NL8620030A - Werkwijze en inrichting voor ultrasone reflextransmissieafbeelding. - Google Patents

Description

N.0. 34.033 1 3 C 'C C

Werkwijze en inrichting voor ultrasone reflextransmissie-afbeel- ding.

5 GEBIED VAN DE UITVINDING

De uitvinding heeft in het algemeen betrekking op een ultrasone afbeeldwerkwijze en -inrichting.

10 ACHTERGROND VAN DE UITVINDING

Ultrasone afbeeldstelsels van het transmissietype, waarin een zendomzetter en een ontvangomzetter aan weerszijden van een objekt of te onderzoeken proefstuk zijn geplaatst, zijn bekend, zoals blijkt uit 15 bijvoorbeeld de Amerikaanse octrooischriften 3.937.066 van Green et al en 4.457.175 van Ramsey, Jr. et al. In het algemeen worden C-aftast-beelden geleverd door transmissietypestelsels, die liggen in een vlak dat loodrecht op de uitgezonden golven staat. Ultrasone afbeeldstelsels van het echotype zijn eveneens algemeen bekend, zoals bijvoorbeeld 20 blijkt uit de Amerikaanse octrooischriften 4.016.750 van P.S. Green en 4.305.296 van Green et al. In het algemeen worden beelden van het B-af-tasttype geproduceerd, waarin het gevormde beeld is gelegen in een vlak dat de voortplantingsgolven bevat. Vanzelfsprekend kunnen C-aftestbeelden ook worden verkregen onder toepassing van echotechnieken.

25

SAMENVATTING EN DOELEINDEN VAN DE UITVINDING

Een doel van de onderhavige uitvinding is het verschaffen van een ultrasoon afbeeldstelsel en werkwijze, die de bijzonderheden kombineren 30 van echo- en transmissietypestelsels voor het verbeteren van de beeldweergave .

Een verder doel van de uitvinding is het verschaffen van een stelsel en werkwijze voor het ultrasoon afbeelden van het echo-transmissie-type, waarin een enkele omzetter zowel voor het zenden als het ontvan-35 gen van ultrasone golven funktioneert.

Een verder doel van de uitvinding is het verschaffen van een ultrasoon afbeeldstelsel van het bovenvermelde type, waarin gereflek-teerde golven ontvangen van een gebiedzone achter het brandpunt van de ontvangomzetter, waarvan de gereflekteerde golven het objekt in het 40 brandpunt insonificeren, zodanig worden verwerkt, dat het ontvangen 8620G30 2 signaal informatie voorstelt van het brandpunt en niet specifieke informatie van de gebiedszone waarvan de gereflekteerde signalen worden ontvangen.

Een verder doel van de uitvinding is het verschaffen van een 5 ultrasoon afbeeldstelsel en -werkwijze van het bovenvermelde type, die kan zijn voorzien van een omzetter die voor zowel het uitzenden als het ontvangen van ultrasone golven funktioneert, zonder de noodzaak van afzonderlijke zend- en ontvangomzetters.

Volgens de onderhavige uitvinding bekrachtigt een zender een om-10 zetter voor het richten van ultrasone energie in een sektie van een te onderzoeken objekt. Ultrasone energiegolven die binnen het objekt worden gereflekteerd worden door de omzetter ontvangen, waar zij in elektrische signalen worden omgezet. Bundelfokusseringsmiddelen voor het fokusseren van de omzetter en bundelaftastmiddelen voor het aftasten 15 van de te onderzoeken sektie zijn aanwezig, die elk ultrasoon, mechanisch of elektronisch kunnen zijn uitgevoerd. Het stelsel omvat sig-naalverwerkingsmiddelen die reageren op het elektrische uitgangssignaal van de omzetter voor het verwerken van signalen ontvangen van een gebiedszone gelegen voorbij het punt waar de bundel is gefokusseerd. De 20 signaalverwerking omvat het detekteren van de signalen van de genoemde gebiedszone en de tijdintegratie van de gedetekteerde signalen over de tijdperiode dat de genoemde signalen van de gebiedszone worden ontvangen. De geïntegreerde signaaluitgang, die de informatie voorstelt van het punt waar de ontvangomzetter is gefokusseerd, worden gevoerd naar 25 weergeefmiddelen en leveren informatie voor een pixel van de weergeef-inrichting.

De uitvinding samen met andere doeleinden, bijzonderheden en voordelen, zal duidelijker worden na beschouwing van de hierna volgende gedetailleerde beschrijving van bepaalde uitvoeringsvormen daarvan, in 30 kombinatie met de bijgaande tekeningen. Het zal duidelijk zijn dat de tekeningen slechts ter illustratie dienen en dat de uitvinding niet tot de daarop weergegeven specifieke uitvoeringsvormen beperkt is.

KORTE BESCHRIJVING VAN DE TEKENINGEN 35

In de tekeningen worden dezelfde verwijzingstekens gebruikt om dezelfde onderdelen in de verschillende aanzichten aan te geven.

Figuur 1 toont een blokschema van een ultrasoon afbeeldstelsel volgens de onderhavige uitvinding; 40 figuur 2 toont een tijddiagram ten gebruike voor toelichting van 8620030 3 het stelsel volgens figuur 1; figuur 3 toont in een blokschema een gewijzigde uitvoeringsvorm van een ultrasoon afbeeldstelsel volgens de uitvinding ten gebruike bij driedimensionale afbeelding van een objekt; 5 figuur 4 toont een tijddiagram ten gebruike bij de toelichting van de werking van het stelsel volgens figuur 3; figuur 5 toont in een blokschema een andere gewijzigde uitvoeringsvorm van een ultrasoon afbeeldstelsel volgens de onderhavige uitvinding voor het gebruik bij C-aftastbeelding van het objekt in gekozen 10 vlakken; figuur 6A en figuur 6B tonen samen een blokdiagram van een andere uitvoeringsvorm van de onderhavige uitvinding, die ook wordt gebruikt voor driedimensionale afbeelding van een objekt; figuur 7 toont een tijddiagram ten gebruike bij toelichting van de 15 werking van het stelsel volgens figuur 6A en 6B; figuur 8 toont een blokschema van een bi-modaal afbeeldstelsel voor afbeelding met C-aftasting en B-aftasting; figuren 9, 10, 11 en 12 tonen verschillende omzetter-aftastmidde-len ten gebruike bij ultrasone afbeeldstelsels met reflextransmissie 20 volgens de onderhavige uitvinding; en figuur 13 toont een blokschema van een ultrasoon aftaststelsel met B-aftasting en reflextransmissie volgens de onderhavige uitvinding.

GEDETAILLEERDE BESCHRIJVING VAN DE UITVINDING 25

Verwezen wordt eerst naar figuur 1, waarin een ultrasoon afbeeldstelsel is weergegeven bestaande uit een omzetter 10, die in de weergegeven uitvoeringsvorm wordt gebruikt voor het uitzenden en ontvangen van ultrasone pulsvormige signalen. Ter toelichting van de figuur is 30 een gebogen fokusserende omzetter weergegeven. Ultrasone kompressiegol-ven opgewekt door een fokusserende omzetter 10 worden door een passend akoestisch transmissiemedium, zoals water, niet weergegeven, gekoppeld met het te onderzoeken objekt 14, en worden in het objekt gefokusseerd. Alhoewel het stelsel voldoende is aangepast voor het afbeelden van 35 levende organismen is het niet tot deze speciale toepassing of dit gebruik beperkt. In plaats van de fokusserende omzetter zal het duidelijk zijn dat andere akoestische fokusseringsmiddelen, zoals een akoestische lens, een gebogen akoestische spiegel of dergelijke kunnen worden gebruikt. Ook kunnen elektronische fokusseringsmiddelen worden toegepast 40 in plaats van of als aanvulling op akoestische fokusseringsmiddelen.

8620030 4

Ook, zoals hierna nog duidelijk zal worden, alhoewel het fokusseren gedurende zowel zend- als ontvangbewerkingen de voorkeur verdient, kan alleen fokussering gedurende de ontvangstbewerking of alleen gedurende de zendbewerking worden vereist.

