NL8620280A - Ultrasone reflextransmissie-afbeeldingswerkwijze en inrichting met uitwendige reflector. - Google Patents

Description

Ο υ L U 'C II y ^ C-- N.0.34.223 1 j i Ultrasone reflextransmissie-afbeeldingswerkwijze en inrichting I j ! : met uitwendige reflector. __

De uitvinding heeft in het algemeen betrekking op een ultrasone 5: afbeeldingswerkwijze en een inrichting welke het gebruik omvat van uit-; wendige verstrooiers die akoestisch met het af te beelden object zijn gekoppeld, vanaf welke verstrooiers ultrasone energie door het object wordt teruggereflecteerd voor het opwekken van een afbeelding van het inwendige van het object.

i 1 10 Deze octrooiaanvrage is een gedeeltelijke voortzetting van de

Amerikaanse octrooiaanvrage no. 715.199 van 22 maart 1985 van Philip S. j Green getiteld Ultrasone Reflextransmissie-afbeeldingswerkwijze en Inrichting.

Ultrasone afbeeldingstelsels van het transmissietype waarin een 15 zendtransducer en een ontvangtransducer aan tegenovergestelde zijden j van een te onderzoeken object of monster zijn gelegen, zijn welbekend zoals bijvoorbeeld aangegeven in de Amerikaanse octrooi schriften I

3.937.066 (Green e.a.) en 4.457.175 (Ramsey, Jr. e.a.). In het algemeen | worden door stelsels van het transmissietype C-aftastafbeeldingen ver-20 schaft die in een vlak loodrecht op de uitgezonden golven liggen.

Ultrasone afbeeldingstelsels van het echotype zijn eveneens bekend zoals bijvoorbeeld aangegeven in de Amerikaanse octrooi schriften | 4.016.750 (P.S. Green) en 4.305.296 (Green e.a.). In het algemeen worden door stelsels van het echotype afbeeldingen van het B-aftasttype 25 verschaft waarbij de gevormde afbeelding in een vlak ligt dat de voort- i geplante golven omvat. Natuurlijk kunnen C-aftastafbeeldingen eveneens verkregen worden door echotechnieken te gebruiken.

De uitvinding beoogt een ultrasoon afbeeldingstelsel en een werkwijze te verschaffen die de kenmerken van stelsels van het echotype en 30 van het transmissietype combineert teneinde de afbeelding te verbeteren.

De uitvinding beoogt eveneens een verbeterd ultrasoon afbeeldingstelsel van het echotransmissietype te verschaffen waarin de uitgezonden signalen door verstrooiers in reflectiemiddelen worden gereflec-35 teerd die akoestisch met het oppervlak van het object tegenover een ultrasone sonde zijn gekoppeld.

Overeenkomstig de uitvinding bekrachtigt een zender een trans-: ducer om ultrasone energie overeenkomstig een bundel door een te onder-: zoeken object te stralen. Reflectiemiddelen die daarin aangebrachte : 40 verstrooiers hebben zijn akoestisch met het object tegenover de trans- 16202 8 (1

V

2 ducer gekoppeld om ultrasone energie terug te reflecteren door het object. Ultrasone energiegolven die binnen de reflectiemiddelen worden gereflecteerd worden door de tranducer opgenomen waarin zij in elektrische signalen worden omgezet. Er zijn mechanische en/of elektronische 5 bundelfocusseermiddelen aangebracht voor het focusseren binnen het object en bundelaftastmiddelen om de af te beelden sectie af te tasten. Signaalverwerkingsmiddelen die op het elektrische uitgangssignaal van de transducer reageren verwerken de signalen die vanaf een gebiedszone binnen de uitwendige reflectiemiddelen worden ontvangen om een afbeel-10 ding van een sectie van het inwendige van het object op te wekken. De werkwijze en inrichting volgens de uitvinding zijn zeer geschikt voor het inwendige onderzoek van lichaamsdelen, zoals borsten, te onderzoeken personen, en dergelijke.

