, 124. Vervolgens is de tweede transduceat aktief en zendt uit bij het begin van de beeldlijnen 1, 5, 9, ...,125, daarna de derde transducent (beeldlijnen 2, 6, 10, ..., 126) en ten slotte de vierde transducent (beeldlijnen 3, 7, 11, 127). Hoewel, de af- 5 stand tussen de posities van opeenvolgende beeldlijnen door de drager 1 dus in 64 ^is wordt afgelegd, staat voor het vannen van elke beeldlijn 4 x. 64 = 256 ^is ter beschikking. De vier lijnen 133, 135, 137 en 139 zijn in fig. 3 onder elkaar getekend teneinde een overzichtelijker beeld te verschaffen. Zo is bijvoorbeeld duidelijk te zien, dat bij het begin 10 van de geselekteerde beeldlijn k alle transducenten uitzenden. Tijdens het vormen van deze beeldlijn k wordt, zoals eerder opgemerkt, desgewenst aan de eerste weergeefinrichting 35 een van de tweede uitgang van de decodeerinrichting 121 afkomstig signaal toegevoerd, dat de helderheid vna het beeld op een. constante waarde houdt. Dit signaal 15 is op de laatste lijn 141 weergegeven als een 256 ^is durende impuls 143, Uit het bovenstaande zal duidelijk zijn, dat dit signaal iedere keer verschijnt, wanneer een van de transducenten de positie bereikt, die met de geselecteerde beeldlijn k overeenkomt, dus viermaal per omwenteling van de drager 1.

20 In fig. 3 is tevens aangegeven, dat de cyclus, volgens ;.· welke de transducenten bekrachtigd, worden teneinde elk .de gegevens voor een vierde deel van de beeldlijnen te verschaffen, telkens: wordt onderbroken gedurende de periode waarin een van de transducenten een positie inneemt: waarin hij gegevens zou verschaffen voor een van de 25 beeldlijnen k - 3 tot. en met k + 3. In plaats daarvan wordt elke transducent zoals gezegd bekrachtigd op het moment dat hij in een positie is cm gegevens te verschaffen over de geselecteerde beeldlijn, k. Dit betekent, dat de beeldlijnen k - 3 tot en met k + 3 niet op de eerste weergeefinrichting afgebeeld worden. Tegenover het hierdoor ontstane 30 kleine verlies van informatie staat echter de grote winst aan informatie die verkregen wordt door het volgens de M-nodus weergeven van: de geselecteerde beeldlijn k. Heb verlies van informatie kan overigens desgewenst nog verminderd worden, door de transducenten wel te bekrachtigen wanneer zij in een positie zijn cm gegevens te verschaffen 35 over de beeldlijnen k — 3, k - 2 en k — 1. Voor het vormen van deze beeldlijnen staat dan niet de normale tijd van 256 jis ter beschikking maar slechts respectievelijk 192, 128 en 64 ^is. Deze beeldlijnen zijn daardoor onvolledig en zij verschaffen slechts informatie over minder 8102104 H3tï 10.032 13 diep gelegen delen van het te onderzoeken object.

hi fig. 4 is nog eens de drager 1 weergegeven samen met de richtingen waarin de verschillende transducenten, die zelf niet getekend zijn, uitzenden cm de gegevens voor de verschillende beeld-5 lijnen te verkrijgen. De drager 1 roteert met 30 omwentelingen per seccnde in de richting van de pijl 145. De richtingen, waarin de transducenten uitzenden, zijn aangegeven met de volgnuimers van de bijbehorende beeldlijnen. Daarbij zijn de zendrichtingen van de eerste transducent aangegeven met getrokken lijnen, die van de tweede transit) ducent met streeplijnen, die van de derde transducent met streep-stip-lijnen en die van de vierde transducent met streep-kruislijnen. De richting van de geselecteerde beeldlijn k, waarvoor alle transducenten/ uitzenden, is met een getrokken lijn aangeduid.

Het zal duidelijk zijn, dat binnen het kader van de uitvinding 15 vele varianten qp het beschreven uitvoeringsvoarbeeld mogèiijk zijn.

Zo kan bijvoorbeeld voor een ander aantal transducenten of voor een ander aantal beeldlijnen gekozen worden. Ook kunnen de in fig. 2 af-gebeelde hoekdetectieinrichting en stuurketen anders opgebouwd zijn.