5 Het zenddeel van het stelsel omvat de pulsgenerator 16 voor het periodiek opwekken van hoogfrequente energiepulsen, die door de zendon tv angschake laar 18 worden toegevoerd aan de omzetter 10 voor pulsop-wekking van ultrasone golven, die in het fokusseringspunt F in het ob-jekt 14 worden gefokusseerd. Een werkfrequentie kan worden gebruikt die 10 bijvoorbeeld ligt tussen 1 MHz en 10 MHz. De ultrasone bundelas is aangegeven met het verwijzingscijfer 20 en in de weergegeven uitvoeringsvorm van de uitvinding wordt een C-aftastbeeld van het vlak 22 loodrecht op de as 20 verkregen door verplaatsing van het brandpunt F in het vlak om dit af te tasten. De omzetter 10 en de bijbehorende fokus-15 seringslens 12 worden afgetast in de X- en Y-richtingen, die in figuur 1 zijn aangegeven, door aftastbekrachtiger 24, die daarmee via een mechanische koppeling 26 is verbonden. Het aftastmechanisme 24 omvat een aftastpositie-informatieschakeling waarvan een uitgang is verbonden met de tijd- en stuureenheid 28, die op zijn beurt is voorzien van uit-20 gangen voor het synchroniseren van het zenden, het ontvangen en de weergeefaftastbewerkingen.

Gereflekteerde ultrasone signalen van diskontinuïteiten of ver-strooiers in het objekt 14 ontvangen door de omzetter 10, worden in elektrische signalen omgezet en via de zend-ontvangschakelaar 18 toege-25 voerd aan een signaalontvanger of processor 30, die ter toelichting, een gepoorte versterker 32 bevat. Een niet weergegeven voorversterker kan zijn opgenomen in de verbinding van de ontvangen signalen naar de versterker 32. Een tijdpoortsignaal wordt toegevoerd aan de gepoorte versterker 32 vanaf de timing- en stuureenheid 28 voor het sturen van 30 de ontvangbewerking. In de weergegeven uitvoeringsvorm wordt de ontvanger gepoort voor het verwerken van echosignalen die worden ontvangen uit een volume V binnen een gebiedszone Z gelegen achter het brandvlak 22 en het brandpunt F dat daarin is gelegen; dat wil zeggen vanaf een zone gelegen tegenover het brandvlak van de omzetter. De gebiedszone 35 kan gelegen zijn nabij het brandpunt F en indien gewenst, kan het binneneinde van de gebiedszone gelegen zijn in het brandpunt F. In de weergegeven uitvoeringsvorm worden alleen gereflekteerde signalen ontvangen van binnen de gebiedszone Z verwerkt door de signaalverwerker 30. Vanzelfsprekend kunnen echosignalen ontvangen van verschillende 40 diepten en/of gebiedszones door andere, niet weergegeven middelen wor- 6υ2ϋ030 5 den verwerkt.

Omdat retoursignalen worden ontvangen van een gebied van afstanden Z binnen het objekt, worden ontvangen signalen van de poortversterker 32 versterkt door de versterker 34 met variabele versterking, waarvan 5 de versterking in de tijd wordt gevarieerd overeenkomstig de uitgang van een versterkingsfunktiegenerator 36. De timing van de werking van de versterkingsfunktiegenerator 36 geschiedt onder besturing van timing en stuureenheid 28. De versterking van versterker 34 wordt evenredig met het gebied verhoogd, teneinde aldus de verliezen aan signalen te 10 kompenseren veroorzaakt door akoestische absorptie binnen het objekt. Indien gewenst kan een tijdversterkingsfunktie worden gebruikt, die de toestand benadert waarin gereflekteerde golven die door het brandpunt F van volume V lopen gelijke amplitude bezitten.

Van de versterker 34 met variabele versterking worden ontvangen 15 signalen zoals weergegeven toegevoerd aan versterker 38 met een gewenste versterkingsfunktie. Versterker 38 kan bijvoorbeeld bestaan uit een lineaire versterker of een niet lineaire versterker.

Het uitgangssignaal van versterker 38 wordt gedetekteerd door omhullende detektor 40, die bijvoorbeeld bestaat uit een dubbelzijdige 20 gelijkrichter met laagdoorlaatfiltermiddelen en als uitgang een signaal levert, dat evenredig is met de omhullende van de hoogfrequente sig-naaluitgang van versterker 38. Bij de onderhavige uitvinding wordt de detektoruitgang toegevoerd aan een integrator 42 voor tijdintegratie daarvan gedurende de periode dat signalen worden ontvangen van binnen 25 de gebiedszone Z. Na elke integreerbewerking wordt de integratoruitgang toegevoerd aan een houdschakeling 44, van waaruit het kan worden overgedragen naar een aftastomzetter 46 en vandaar naar de visuele weer-geefmiddelen 48, zoals een kathodestraalbuis, onder sturing van de tijd en de stuureenheid 28. Bij het einde van de ontvangbewerking, na over-30 dracht van de integratoruitgang naar de houdschakeling 44, wordt de integrator 42 teruggesteld door het daaraan toevoeren van een terugstel-signaal via lijn 50 voor de timing- en stuureenheid 28 in voorbereiding op de volgende zend/ontvangcyclus. In de uitvoeringsvorm volgens figuur 1 wordt de informatie voor het weergeven van een enkele pixel voor elke 35 zend/ontvangcyclus verkregen.

Alhoewel de werking van het ultrasone afbeeldstelsel van figuur 1 uit de bovenstaande beschrijving duidelijk zal zijn volgt nu een korte beschrijving daarvan aan de hand van het tijddiagram van figuur 2. De fokusseeromzetter 10 wordt dwars ten opzichte van het objekt 14 in de 40 X- en Y-richtingen verplaatst door het aftastmechanisme 24. Een aftast- 8 6 2 1 'J 3 0 6 positiesignaal wordt geproduceerd door de aftastpositieschakeling die met het aftastmechanisme samenwerkt en toevoert aan de tijd- en stuur-eenheid 28, van waaruit stuursignalen voor de tijdwerking van de zender, ontvanger en de weergeefmiddelen worden verkregen.

5 Gedurende de zendperiode tussen tijden Tl en T2 worden ultrasone golven opgewekt door omzetter 10, die wordt bekrachtigd door het uitgangssignaal van de pulser 16. In figuur 2 zijn de zendpulsen weergegeven bij 52. De ultrasone golfpuls van de fokusserende omzetter 10 loopt in het objekt 14 en ten tijde T3 worden echosignalen gereflekteerd van-10 uit het brandpunt F ontvangen door de omzetter 10. Na een tijdvertra-ging tussen tijden T2 en T4 wordt de ontvanger doorlatend gestuurd door het ontvangen poortsignaal 54, dat wordt toegevoerd aan de gepoorte versterker 32 vanuit de timing en stuureenheid, voor het verwerken van echosignalen ontvangen van een gebiedszone voorbij het brandpunt F. De 15 tijdbestuurde ontvangen signaaluitgang van versterker 38 is bij 56 in figuur 2 weergegeven. Het ontvangen signaal wordt gedetekteerd door detektor 40 met een uitgang 58. Het gedetekteerde signaal wordt geïntegreerd door integrator 42, waarbij de integratoruitgang bij 60 in figuur 2 is weergegeven. Nadat de poort van de versterker is gesloten, 20 ten tijde T5, wordt de integratoruitgang overgedragen naar de houdscha-keling 44 onder besturing van het houdstuursignaal 62. Volgend op deze overdracht, ten tijde T6, wordt de integrator 42 teruggesteld door terugstelsignaal 64. De volgende zend/ontvangcyclus wordt ten tijde T7 met de transmissie van een verdere insonifikatiepuls 52.

25 Uit het bovenstaande zal het duidelijk zijn, dat de totale uitge zonden energie, behalve de voor het brandpunt F verstrooide en geabsorbeerde energie door het brandpunt wordt gezonden. Daarna breidt de energie zich uit en wordt deze verstrooid door inhomogeniteiten van het objekt binnen de in het algemeen konische zone V achter het brandvlak 30 22. De verdeling van de verstrooiingen achter het objekt levert een ef- fektieve uitgestrekte inkoherente insonifikatiebron. Zoals hierboven is opgemerkt wordt de meest effektieve insonifikatie verkregen als de golven gereflekteerd door het brandpunt van elke laag van de gebiedszone nagenoeg dezelfde amplitude bezitten en deze toestand wordt benaderd 35 door een tijd-versterkingskorrektie van de ontvanger, zoals hierboven is vermeld. Als echter de signaal/ruisverhouding bij toenemende diepten te laag is kan een tijd-versterkingskorrektie worden toegepast die zorgt voor een verbeterde signaal/ruisverhouding bij deze diepten.