De uitvinding zal aan de hand van enkele uitvoeringsvoorbeelden i 15 nader worden toegelicht met verwijzing naar de tekeningen, waarin: fig. 1 een blokschema geeft van een ultrasoon afbeeld!ngstelsel volgens de uitvinding; fig. 2 een tijddiagram geeft ter toelichting van de werking van het in fig. 1 aangegeven stelsel; en 20 fig. 3 een blokschema geeft van een gewijzigde vorm van het ultra sone afbeeld!ngstelsel volgens de utivinding voor gebruik bij eht volgens het C-aftasttype afbeelden van het object in gekozen vlakken.

Eerst wordt nu verwezen naar fig. 1. In fig. 1 is een ultrasoon afbeeld!ngstelsel aangegeven dat een transducer 10 heeft die in de aan-25 gegeven opstelling gebruikt wordt voor het uitzenden en ontvangen van ultrasone pulssignalen. Ten behoeve van de weergave is een gekromde focusseertransducer aangegeven. De door de focusseertransducer 10 opgewekte ultrasone compressiegolven worden via een niet-aangegeven en geschikt akoestisch transmissiemediurn, zoals water, gekoppeld aan de te 30 onderzoeken persoon 14 en worden binnen de persoon gefocusseerd. Zoals verderop duidelijk zal worden is het stelsel volgens de uitvinding zeer geschikt voor het ultrasoon afbeelden van levend zacht lichaamsweefsel, zoals borsten, te onderzoeken personen, of dergelijke, door welk weefsel uitgezonden en echosignalen zonder overmatige verzwakking of re-35 flectie volledig kunnen passeren.

Het zal duidelijk zijn dat in plaats van de focusseertransducer andere akoestische focusseermiddelen, zoals een akoestische lens, een : gekromde akoestische spiegel, of dergelijke toegepast kunnen worden. Eveneens kan elektronische focussering toegepast worden in plaats van 40 of in aanvulling op de akoestische focusseermiddelen. Zoals verderop

q ö £ U sL d II

; i 3 duidelijk zal worden is, ofschoon aan focussen'ng zowel tijdens de zendbewerking als ontvangbewerking de voorkeur wordt gegeven, focusse-ring alleen tijdens de ontvangbewerking of alleen tijdens de zendbewerking nodig.

! . i 5 Het zendgedeelte van het stelsel bevat een pulseerschakeling 16 voor het herhaald opwekken van hoogfrequente energiepulsen die via de zend-ontvangschakelaar 18 worden toegevoerd aan de transducer 10 voor het pulsgewijs optrekken van ultrasone golven die in het brandpunt F binnen de persoon 14 worden gefocusseerd. Kenmerkend kan een werkfre-10 quentie van bijvoorbeeld 1MHz tot 10MHz worden toegepast. De as van de ultrasone bundel is geïdentificeerd door het verwijzingscijfer 20 en in de aangegeven uitvoeringsvorm van de uitvinding wordt een C-aftast-afbeelding van het vlak 22 loodrecht op de as 20 verkregen door beweging van het brandpunt F in het vlak teneinde dit af te tasten. De 15 transducer 10 en de bijbehorende focusseerlens 12 worden in de in fig.

1 aangegeven x en y richtingen aftastend bewogen door middel van de aftastbekrachtiger 24 die via een mechanische koppeling 26 daarmede verbonden is. Het aftastmechanisme 24 bevat een aftastpositie-informa-tieschakeling waarvan een uitgang verbonden is met de tijd- en stuur-20 eenheid 28 die op zijn beurt uitgangssignalen heeft voor het synchroniseren van de zend-, ontvang-, en weergeefaftastbewerkingen.

Overeenkomstig de uitvinding zijn reflectiemiddelen 29 akoestisch gekoppeld met het lichaamsdeel 14 tegenover de zendtransducer 10. De reflectiemiddelen kunnen bijvoorbeeld een gel omvatten met verstrooiers 25 of discontinuïteiten die in wezen uniform daarin zijn verdeeld, een vloei stofgevuld orgaan, zoals een watergevulde spons, een vloeistof-gevulde kunststofzak met daarin aangebrachte verstrooiers, of dergelijke. Gels, die verstrooiers bevatten, zijn aangegeven in "A Human Abdominal Tissue Phantom" van P.D.Edmonds, e.a. in Ultrasonic Tissue 30 Characterization II, M. Linzer, ed. Nat. Bureau of Standards, Spec.