Een deel van hun functies zou bijvoorbeeld kunnen worden overgencmen door 20 een microprocessor. Tevens moet worden opgemarkt, dat een aantal op zichzelf békende onderdelen, die voor het begrip van de uitvinding niet van belang zijn, ter wille van de overzichtelijkheid zijn weggelaten. Hiertoe behoren bijvoorbeeld een generator voor het opwekken van het via de leiding 12 aan de snelheidsregelaar 13 toegevoerde 25 stuursignaal en een generator voor het via de leiding 32 aan de stuur-spanningsgenerator 31 toegevoerde signaal. 1 8102104 35

Claims (3)

1. Inrichting voor het onderzoeken van een object met behulp van ultrageluidsgolven, bevattende: a) een cm zijn as (5) draaibare cilindervormige drager (1) met n regelmatig over zijn ontrek verdeelde transducenten (3) voor het uitzenden 5 en ontvangen van ultrageluidsenergie; b) een met de as (5) gekoppelde aandrijfmotor (7)-i c) een hoekdetectieinrichting (9) voor het vaststellen van de hoek-positie van de drager; d) een zendinrichting (15); 10 e) een ontvanginrichting (17); f) verbindingsmiddelen (21) voor het verbinden van de zend- en de ontvanginrichting met telkens één van de transducenten; g) een eerste weergeef inrichting (35) voor het weergeven van een ultra- geluidsbeeld in de B-modus, ingericht voor het afbeelden van een 15 cirkelsectorvormig gedeelte van het object, waarbij de afbeelding bestaat uit m beeldlijnen die tezamen een cirkelsector bestrijken, waarbij de richting- van elke beeldlijn overeenkomt met de richting, waarin de met de zend- en de ontvanginrichting verbonden transducent tijdens het ontstaan van de beeldlijn gericht is; 20 h) een tweede weergeef inrichting (37) voor het weergeven van een ultrage-luidsbeeld in de M-^nodus, ingericht voor het afbeelden van telkens dezelfde geselecteerde beeldlijn op een aantal achtereenvolgende tijdstippen, waarbij de achtereenvolgende afbeeldingen van de geselecteerde beeldlijn evenwijdig aan elkaar liggen net onderling gelijke 25 tussenruimten; i) een schakelorgaan (39) voor het selectief verbinden van dé ontvanginrichting met de eerste weergeefinrichting en/of de tweede weergeefinrichting; j) een stuurketen (11) die is ingericht cm de zendinrichting te aktiveren 30 telkens wanneeer de drager een van een aantal vooraf bepaalde hoek- posities heeft bereikt, en cm het schakelorgaan zo te besturen, dat het in elke hoékpositie van de drager , waarin een van de transducenten in een met de geselecteerde beeldlijn overeenkomende, richting gericht is, de ontvanginrichting verbindt met de tweede, weergeefinrichting, 35 met het kenmerk, dat de stuurketen (11) is ingericht αα de zendinrichting (15) te aktiveren volgens een cyclus, waarin elk van de n transducenten (3) de gegevens verschaft voor het vormen van ~ beeldlijnen, met dien 81 0 2 1 0 4 _____ * ' EHN 10.032 15 verstande, dat gedurende een aiwenteling- van de drager (1) aiip trans-docenten tezamen de gegevens verschaffen vaar de m beeldlijnen, welke cyclus telkens cxiderbrcken vrordt gedurende een onderbrekingsperiode die duurt zolang een van de. transducenten een positie inneemt, waarin 5 hij gegevens zou verschaffen voer een van de n - 1 beeldlijnen die on-middellijk voorafgaan aan of crmiddellijk volgen op de geselecteerde beeldlijn (k), waarbij de zendinrichting gedurende de onderbrékings-periode geaktiveerd wordt op het moment, dat de transducent een positie inneemt, waarin hij gegevens kan verschaffen voor de geselecteerde 10 beeldlijn.

2. Inrichting volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat de hoekdetectieinrichting (9) is ingericht am per omwenteling van de drager m . n impulsen op te wekken en een eerste teller (47) bevat voor het tellen van die impulsen, en dat.de stuurketen (11) is inge- 15 richt cm de zendinrichting (15) te' aktiveren bij het verschijnen van de impulsen met rangnummer 0, n, 2n, 3n, m-n, m+1,m+1 + n, m + 1 +2n, 2m + 1 - n, 2m+2, 2m + 2 + n, 2m -f* 2 + 2n, en bij het verschijnen van de impulsen met rangnummer k -f i, waarbij k een geselecteerde waarde is en waarbij i = 0, m, 2m,___, maar niet 20 bij het verschijnen van de impulsen met rangnummer k-f-i+T, k + i + 2, k + i + n- 1.

3. Inrichting volgens ccnclusie 1 of 2, net het kenmerk, dat het aantal (n) op de drager (1) aanwezige transducenten (3) gelijk is aan vier en dat het aantal (m) beeldlijnen gelijk is aan 128. 25 30 8102 104 35