Verstrooide golven worden ontvangen door de omzetter 10, maar de 40 golven die door het brandpunt F lopen hebben de meeste invloed op het 86ii 0 »?30 7 signaal opgewekt door de ontvangomzetter. De ontvangen golven passeren het brandpunt twee maal en hun amplitude wordt sterk beïnvloed door demping hierin. Het zal dan duidelijk zijn, dat een belangrijk voordeel van de onderhavige uitvinding de mogelijk is om door terugverstrooiing 5 transmissie-typebeelden te maken. Bovendien kan een verbeterde signaal /ruisverhouding worden verkregen als resultaat van de grotere inte-gratietijd, die ook de reduktie van beeldspikkels waarborgt. Thans wordt verwezen naar figuur 3 van de tekeningen, waarin een verbeterde vorm van de uitvinding is weergegeven ten gebruike voor het verkrijgen 10 van driedimensionale beelden van een deel van het inwendige van een objekt 70. In de weergegeven inrichting wordt de informatie getoond voor het afbeelden van meerdere verschillende vlakken 22-1, 22-2, ... 22-N binnen het objekt 70. Een ringvormig omzetterstelsel 72 wordt gebruikt voor pulsinsonifiktie en ontvangst. Uitsluitend ter toelichting 15 is een omzetter weergegeven, die voorzien is van een centrale cirkelvormige elektrode 72-1 en koncentrisch geplaatste ringvormige elektroden 72-2 tot 72-M.

Het zenddeel van het stelsel omvat een gepoorte pulseenheid 74, die voorzien is van meerdere pulsopwekkers die werken met verschillende 20 centrale frequenties f 1, f2, ... fN. Het in-uit-poorten van de puls- schakelingen in de eenheid 74 wordt bestuurd door de timing- en stuur-eenheid 76. Uitgangen van de pulseenheid 74 zijn verbonden met de elementen 72-1 tot 72-M van het ringstelsel 72 door de zend/ontvangschake-laars 18-1 t/m 18M. De gepoorte pulseenheid 72 werkt voor het leveren 25 van elementen van de omzetter 72 met eerste pulssignalen van de centrale frequentie f1, waarvan de timing van deze signalen zorgen voor de levering van een fokusserende bundel met een brandpunt bij Fl in het brandvlak 22-1. Vervolgens worden tweede pulssignalen met centrale frequentie f2 aan de omzetterelementen toegevoerd met de juiste timing 30 voor het leveren van een bundel die wordt gefokusseerd in het vlak 22-2 bij het brandpunt F2. Tenslotte worden pulssignalen met centrale frequentie fN aan de omzetterelementen toegevoerd met de juiste timing voor pulstransmissie van een bundel die is gefokusseerd in het brandpunt FN in vlak 22-N. Een reeks pulsinsonifikaties bij de centrale fre-35 quentie fl t/m fN vindt in snelle opeenvolging plaats voordat enig echosignaal wordt ontvangen uit de gebiedszones voorbij de brandpunten en voordat de signaalverwerkers voor het leveren van echosignalen worden gepoort.

Een signaalontvanger 80 voor het verwerken van de echosignalen met 40 verschilfrequentie is weergegeven en voorzien van meerdere sommeerver- 8 ö 2 si 0 3 ö 8 sterkers 82-1 tot 82-N waaraan elektrische signalen, geleverd door echosignalen aan de omzetterelementen worden toegevoerd via de zend/-ontvangschakelaars. Behalve voor de buitenste ringvormige elektrode 72-M worden elektrische signalen van elementen van het ringvormige 5 stelsel via tijdvertragingsmiddelen 84 verbonden met de sommeerverster-kers voor tijdvertragende fokussering van de omzetter. Hier zijn meerdere vaste signaalvertragingselementen 84D weergegeven met passende tijdvertragingen gebruikt voor het verbinden van elektroden van het om-zetterstelsel met de sommeerversterkers.

10 Zoals uit figuur 3 blijkt is het buitenste ringvormige element 72-2 direkt verbonden met de sommeerversterkers zonder dat deze signalen behoeven te worden vertraagd.

De uitgangen van de sommeerversterker 82-1 tot 82-N zijn verbonden met de bandfilter 86-1 tot respektievelijk 86-N, voor gebruik bij het 15 scheiden van de retours ignalen met de verschilfrequentie. Bij het gebruik van afzonderlijke stellen vertragingsorganen, sommeerschakelingen en filters vindt een ontvangerfokussering plaats op meerdere diepten waar de uitgezonden bursts worden gefokusseerd. De in frequentie gescheiden elektrische signalen worden verwerkt door signaalprocessoren 20 30-1 tot 30-N, die van hetzelfde type kunnen zijn als de signaalproces sor 30 die in figuur 1 is weergegeven en hierboven is beschreven.

De signaalprocessoren worden gepoort onder besturing van de tijden stuureenheid 76 voor het verwerken van signalen uit de gebiedszones achter de bijbehorende brandpunten. In figuur 3 zijn de gebiedszone ZN 25 en het bijbehorende volume VN weergegeven van waaruit echosignalen worden ontvangen voor het verkrijgen van informatie betreffende het brandpunt FN, samen met gebiedszone Zl en Z2. De beeldvlakken worden afge-tast door het bewegen van het ringvormige stelsel 72 volgens de X- en Y-assen onder besturing van de aftastbekrachtiger en de aftastpositie-30 schakeling 24. Uitgangssignalen van de signaalprocessoren 30-1 tot 30-N worden zoals weergegeven toegevoerd aan de visuele weergeefmiddelen 90 voor het selektief of gelijktijdig weergeven van de beelden die verkregen zijn uit de verschillende beeldvlakken. Voor gelijktijdige weergave kunnen de signaalprocessoruitgangen in verschillende kleur worden weer-35 gegeven, zodat daartussen op het scherm 90 een onderscheid wordt gemaakt. Ook kunnen de uitgangen worden gekombineerd in de vorm van stereo-optische paren of op andere wijze worden gekombineerd of afzonderlijk worden weergegeven.

Thans zal een korte beschrijving van de werking van het stelsel 40 volgens figuur 3 worden gegeven aan de hand van het tijddiagram van 8 6 2 0 P -T @ 9 figuur 4. Pulsen 92-1, 92-2 en 92-N, die worden gefokusseerd in de brandpunten Fl, F2 respektievelijk FN, worden in snelle opeenvolging op de tijdstippen Tl, T2 en T3 door het omzetterstelsel 72 uitgezonden onder besturing van de gepoorte pulseenheid 74. Opmerking verdient 5 hier, dat het niet noodzakelijk is korte pulsen te gebruiken zoals vereist bij B-aftasting. Langere pulsen staan het gebruik toe van een hoger gemiddeld zendvermogen en een betere afwijzing van ontvangen ruis. Het gebruik van langere pulsen leidt echter tot direkte ontvangst van signalen van bredere lagen binnen de gebiedszone, wat op zijn beurt re-10 sulteert in een grotere statistische fluktuatie van het gereflekteerde signaalvermogen. De pulslengte kan eenvoudig worden gekozen teneinde de signaal/ruisverhouding in een bepaald te onderzoeken objekt te maximaliseren. Gebruik gemaakt kan worden van relatief smalbandige uitgezonden bursts, elk gefokusseerd op een verschillende diepte en met centra-15 le frequenties die bij benadering omgekeerd evenredig zijn met de brandpuntsafstand. Op de tijdstippen T4, T6 en T10 worden golven ontvangen gereflekteerd van de respektievelijke brandpunten Fl, F2 en FN door pulsen 92-1, 92-2 en 92-N. Hieropvolgende signaalprocessoren 30-1, 30-2 en 30-N worden ten tijde T5, T7 en Til doorlatend gestuurd en ten 20 tijde T8, T9 respektievelijk T12 niet doorlatend gestuurd door poort-signalen 94-1, 94-2 en 94-N. De bovenbeschreven zend/ontvangcyclus wordt herhaald beginnende op tijdstip T13. Afstand-gepoorte ontvangen signalen worden gedetekteerd en geïntegreerd in de signaalprocessoren op de hierboven beschreven wijze aan de hand van de figuren 1 en 2, in 25 voorbereiding van de weergave door de weergeefeenheid 90. Het bovenbeschreven stelsel is voldoende aangepast aan het gebruik in kombinatie met dopplerbloedstroommeetmiddelen met de mogelijkheid tot het weergeven van een driedimensionaal reflextransmissiebeeld en gesuperponeerde beelden van bloedstroming door bloedvaten achtereenvolgens ter plaatse 30 van de beeldvlakken.