Publ. 525 (1977) en een vloei stofgevulde zak met verstrooiers in de vloeistof is aangegeven in "Acoustic wave propagation in randomly distributed sperical particles" van J.C. Macado, e.a. in J. Acoust.

Soc. Amer., 74(5), 1983. De reflectiemiddelen 29 kunnen verstrooiings-, 35 verzwakkings- en snel heidskarakteristieken hebben die gelijk zijn aan die van het zachte weefsel van de persoon 14, maar die bij voorkeur niet-biologisch van aard zijn. De ultrasone energie van de transducer 10 gaat het lichaamsdeel via een hui dlaag 14A binnen en passeert geheel door het lichaamsdeel om tenslotte via de huid aan de tegenovergestelde 40 zijde daarvan uit te treden. Vanuit het lichaamsdeel gaat de uitgezon- e ö έ i) l U Cl 4 i den bundel de reflectiemiddelen 29 binnen en wordt door daarin opgeno- j men verstrooiers of discontinuïteiten gereflecteerd.

De ultrasone signalen, gereflecteerd van verstrooiers of discontinuïteiten binnen de reflectiemiddelen 29, keren via het lichaamsdeel 5 14 terug. De door de tranducer 10 opgenomen gereflecteerde signalen worden in elektrische signalen omgezet en via de zend-ontvangschakelaar 18 toegevoerd aan een signaal ontvanger of processor 30, die ten behoeve van illustratie een poort-versterker 32 heeft. Een niet-aangegeven voorversterker kan in de verbinding van de ontvangen signalen naar de I 10 versterker 32 zijn opgenomen. Een tijdpoortsignaal wordt vanaf de tijd-stuur- en stuureenheid 28 toegevoerd aan de poort-versterker 32 ten behoeve van de besturing van de ontvangbewerking. In de aangegeven uitvoeringsvorm wordt de ontvanger in-gepoort teneinde echosignalen te verwerken die ontvangen worden vanaf een volume V binnen een gebieds-15 zone Z die binnen de reflectiemiddelen 29 achter het brandvlak 22 en het brandpunt F ligt welke zoals boven aangegeven binnen de persoon 14 zijn gelegen. De aangegeven gebiedszone Z is geheel binnen de reflectiemiddelen 29 naast het koppelvlak tussen de persoon 14 en de reflec- j tiemiddelen gelegen. In de aangegeven uitvoeringsvorm worden alleen van 20 binnen de gebiedszone Z ontvangen en gereflecteerde signalen door de signaalprocessor 30 verwerkt. Vanzelfsprekend kunnen echosignalen, die vanaf verschillende diepten en/of gebiedszones zijn ontvangen, verwerkt j worden door niet-aangegeven middelen. Eveneens kan wanneer gewenst de gebiedszone Z zich over het koppelvlak tussen de persoon 14 en de re-25 flectiemiddelen 29 uitstrekken.

Daar terugkeersignalen vanaf een bereik of gebied van afstanden, Z, worden ontvangen, worden door de poort-versterker 32 ontvangen signalen versterkt door de versterker 34 met variabele versterking, waarvan de versterking in de tijd gevarieerd wordt overeenkomstig het uit-: 30 gangssignaal van een versterkingsfunctiegenerator 36. De tijdsturing van de werking van de versterkingsfunctiegenerator 36 gebeurt onder be- i sturing van de tijd- en stuureenheid 28. De versterking van de versterker 34 wordt evenredig aan het bereik verhoogd teneinde het verlies aan signaal veroorzaakt door akoestische absorptie binnen de persoon 14 en 35 reflectiemiddelen 29 te compenseren. Wanneer gewenst kan een tijdver-sterkingsfunctie, die de conditie benadert waarin gereflecteerde golven, die vanuit het volume V door het brandpunt F passeren, van gelijke amplitude zijn, toegepast worden.