Thans wordt verwezen naar figuur 5 van de tekeningen, waarin een gewijzigde uitvoeringsvorm van de uitvinding is weergegeven die is aangepast voor het verkrijgen van C-aftastbeelden met gekozen brandvlak-ken. Het stelsel dat in figuur 5 is weergegeven omvat een ringvormig 35 omzetterstelsel 72 zoals gebruikt bij de inrichting volgens figuur 3, die stelselelementen 72-1 tot 72-M omvat. De aftastbekrachtiger en de aftastpositieschakeling 24 verplaatsen mechanisch de omzetter volgens twee dimensies langs de x-as en de y-as en leveren positiesignalen aan de tijd- en stuureenheid 100. De zend/ontvangeenheid 101 omvat een ge-40 poorte pulsgenerator 102 die verbonden is met de stelselelementen via 8620030 10 zend/ontvangschakelaars 18-1 tot 18-M. De pulsgenerator 102 werkt bij een enkele centrale frequentie en het timen van het poorten van de uitgang daarvan naar de elementen van het omzetterstelsel zorgt voor het fokusseren van de uitgezonden ulrasone pulsen op een gekozen diepte 5 onder besturing van de dieptestuureenheid 104 en de tijd- en stuureen-heid 100.

Elektrische signalen geproduceerd door echogolven bij de omzetter-elementen worden geleverd aan sommeerversterker 108. Variabele vertra-gingsmiddelen zijn opgenomen in de verbinding van alle, behalve het 10 buitenste ringvormige element 72-M van het omzetterstelsel naar de sommeerversterker voor het fokusseren van het ontvangen signaal in hetzelfde brandpunt waar de uitgezonden puls wordt gefokusseerd onder besturing van de dieptesturing 104. In figuur 5 zijn twee van de variabele vertragingsmiddelen 106-1 en 106-2 weergegeven voor het verbinden 15 van de ringvormige omzetterelementen 72-1 respektievelijk 72-2 met de sommeerversterker. De signaalprocessor 30 van hetzelfde type als weergegeven in figuur 1 en hierboven beschreven verwerkt het signaal voor het leveren van een C-aftastbeeld aan de weergeef eenheid 48. Het aan-uit-poorten van de gepoorte versterker in de signaalprocessor geschiedt 20 eveneens onder besturing van de dieptestuurschakeling 104 voor het sturen van de gebiedszone van waaruit echosignalen worden verwerkt in kom-binatie met de zend- en ontvangbrandpunten verkregen door de instelling van de dieptestuureenheid 104.

Een verdere gewijzigde vorm van de uitvinding gebruikt om drie-25 dimensionale beelden te verkrijgen is weergegeven in de figuren 6A en 6b, naar welke figuren thans wordt verwezen. In deze modifikatie wordt een signaal met een enkele frequentie uitgezonden in plaats van een serie pulsen met verschillende centrale frequenties, zoals die gebruikt worden in de uitvoeringsvorm volgens figuur 3. Het weergegeven afbeeld-30 stelsel omvat een ringvormig omzetterstelsel 12, dat van hetzelfde type kan zijn als weergegeven in de figuren 3 en 5, welk stelsel omzetterelementen 72-1 tot 72-M bevat. Een aftastbekrachtiger en een aftast-positieschakeling 24 verplaatst mechanisch de omzetter volgens de assen x en y en levert positiesignalen aan de tijd- en stuureenheid 110.

35 Het zenddeel van het stelsel omvat een gepoorte pulsgenerator 112, die verbonden is met de omzetterstelselelementen via zend/ontvangschakelaars 18-1 tot 18-M. De pulsgenerator 112 werkt bij een enkele centrale frequentie en het timen van de poortbesturing van de uitgang daarvan naar individuele omzetterelementen zorgt voor een zachte fokus-40 sering van de uitgezonden puls. De zacht gefokusseerde uitgezonden bun- 8620030 11 del wordt geïdentificeerd met het verwijzingscijfer 114 en de omzetter-as is geïdentificeerd door het verwijzingscijfer 116. Gedurende ontvangst wordt de omzetter achtereenvolgens gefokusseerd in de brandpunten Fl, F2 en F3 voor het verkrijgen van informatie betreffende de drie 5 verschillende parallelle vlakken waarin de brandpunten zijn gelegen, welke vlakken zich in hoofdzaak loodrecht op de bundelas 116 uitstrekken. Voor de duidelijkheid van de weergave zijn de beeldvlakken in figuur 6A niet weergegeven. Zij kunnen echter op soortgelijke wijze zijn gelegen als de vlakken 22-1, 22-2 en 22-N die in de bovenbeschre-10 ven figuur 3 zijn weergegeven.

De signaalontvanger 120 voor het verwerken van elektrische signalen geproduceerd door echogolven in de omzetterelementen en daarmee verbonden via de zend/ontvangschakelaars 18-1 tot 18-M omvatten een sommeerversterker 124. Ontvangen signalen van alle behalve het buiten-15 ste omzetterelement 72-M zijn aangesloten op de sommeerversterker 124 via variabele vertragingsmiddelen 122, waarvan er twee variabele ver-tragingselementen 122-1 en 122-2 zijn, weergegeven in figuur 6A voor het verbinden van omzetterelementen 72-1 en 72-2 met de sommeerversterker. De variabele vertragingselementen worden gestuurd door uitgangen 20 van tijd- en stuurmiddelen 101, waardoor gedurende ontvangst van echo-signalen door de omzetter 72 de omzetter achtereenvolgens in de brandpunten Fl, F2 en F3 wordt gefokusseerd.

De uitgang van de sommeerversterker 124 wordt toegevoerd aan de versterker 128 met variabele versterking, waarvan de versterking in de 25 tijd wordt gevarieerd overeenkomstig de uitgang van de versterkings-funktiegenerator 130. De tijd- en stuureenheid 101 stuurt de werking van de versterkingsfunktiegenerator 130, teneinde de versterking van versterker 128 evenredig met het gebied te verhogen, teneinde de sig-naalverliezen te kompenseren binnen het objekt met de diepte. Versterk-30 te signalen van de versterker 128 met variabele versterking worden verder versterkt in versterker 132 (figuur 6b) en de uitgang van versterker 132 wordt gedetekteerd zoals bij gebruik van de omhullende detektor 134.

Deze uitvoeringsvorm van de uitvinding omvat meerdere gepoorte 35 integratoren 136-1, 136-2 en 136-3 waaraan het gedetekteerde signaal van detektor 134 wordt toegevoerd. De integratoren 136-1 tot 136-3 worden successievelijk ingeschakeld, dat wil zeggen open gepoort, door in-schakelsignalen die daaraan worden geleverd vanuit de tijd- en stuureenheid 110 via lijnen 140-1 tot respektievelijk 140-3. De gepoorte in-40 tegratoren worden teruggesteld door een terugsteleignaal dat daaraan 8 6 Γ : 12 wordt geleverd door de tijd- en stuureenheid 110 via lijn 142. De ge~ poorte integratoren 136-1, etc. en de variabele vertragingsschakelingen 122-1, etc. worden bestuurd door de tijd- en stuureenheid 110 op zodanige wijze, dat gedurende het ontvangen deel van de zend-ontvangcyclus 5 omzetter 72 achtereenvolgens wordt gefokusseerd in de brandpunten Fl, F2 en F3, terwijl de integratoren 136-1, 136-2 en 136-3 achtereenvolgens worden ingeschakeld voor het integreren van gedetekteerde signalen verkregen van de gebiedszones Zl, Z2 respektievelijk Z3, gelegen voorbij de bijbehorende brandpunten.

10 De uitgangssignalen van de integratoren 136-1, 136-2 en 136-3 wor den overgedragen naar de houdschakelingen 144-1, 144-2 respektievelijk 144-3, welke houdschakelingen worden gestuurd door de tijd- en stuureenheid 110 die daarmee zijn verbonden via lijn 146. Signalen van de houdschakelingen, die verband houden met de akoestische absorptie in de 15 brandpunten, worden toegevoerd aan een weergeefprocessor 148 ter voorbereiding van de weergave op de visuele weergeefmiddelen 150. Tijdsignalen voor juiste timing van de weergave en de weergeefprocessor worden daaraan geleverd vanuit de tijd- en stuureenheid 110 via lijn 152.

Een korte beschrijving van de werking van het afbeeldstelsel dat 20 in figuur 6A en 6b is weergegeven zal thans geschieden aan de hand van het tijddiagram van figuur 7. Terwijl de elektronische fokusserings-omzetter 72 wordt verplaatst langs het te onderzoeken objekt in de x-en y-richtingen door het aftastmechanisme 42 wordt een aftastpositie-signaal geproduceerd en geleverd aan de tijd- en stuureenheid 110 voor 25 gebruik bij de systeemtiming. Ten tijde Tl wordt de omzetter 72 bekrachtigd door de uitgang van de gepoorte pulsgenerator 112 voor het opwekken van een zendpuls 160, die naar het niet weergegeven objekt wordt gekoppeld voor pulsinsonifikatie daarvan. De uitgezonden pulsbun-del wordt zacht gefokusseerd, zoals aangegeven door de bundel 114 in 30 figuur 6A.

De uitgang van versterker 132 in de ontvanger 120 is aangegeven met het verwijzingscijfer 162 in figuur 7 en de uitgang van detektor 134 is aangegeven met het verwijzingscijfer 164. Inschakelsignalen 166-1, 166-2 en 166-3 schakelen achtereenvolgens gepoorte integratoren 35 136-1, 136-2 respektievelijk 136-3 in, waardoor de uitgang 164 van detektor 134 wordt geïntegreerd door integrator 136-1 tussen de tijden T2 en T3, door de integrator 136-2 tussen de tijden T3 en T4 en door de integrator 136-3 tussen de tijden T4 en T5, terwijl signalen worden ontvangen van de gebiedszones Zl, Z2 respektievelijk Z3. De uitgangen 40 van de integratoren 136-1, 136-2 en 136-3 worden aangegeven door refe- 86? 0 * - 13 rentiecijfers 170-1, 170-2 respektievelijk 170-3. Terwijl de integra-toren 136-1, 136-2 en 136-3 worden ingeschakeld worden variabele ver-tragingsmiddelen 122 gestuurd teneinde de omzetter 72 te fokusseren in de brandpunten Fl, F2 respektievelijk F3. Tussen de tijdstippen T2 en 5 T3 wordt dus de omzetter 72 in het brandpunt Fl gefokusseerd, tussen de tijdstippen T3 en T4 wordt deze gefokusseerd in het brandpunt F2 en tussen de tijdstippen T4 en T5 wordt deze gefokusseerd in het brandpunt F3, waardoor de zones van waaruit ontvangen signalen worden verwerkt gelegen zijn voorbij de bijbehorende brandpunten. Ten tijde T6 worden 10 de integratoruitgangen overgedragen naar de houdschakelingen 144-1 tot 144-3 door het houdstuursignaal 172. De uitgangen van de houdschakelin-gen worden geleverd aan de weergeefprocessor 148 voor verwerking ter voorbereiding van de weergave op de weergeefeenheid 150. Ten tijde T7 worden de integratoren teruggesteld door het terugstelsignaal 174 ter 15 voorbereiding van de volgende zend-ontvangcyclus.

Het zal duidelijk zijn, dat de werking van de inrichting volgens de figuren 6A en 6B niet beperkt is tot het ontvangen van signalen van aangrenzende gebiedszones Zl tot Z3. In plaats daarvan kunnen de ge-biedszones waarvan signalen worden verwerkt van elkaar zijn gescheiden. 20 Met passende afstand tussen gebiedszones kan het stelsel een enkele ge-poorte integrator omvatten voor het integreren van signalen verkregen van de op afstand van elkaar gelegen gebiedszones. Bij een dergelijke inrichting wordt de integratoruitgang daarvan overgedragen en de integrator teruggesteld na de ontvangst van signalen van elke gebiedszone.

25 Een bimodaal instrument dat het afbeeldstelsel met variabele diep te en reflextransmissie C-aftasting, weergegeven in figuur 5, kombi-neert met een gebruikelijk B-aftaststelsel is in figuur 8 weergegeven, naar welke figuur thans wordt verwezen. Hier zijn een C-aftast-reflex-transmissiezender/ontvangereenheid 210 en een ringvormig omzetterstel-30 sel 72 weergegeven, die van hetzelfde type kunnen zijn als in figuur 5 is weergegeven en hierboven is beschreven. Een gebruikelijke gepulseerde met B-aftasting werkende zender/ontvangereenheid 212 is eveneens verbonden met het ringvormige omzetterstelsel 72. C-aftast- en B-af-tastbeelden van de eenheden 210 en 212 worden weergegeven door de weer-35 geefeenheid 214. Een tijd- en stuureenheid 216 levert tijd- en stuursignalen aan de C-af tasting, B-aftasting en de weergeef eenheden en omvat schakelstuureenheid 218 voor het kiezen tussen werking met C-aftas-ting en B-aftasting. Voor werking met C-aftasting verplaatst de aftast-bekrachtiger 220, verbonden met omzetter 72, deze omzetter volgens de 40 assen x en y. Als is ingeschakeld op werking volgens B-aftasting werkt 862 (*?30 14 de aftastbekrachtiger 220 zodanig, dat de omzetter 72 heen en weer wordt verplaatst volgens een enkele as, bijvoorbeeld de x-as. Met dit bimodale instrument kan de diepte van een van belang zijnd objekt worden vastgesteld onder toepassing van de B-aftastmodus en de C-aftast-5 dieptestuureenheid 204 kan dan worden ingesteld voor werking bij zodanige diepte voor C-aftastafbeelding daarmee.

De nieuwe reflex-transmissiemethode volgens de onderhavige uitvinding kan gebruik maken van meerdere aftastmethoden en verschillende typen ultrasone omzettere. Zo kan bijvoorbeeld de sektoraftasting wor-10 den toegepast in plaats van, of in kombinatie met lineaire aftasting. Ook kan zowel mechanische als elektronische aftasting worden toegepast of een kombinatie daarvan. In figuur 9 is een omzetter 10 weergegeven, die van het type kan zijn toegepast in het afbeeldstelsel van figuur 1, met uitzondering dat de omzetter wordt verplaatst volgens een com-15 pound-beweging die een rechtlijnige beweging heen en weer omvat volgens as 230 aangegeven met pijl 232 en een schommelende verplaatsing om de as 230 in de richting van de pijl 234. De bundelas is aangegeven met het verwijzingscijfer 236 en de omzetter wordt gefokusseerd in een punt op het oppervlak 238. Echosignalen die ontvangen worden van de zone 240 20 tegenover oppervlak 238 van de omzetter worden verwerkt door de ontvanger van een bijbehorende met C-aftasting en reflextransmissie werkende zender/ontvanger eenheid van het algemene type dat in figuur 1 is weergegeven voor het afbeelden van het oppervlak 238.

In figuur 10 waarnaar thans wordt verwezen, is een ringvormig om-25 zetterstelsel 72 weergegeven, dat dezelfde rechtlijnige en aftastver-plaatsingen kan uitvoeren van de omzetter 10, weergegeven in figuur 9, die hierboven is beschreven. Een zender/ontvangereenheid met reflextransmissie van het algemene type weergegeven in figuur 5, kan worden gebruikt voor het bekrachtigen van de omzetter en voor het verwerken 30 van echosignalen. De omzetter 72 wordt gefokusseerd in het vlak 242 en echosignalen van de zone 244 tegenover het oppervlak 242 van de omzetter worden door de ontvanger verwerkt. De tijdbesturing van de gepoorte pulsgeneratoren in de zender wordt ingesteld door fokussering in het vlak 242 gedurende de pulstransmissie, terwijl variabele vertragings-35 middelen in de ontvanger worden bestuurd voor het fokusseren in het genoemde vlak gedurende de ontvangbewerking.

In figuur 11 is een lineair omzetterstelsel 246 weergegeven met een cilindrische fokusseringslens 248 voor gebruik in kombinatie met een reflex-transmissiezend/ontvanger. Elementen van het omzetterstelsel 40 worden in groepen bediend voor het fokusseren in het vlak 250 en voor 8620036 15 het bundelaftasten in de richting van de pijl 252. De omzetter beweegt heen en weer in de richting van pijl 252. Een reflex-transmissiezend/-ontvangereenheid van het algemene in figuur 5 weergegeven type en dat hierboven is beschreven, kan in de inrichting volgens figuur 11 worden 5 toegepast. Groepen omzetterelementen worden bekrachtigd door gepoorte pulsgeneratoren in de zender, teneinde de bundelaftasting en fokusse-ring te verkrijgen, op een wijze die in de techniek op zichzelf bekend is. Signalen die vanaf de zone 258 tegenover vlak 250 van de omzetter worden gereflekteerd, worden door de ontvanger verwerkt voor het ver-10 krijgen van een beeld van vlak 250.

Een reflextransmissiestelsel voorzien van een tweedimensionaal om-zetterstelsel is in figuur 12 van de tekeningen weergegeven, naar welke figuur thans wordt verwezen. De tweedimensionale omzetter 260 daarin omvat kolommen en rijen van omzetterelementen 262 en ter illustratie is 15 slechts een stelsel weergegeven met een gelijk aantal kolommen en rijen van omzetterelementen. Met dit stelsel kan zowel het fokusseren als het aftasten van het stelsel elektronisch geschieden door het bekrachtigen van groepen van omzetterelementen met juist gefaseerde signalen en door het toepassen van groepen van omzetterelementen en bijbehorende vertra-20 gingsmiddelen bij ontvangst van de echosignalen. De bijbehorende, met C-aftasting werkende transmissie-reflexzend/ontvanger, waarmee het omzetter stelsel is verbonden omvat elektronische schakelingen die nodig zijn voor deze fokusseer- en aftastbewerkingen op een wijze die in de techniek bekend is. Het omzetterstelsel wordt gefokusseerd in vlak 264 25 en signalen gereflekteerd vanaf de zone 266 tegenover vlak 264 van het omzetterstelsel worden verwerkt door de ontvanger voor het op de bovenbeschreven wijze leveren van een beeld van het vlak 264.