Vanf de versterker 34 met variabele versterking worden ontvangen 40 signalen toegevoerd aan de versterker 38 met een gewenste versterkings- 8.6 2 θ H 8 0 5 functie. De versterker 38 kan bijvoorbeeld een lineaire versterker of een niet-lineaire versterker omvatten.

! !

Het uitgangssignaal van de versterker 38 wordt gedetecteerd zoals door een omhullingsdetector 40 die bijvoorbeeld een dubbelzijdige ge-

; 1 I

5 lijkrichter met laagdoorlaat-filtermiddelen omvat en die een uitgangs-! | signaal afgeeft dat evenredig is met de omhulling van het hoogfrequente | uitgangssignaal van de versterker 38. Het uitgangssignaal van de detector wordt toegevoerd aan een integrator 42 ten behoeve van een tijd-integratie daarvan gedurende de periode dat er signalen vanaf de 10 gebiedszone Z worden ontvangen. Na elke integratiebewerking wordt het ! j ! uitgangssignaal van de integrator toegevoerd aan een houdschakeling 44 vanwaar het overgedragen kan worden aan een aftastomzetter 46 en vandaar aan visuele weergeefmiddelen 48, zoals een kathodestraalbuis, on- i der de besturing van de tijd- en stuureenheid 28. Aan het einde van de 15 ontvangbewerking wordt, na overdracht van het uitgangssignaal van de integrator aan de houdschakeling 44, de integrator 42 teruggesteld door I de toevoer van een terugstel signaal daaraan over de leiding 50 vanaf de I tijd- en stuureenheid 28 in voorbereiding voor de opvolgende zend/ont-vangcyclus. In de uitvoeringsvorm van fig. 1 wordt informatie voor het i ' 20 weergeven van een enkelvoudige pixel verkregen voor elke zend/ontvang-cyclus.

Ofschoon gemeend wordt dat de werking van het ultrasone afbeel-dingstelsel van fig. 1 duidelijk blijkt uit de bovengegeven beschrijving zal nu een korte beschrijving daarvan met verwijzing naar het 25 tijddiagram van fig. 2 worden gegeven. De focusseertransducer 10 wordt door middel van het aftastmechanisme 24 in de x en y richtingen over de i persoon 14 bewogen. Door de bij het aftastmechanisme behorende aftast-positieschakeling wordt een aftastpositiesignaal opgewekt dat toegevoerd wordt aan de tijd- en stuureenheid 28 vanwaar er stuursignalen 30 worden verkregen voor de tijdbesturing van de zender, ontvanger, en weergeefmiddelen.

Tijdens de zendperiode worden er tussen de tijdstippen Tl en T2 ultrasone golven opgewekt door de transducer 10 die door het uitgangs-; signaal van de pulseerschakeling 16 wordt bekrachtigd. In fig. 2 zijn 35 bij 52 zenderpulsen aangegeven. De ultrasone golfpuls van de focusseer- j : transducer 10 loopt via de persoon 14 tot in de reflectiemiddelen 29.

Op het tijdstip T3 worden de vanaf het brandpunt F gereflecteerde echo- ; signalen door de transducer 10 ontvangen. Na een tijdvertraging gelegen j tussen de tijdstippen T2 en T4 wordt de ontvanger in-gepoort door het 40 ontvangen poortsignaal 54, dat vanaf de tijd- en stuureenheid aan de O A O Q ft ii L I! ώ ύ I) 6 poort-versterker 32 is toegevoerd, teneinde echosignalen die vanaf de gebiedszone Z binnen de reflectiemiddelen 29 ontvangen zijn te verwer- j ken. Het tijdgepoorte ontvangen uitgangssignaal van de versterker 38 is in fig. 2 bij 56 aangegeven. Het ontvangen signaal wordt door de detec-5 tor 40 gedetecteerd die een uitgangssignaal 58 afgeeft. Het gedetecteerde signaal wordt door de integrator 42 gedetecteerd, waarvan het uitgangssignaal in fig. 2 bij 60 is aangegeven. Nadat de ontvanger op het tijdstip T5 is uit-gepoort wordt het uitgangssignaal van de integrator onder besturing van het houdstuursignaal 62 overgedragen aan de 10 houdschakeling 44. Volgend op deze overdracht wordt de integrator 42 door het terugstel signaal 64 op het tijdstip T6 teruggesteld. De volgende zend-ontvangcyclus begint op het tijdstip T7 met de overdracht van een andere geluidstraalpuls 52.