Alhoewel met C-aftasting werkende afbeeldstelsels hierboven zijn beschreven zal het duidelijk zijn, dat de nieuwe reflex-transmissie-30 methode volgens de uitvinding niet tot C-aftasting bij afbeelding beperkt is. Ter toelichting is in figuur 13 een afbeeldstelsel met B-af-tasting weergegeven onder toepassing van de reflex-transmissietechniek, naar welke figuur thans wordt verwezen. Het systeem omvat een ringvormig omzetterstelsel 270, bestaande uit meerdere ringvormige omzetter-35 elementen die een centraal cirkelvormig omzetterelement omgeven. Een aftastbekrachtiger en een aftastpositieschakeling 272 delen een com-pound-aftastbewerking mee aan de omzetter door het heen en weer bewegen van deze omzetter om de draaias 274, zoals aangegeven met de dubbele pijl 276 en door verplaatsing volgens een cirkel of een sektor van een 40 cirkel 278 om een as 280 gelegen in een te onderzoeken objekt 282. Zo- 86*0330 16 als blijkt uit de met volgetrokken lijnen getekende positie van het om-zetterstelsel wordt de omzetteras sektorsgewijze afgetast tussen af-tasteindposities 284A en 284b. Informatie betreffende de akoestische absorptie van meerdere punten 286 langs de akoestische as 284 waar de 5 omzetter is gefokusseerd, wordt verkregen uit signalen gereflekteerd van zones, die liggen tegenover de brandpunten van de omzetter en wel op de hierboven beschreven wijze.

De omzetter is verbonden met een volgens B-aftasting werkende reflex-transmissiezend/ontvangeenheid 288, die een gepoorte pulsgenera-10 toreenheid 290 omvat, verbonden met de omzetter via zend/ontvangscha-kelmiddelen 292. Tijdsignalen voor de gepoorte pulsgeneratormiddelen en andere elementen van het stelsel worden geleverd door de tijd- en stuureenheid 294 via lijn 296. De gepoorte pulsgeneratoreenheid kan werken voor het leveren van ofwel een scherp gefokusseerde puls, zoals 15 in het stelsel volgens figuur 5, of een zacht gefokusseerde puls, zoals in het stelsel volgens de figuren 6A en 6B.

Voor de onderhavige beschrijving wordt aangenomen, dat de zender-bundel zacht is gefokusseerd en dat gedurende de ontvangbewerking de omzetter achtereenvolgens wordt gefokusseerd in de brandpunten 286 voor 20 het verkrijgen van informatie betreffende akoestische absorptie van de genoemde punten. Het fokusseren van de omzetter in de verschillende brandpunten gedurende de ontvangst van echosignalen geschiedt onder besturing van variabele vertragingsmiddelen 298. Uitgangen van de variabele vertragingsmiddelen worden toegevoerd aan de sommeerversterker 300 25 voor het kombineren van uitgangssignalen van de afzonderlijke omzetter-elementen van het omzetterstelsel.

Het uitgangssignaal van de sommeerversterker wordt gedetekteerd in de detektor 302, waarvan het uitgangssignaal wordt toegevoerd aan de gepoorte integreermiddelen 304 bestaande uit meerdere gepoorte integra-30 toren voor het integreren van echosignalen ontvangen van een opeenvolging van gebiedszones gelegen tegenover de brandpunten van het omzetterstelsel. De uitgangssignalen van de integrator worden toegevoerd aan afzonderlijke houdschakelingen in houdmiddelen 306. De uitgangssignalen van de afzonderlijke houdschakelingen worden omgezet in digitale vorm 35 in de analoog/digitaalomzettermiddelen 308. De gedigitaliseerde signalen worden toegevoerd aan een digitale computer 310 voor opberging en verwerking met signalen verkregen uit andere lijnen, terwijl de omzetteras wordt afgetast. Verwerkte signalen van de computer 310 worden toegevoerd aan de weergeefmiddelen 312 voor B-aftastweergave daarvan. 40 Het zal duidelijk zijn, dat alhoewel brandpunten 286 zijn weergegeven u ü l 0' 0 3 0 17 de fokussering in de praktijk plaats vindt via een gebied van afstanden, meestal aangegeven als de brandzone. Zonder compound-aftasting zou het beeld van de B-aftasting een relatief lage kwaliteit bezitten. Bij toepassing van een compund-aftastbeweging, zoals is weergegeven in 5 figuur 13, zal een B-aftasting echter een tomografisch aanzicht leveren met hoge resolutie.

De uitvinding is in detail beschreven overeenkomstig de voorwaarden van de octrooibeschrijving, maar vanzelfsprekend kunnen veranderingen en wijzigingen worden voorgesteld door de deskundige op dit gebied. 10 Andere omzetterkonfiguraties, zoals tweedimensionale stelsels van om-zetterelementen kunnen worden toegepast, zolang er fokussering wordt verkregen. Zoals hierboven is opgemerkt kan ofwel een mechanische ofwel een elektronische fokussering en/of aftasting worden toegepast, of een kombinatie hiervan. Bovendien kan de hier besproken afbeeldmethode met 15 reflextransmissie worden gebruikt bij afbeeldstelsels met lens/konju-geer-vlak, zoals geopenbaard in het Amerikaanse octrooischrift 3.937.066 van P.S. Green et al, gepubliceerd op 10 februari 1976, door de geluidsbron achter de lens te plaatsen en toepassing van het bovenbeschreven reflex-transmissieafbeeldproces.

20 Voor werking met meerdere objekten kunnen redelijk uniforme reflex-insonifikaties worden bereikt, in het bijzonder als het f/getal van de fokusserende omzettermiddelen laag is, waardoor de verstrooi-ingskonus achter het brandvlak groot is. Niet uniformiteit van de ver-strooidichtheid achter het brandpunt zou kunnen bijdragen tot laag 25 ruimtelijke frequentievariaties in het veld, dat elk brandvlak insoni-ficeert. Deze variaties, evenals de effekten van demping vanuit het brandvlak gelegen gebieden, indien niet op adequate wijze verwijderd door integratie, kunnen verder worden gereduceerd door verschillende methoden van naverwerking van de ontvangen signalen. Vanzelfsprekend 30 kunnen digitale signaalverwerkingsmethoden worden toegepast in plaats van analoge, die hier zijn beschreven. Bovendien kunnen de ontvanger-bewerkingen worden uitgevoerd door software in een passend geprogrammeerde computer of computers. Ook kunnen, indien nodig afzonderlijke zend/ontvangomzetters worden toegepast die dicht bij elkaar zijn gele-35 gen. Vanzelfsprekend kan het poorten van de ontvanger of de signaalver-werker in punten buiten die van een gepoorte versterker bij de ontvan-geringang of bij de gepoorte integratoren worden overwogen. Verder zal het duidelijk zijn, dat een bron met een chirpsignaal of een op andere wijze gekodeerd signaal kan worden toegepast voor het opwekken van een 40 gechirpte of op andere wijze gekodeerde ultrasone golf, samen met een 8620030 18 ontvanger voor het verwerken van de gechirpte of gekodeerde echosigna-len, zodanig dat het deel van het ontvangen signaal dat wordt gedetek-teerd en geïntegreerd van een gebiedszone informatie voorstelt van een brandpunt gelegen voor de gebiedszone. Ook kan een kontinue in plaats 5 van een pulsbewerking van het nieuwe reflex-transmissieafbeeldstelsel worden gebruikt door toepassing van een bron met kontinu variabele frequentie of op andere wijze gekodeerde bron en een bijbehorende ontvanger. Vanzelfsprekend kan een konventioneel C-aftastbeeld worden verkregen gelijkertijd met een reflex-transmissie-C-aftastbeeld door eenvou-10 dig die signalen te verwerken die door verstrooiers in het brandpunt worden gereflekteerd, en wel op gebruikelijke wijze, vervolgens die signalen te verwerken verkregen van een gebiedszone tegenover het brandpunt, overeenkomstig de werkwijze van de onderhavige uitvinding. Bovengenoemde en andere veranderingen en wijzigingen vallen binnen het 15 kader en de gedachte van de onderhavige uitvinding, zoals in de hierna volgende conclusies aangegeven.

8620030

Claims (43)

1. Ultrasoon afbeeldstelsel voorzien van omzettermiddelen voor het ontvangen van ultrasone signalen gereflekteerd van binnen een te onder- 5 zoeken objekt, welke kombinatie is voorzien van middelen voor het fokusseren van de omzettermiddelen in een brandpunt in het objekt en middelen die reageren op de gereflekteerde signalen ontvangen door de omzettermiddelen van een gebiedszone die tegenover het brandpunt 10 ligt van de omzettermiddelen voor het opwekken van een signaal dat verband houdt met de demping van akoestische golven in het brandpunt.

2. Ultrasoon afbeeldstelsel volgens conclusie 1, waarin de genoemde middelen voor het opwekken van een signaal dat verband houdt met de 15 demping van akoestische golven in het brandpunt zijn voorzien van middelen voor het detekteren van de ontvangen signaaluitgang van de omzettermiddelen, en middelen voor het integreren van de uitgang van de genoemde detek-tiemiddelen over een tijdperiode dat akoestische golven van de genoemde 20 gebiedszone worden ontvangen.

3. Ultrasoon afbeeldstelsel volgens conclusie 1, waarin de genoemde omzettermiddelen scherp zijn gefokusseerd in het genoemde brandpunt terwijl gereflekteerde signalen worden ontvangen van de genoemde ge- 25 biedszone tegenover het brandpunt.

4. Ultrasoon afbeeldstelsel volgens conclusie 1, waarin de genoemde fokusseringsmiddelen zijn voorzien van middelen voor het fokusseren van de omzettermiddelen in meerdere brandpunten op verschillende diep- 30 ten, terwijl gereflekteerde signalen worden ontvangen en de genoemde middelen die reageren op de gereflekteerde signalen reageren op signalen ontvangen van de omzettermiddelen van meerdere ge-biedszones, die elk ligt tegenover een bijbehorend brandpunt van de omzettermiddelen voor het opwekken van meerdere signalen die verband hou- 35 den met de demping van de akoestische golven in het bijbehorende brandpunt.

5. Ultrasoon afbeeldstelsel volgens conclusie 4, waarin de genoemde middelen voor het opwekken van meerdere signalen die verband houden 40 met de demping van de akoestische golven in het bijbehorende brandpunt 862 0 030 zijn voorzien van middelen voor het detekteren van de ontvangen signaaluitgang van de omzettermiddelen, en integreermiddelen voor het integreren van de uitgang van de detek-5 tiemiddelen over meerdere achtereenvolgende tijdperioden dat akoestische golven worden ontvangen van de genoemde meerdere gebiedszones.

6. Ultrasoon afbeeldstelsel volgens conclusie 5, waarin de genoemde integreermiddelen zijn voorzien van meerdere gepoorte integratoren, 10 die achtereenvolgens werkzaam zijn voor het achtereenvolgens integreren van de uitgang van de detektiemiddelen, terwijl akoestische golven van de genoemde meerdere gebiedszones worden ontvangen.

7. Ultrasoon afbeeldstelsel volgens conclusie 1, welk stelsel met 15 pulsen werkt.

8. Ultrasoon afbeeldstelsel met reflextransmissie voor het afbeelden van een sektie binnen een objekt zoals lichaamsdelen, welk stelsel is voorzien van: 20 ultrasone omzettermiddelen, zendmiddelen voor het bekrachtigen van de omzettermiddelen voor het bundelen van ultrasone energiegolven in het objekt voor insonifika-tie daarvan, welke omzettermiddelen echosignalen ontvangen van ver-strooiers binnen het geïnsonificeerde objekt en het omzetten hiervan in 25 elektrische signalen, waarbij genoemde omzettermiddelen worden gefokus-seerd in een brandpunt in het objekt, en ontvangermiddelen die reageren op elektrische signalen van de genoemde omzettermiddelen voor het verwerken van signalen ontvangen van een gebiedszone tegenover het brandpunt van de omzettermiddelen, zodat 30 verwerkte signalen van de gebiedszone informatie voorstellen die verband houden met de demping in het brandpunt, waarbij de amplitude van de echosignalen van de genoemde gebiedszone signifikant afhangt van de demping in het brandpunt.

9. Ultrasoon afbeeldstelsel met reflextransmissie volgens conclu sie 8, waarin de genoemde ontvangermiddelen zijn voorzien van detektie-middelen voor het detekteren van ontvangen signalen, en integreermiddelen voor het integreren van de gedetekteerde signalen over de gebiedszone. 40 8620030

10. Ultrasoon afbeeldstelsel met reflextransmissie volgens conclusie 9, waarin de genoemde integreermiddelen periodiek werkzaam zijn voor het periodiek in de tijd integreren van gedetekteerde signalen, en middelen aanwezig zijn voor het terugstellen van de genoemde inte- 5 greermiddelen na elke integreerbewerking.

11. Ultrasoon afbeeldstelsel met reflextransmissie volgens conclusie 8, voorzien van akoestische fokusseersmiddelen voor het fokusseren van de genoemde omzettermiddelen. 10

12. Ultrasoon afbeeldstelsel met reflextransmissie volgens conclusie 11, waarin de genoemde akoestische fokusseermiddelen bestaan uit fokusseringslensmiddelen.

13. Ultrasoon afbeeldstelsel met reflextransmissie volgens conclu sie 8, waarin de genoemde ultrasone omzettermiddelen zijn voorzien van een stelsel van omzetterelementen en de genoemde ontvangermiddelen zijn voorzien van signaalvertra-gingsmiddelen voor het vertragen van elektrische signalen geproduceerd 20 door de genoemde omzetterelementen voor het fokusseren van de omzettermiddelen.

14. Ultrasoon afbeeldstelsel met reflextransmissie volgens conclusie 13, waarin de genoemde signaalvertragingsmiddelen variabel zijn 25 voor fokussering in verschillende brandvlakken binnen het objekt.

15. Ultrasoon afbeeldstelsel met reflextransmissie volgens conclusie 8, waarin ultrasone energiegolven die in het objekt worden gericht in het brandpunt worden gefokusseerd. 30

16. Ultrasoon afbeeldstelsel met reflextransmissie volgens conclusie 15, waarin de genoemde omzettermiddelen in het brandpunt worden gefokusseerd bij ontvangst van echosignalen.

17. Ultrasoon afbeeldstelsel met reflextransmissie volgens conclu sie 8, waarin de genoemde ultrasone omzettermiddelen zijn voorzien van een eenheidsomzetter die zowel wordt gebruikt voor insonifikatie van het objekt als voor ontvangst van echosignalen.

18. Ultrasoon afbeeldstelsel met reflextransmissie volgens conclu- 8620030 sie 8, voorzien van bundelaftastmiddelen voor het aftasten van de af te beelden sektie.

19. Ultrasoon afbeeldstelsel met reflextransmissie volgens conclu-5 sie 18j waarin de af te beelden sektie gelegen is in een oppervlak dat nagenoeg loodrecht staat op de bundelas van de gefokusseerde omzetter-middelen.

20. Ultrasoon afbeeldstelsel met reflextransmissie volgens conclu-10 sie 19, voorzien van weergeefmiddelen voor C-aftastweergave van verwerkte signalen van de ontvangermiddelen.

21. Ultrasoon afbeeldstelsel met reflextransmissie volgens conclusie 18, waarin de af te beelden sektie is gelegen in een vlak dat de 15 bundelas bevat.

22. Ultrasoon afbeeldstelsel met reflextransmissie volgens conclusie 21, voorzien van weergeefmiddelen voor B-aftastweergave van verwerkte signalen van de ontvangermiddelen. 20

23. Ultrasoon afbeeldstelsel met reflextransmissie volgens conclusie 22, voorzien van aftastmiddelen voor het compound-aftasten van de omzettermiddelen.

24. Ultrasoon afbeeldstelsel met reflextransmissie volgens conclu sie 8, waarin de genoemde zendmiddelen zijn voorzien van middelen voor het richten van een reeks pulsen met verschillende frequentie in het objekt, welke pulsen worden gefokusseerd in brandpunten met verschillende diepte, waarbij de genoemde omzettermiddelen worden gefokusseerd 30 in de verschillende brandpunten bij de ontvangst van echosignalen, waarbij de genoemde ontvangermiddelen zijn voorzien van meerdere parallelle signaalverwerkingskanalen, die elk reageren op een verschillende van de verschilfrequentiesignalen, zodat meerdere verwerkte signalen van meerdere gebiedszones tegenover de bijbehorende brandpunten 35 worden verschaft, die informatie voorstellen van de brandpunten met verschillende diepte.

25. Ultrasoon afbeeldstelsel met reflextransmissie volgens conclusie 24, voorzien van bundelaftastmiddelen voor het verkrijgen van beel-40 den van meerdere nagenoeg parallelle sekties binnen het objekt. 86 2 0 *338

26. Ultrasoon afbeeldstelsel met reflextransmissie volgens conclusie 8, voorzien van bundelaftastmiddelen voor het compound-aftasten van de omzettermiddelen, waarbij de genoemde ontvangermiddelen zijn voorzien van middelen 5, voor het fokusseren in brandpunten met verschillende diepte, en digitale omzettermiddelen die reageren op de verwerkte signalen voor het verder verwerken daarvan ter voorbereiding van tomografische beelden.

27. Met pulsen werkend ultrasoon afbeeldstelsel met reflextrans missie voor het afbeelden van een sektie binnen objekten, zoals lichaamsdelen, welke inrichting is voorzien van een ultrasone omzetter en pulstransmissiemiddelen voor het bekrachtigen van de omzetter voor het richten van ultrasone energiepulsen in het objekt voor pulsinsoni- 15 fikatie daarvan, gebied-gepoorte signaalverwerkingsmiddelen die reageren op de uitgang van de omzetter voor het verwerken van echosignalen ontvangen van verstrooiers over een gebiedszone binnen het geïnsonificeerde objekt, en 20 bundelfokusseringsmiddelen voor het fokusseren van de omzetter in een brandpunt gelegen voor de gebiedszone waarvan echosignalen worden verwerkt, waarbij de amplitude van echosignalen van de gebiedszone in hoofdzaak afhangen van de demping in het brandpunt.

28. Met pulsen werkend ultrasoon afbeeldstelsel met reflextrans missie volgens conclusie 27, waarin de omzetter gedurende pulsinsonifi-katie van het objekt wordt gefokusseerd.

29. Met pulsen werkend ultrasoon afbeeldstelsel met reflextrans- 30 missie volgens conclusie 27, waarin de omzetter wordt gefokusseerd gedurende de werking van de gebied-gepoorte signaalverwerkingsmiddelen.

30. Met pulsen werkend ultrasoon afbeeldstelsel met reflextransmissie volgens conclusie 27, waarin de omzetter zowel gedurende puls- 35 insonifikatie van het objekt als gedurende de werking van de gebied-gepoorte signaalverwerkingsmiddelen wordt gefokusseerd.

31. Met pulsen werkend ultrasoon afbeeldstelsel met reflextransmissie volgens conclusie 27, waarin de verwerkte signalen die afkomstig 40 zijn van echosignalen die door het brandpunt lopen een pixel vormen van 8 ύ ï 0 0 3 0 een weergave, welk stelsel is voorzien van bundelaftastmiddelen voor het aftasten van het brandpunt over de af te beelden sektie, en middelen voor het weergeven van de verwerkte signalen teneinde een 5 beeld van de sektie in de brandpunten te verkrijgen.

32. Met pulsen werkend ultrasoon afbeeldstelsel met reflextrans-missie volgens conclusie 31, waarin een C-aftastweergave in de weer-geefmiddelen wordt toegepast. 10

33. Met pulsen werkend ultrasoon afbeeldstelsel met reflextrans-missie volgens conclusie 27, waarin de genoemde signaalverwerkingsmid-delen zijn voorzien van detektiemiddelen voor het detekteren van de ontvangen signalen, en van 15 integreermiddelen voor het integreren van de gedetekteerde signa len.

34. Met pulsen werkend ultrasoon afbeeldstelsel met reflextrans-missie volgens conclusie 33, voorzien van 20 middelen voor het terugstellen van de genoemde integreermiddelen na elke gebiedpoortbewerking van de signaalverwerkingsmiddelen.

35. Ultrasone afbeeldwerkwijze met reflextransmissie voor het niet binnendringend onderzoek van het inwendige van objekten, zoals 25 lichaamsdelen uit reflekties van verstrooiingen binnen het beeld van ultrasone energie, voorzien van de volgende stappen het ontvangen door middel van gefokusseerde omzettermiddelen van gereflekteerde ultrasone energie en het omzetten hiervan in elektrische signalen, 30 het detekteren van elektrische signalen van de omzettermiddelen, het integreren van gedetekteerde signalen over een tijdperiode gedurende welke gereflekteerde ultrasone energie wordt ontvangen van een gebiedszone die ligt tegenover het brandpunt van de gefokusseerde omzettermiddelen vanaf de genoemde omzettermiddelen, waarbij het geïnte- 35 greerde signaal verband houdt met de demping in het brandpunt, en het gebruik van het geïntegreerde signaal voor het vormen van een pixel van een weergave.

36. Ultrasone afbeeldwerkwijze met reflextransmissie volgens con- 40 clusie 35, voorzien van 86^’ ««TO het aftasten van het brandpunt van de gefokusseerde omzettermid-delen in een oppervlak dat nagenoeg loodrecht staat op de akoestische as daarvan voor het verkrijgen van een C-aftastweergave van pixels.

37. Ultrasone afbeeldwerkwijze met reflextransmissie volgens con clusie 36, waarin dezelfde omzettermiddelen worden gebruikt voor zowel de transmissie als de ontvangst van ultrasone energiepulsen, waarbij de omzettermiddelen worden gefokusseerd in hetzelfde brandpunt gedurende zowel het uitzenden als het ontvangen. 10

38. Met pulsen werkende ultrasone afbeeldwerkwijze met reflextransmissie voor het niet binnendringend onderzoek van het inwendige van objekten, zoals lichaamsdelen, voorzien van de volgende stappen het puls-insonificeren van ten minste een deel van het objekt met 15 een gefokusseerde bundel van akoestische energie voor het produceren van echosignalen van verstrooiers binnen het objekt, het ontvangen door gefokusseerde omzettermiddelen van echosignalen van binnen het objekt en het omzetten hiervan in elektrische signalen, het detekteren van de elektrische signalen, en 20 het voeren van de gedetekteerde signalen door integreermiddelen voor het integreren hiervan over een tijdperiode gedurende welke echosignalen worden ontvangen uit een gebiedszone tegenover het punt waar de omzettermiddelen worden gefokusseerd vanaf de omzettermiddelen, waarbij de uitgangssignalen van de integreermiddelen bij het einde van 25 de tijdperiode sterk afhankelijk zijn van de demping van de akoestische golven in het brandpunt.

39. Met pulsen werkende ultrasone afbeeldwerkwijze met reflex transmissie volgens conclusie 38, waarin de insonificerende puls en de 30 gefokusseerde omzettermiddelen worden gefokusseerd in nagenoeg hetzelfde brandpunt.

40. Met pulsen werkende ultrasone afbeeldwerkwijze met reflex transmissie volgens conclusie 38, waarbij 35 na het einde van de tijdperiode het uitgangssignaal van de inte greermiddelen wordt toegevoerd aan de weergeefmiddelen voor het visueel weergeven daarvan.

41. Met pulsen werkende ultrasone afbeeldwerkwijze met reflex- 40 transmissie volgens conclusie 40, waarbij 8. l 0 3 0 de integreermiddelen worden teruggesteld na het einde van de tijd-periode, en de genoemde stappen worden herhaald.

42. Met B-aftasting werkend afbeeldstelsel voorzien van omzetter- middelen voor het uitzenden van ultrageluid in een af te beelden objekt volgens een bundelas en het ontvangen van echosignalen gereflekteerd door verstrooiers in het genoemde objekt en het opwekken van elektrische signalen in responsie daarop, voorzien van 10 middelen voor het fokusseren van de genoemde omzettermiddelen in de brandpunten op verschillende diepten langs de bundelas in het objekt, middelen die reageren op de gereflekteerde signalen ontvangen door de omzettermiddelen van gebiedszones die liggen tegenover de brandpun-15 ten van de omzettermiddelen voor het verkrijgen van signalen die verband houden met de demping van de akoestische golven in de brandpunten, aftastmiddelen voor compound-aftasting van de bundelassen voor het verkrijgen van signalen die verband houden met de demping van akoesti-20 sche golven in de brandpunten op de snijpunten van elkaar snijdende bundelassen, en middelen voor het opwekken van een B-aftastbeeld van genoemde signalen die verband houden met de demping van de akoestische golven in de brandpunten. 25

43. Met B-aftasting werking afbeeldstelsel volgens conclusie 42, waarin de genoemde middelen voor het verkrijgen van signalen die verband houden met de demping van akoestische golven in de brandpunten zijn voorzien van 30 middelen voor het detekteren van elektrische uitgangssignalen van de omzettermiddelen, en middelen voor het integreren van de gedetekteerde signalen over de tijdperioden dat akoestische golven worden ontvangen van de genoemde gebiedszones tegenover de brandpunten van de omzettermiddelen. 35 ***** 6. i 0 0 3 0