Uit het bovenvermelde zal het duidelijk zijn dat alle uitgezonden 15 energie, behalve die verstrooid en geabsorbeerd is voor het brandpunt F, via het focuspunt wordt overgedragen. De energie loopt dan uit de persoon 14 tot in de reflectiemiddelen 29. Eenmaal voorbij het brandpunt verspreidt de energie zich in een kegelvorm en wordt hij door in-homogeniteiten van de reflectiemiddelen binnen het in het algemeen 20 kegelvormige volume V verstrooid. Wanneer de discontinuïteiten of verstrooiers binnen de reflectiemiddelen 29 in wezen uniform verdeeld zijn zal het volume V daarin een effectieve uitgestrekte incoherente geluidstralende bron verschaffen. Deze zal een buitengewoon effectieve gel ui dstrali ng verschaffen wanneer de via het brandpunt F vanaf elk dun 25 plaatje van de gebiedszone gereflecteerde golven in wezen dezelfde amplitude hebben en deze conditie bij benadering door tijd-versterkings-correctie van de ontvanger, zoals bovenvermeld, wordt benaderd. Wanneer | echter de signaal-ruisverhouding bij grotere diepten te laag is kan vervolgens een tijd-versterkingscorrectie toegepast worden die bij deze 30 diepten een verbeterde signaal-ruisverhouding verschaft.

De verstrooide golven worden door de transducer 10 ontvangen maar die golven die door het brandpunt F passeren hebben de grootste invloed op het door de ontvangende transducer opgewekte signaal. Wanneer een focussenng zowel tijdens het zenden als tijdens het ontvangen wordt 35 toegepast zoals bij de in fig. 1 aangegeven uitvoering passeren de ontvangen tweemaal door het brandpunt en wordt hun amplitude sterk door de verzwakking daarin beïnvloed. Met de onderhavige uitvinding kunnen door terugverstrooiing afbeeldingen van het transmissietype verkregen worden vanaf brandvlakken 22 binnen de persoon die grenzen aan de huid 40 14A, waar het gezonden signaal uit de persoon treedt en de reflectie- ll b £ H* L ö tl 7 I middelen 29 binnengaat. De werking waarin een terugverstrooiing vanaf verstrooiers binnen de persoon zelf wordt verkregen is aangegeven in de bovenvermelde ouderoctrooiaanvrage serial no. 715.199.

Verwezen wordt nu naar fig. 3 van de tekeningen, waarin een gewij-5 zigde vorm van de uitvinding is aangegeven die aangepast is om bij gekozen brandvlakken C-aftastafbeeldingen te verkrijgen. Het in fig. 3 aangegeven stelsel bevat een ringvormige transducergroepering 72 die : gebruikt wordt voor geluidspulsbestraling en ontvangst. Ten behoeve al- : i leen van illustratie is een transducer aangegeven die een centrale cir-10 keivormige elektrode 72-1 en concentrisch aangebrachte ringvormige elektroden 72-2 tot 72-M heeft.

Een aftastbekrachtiger en aftastpositieschakeling 24 beweegt de transducer mechanisch in twee dimensies langs de x- en y-assen en geeft positiesignalen af aan de tijd- en stuureenheid 100. De zender/ontvan-15 ger eenheid 101 bevat een poort-pulseerschakeling 102 die via de zend/ ontvangschakelaars 18-1 tot 18-M met de groeperingselementen verbonden is. De pulseerschakeling 102 werkt op een enkelvoudige middenfrequen-tie, waarbij de tijdbesturing van het poorten van het uitgangssignaal daarvan voor de elementen van de transducergroepering een focussenng 20 van de uitgezonden ultrasone puls op een gekozen diepte teweegbrengt onder besturing van de stuurschakeling 104 met de tijd- en stuureenheid : 100. In fig. 3 is aangegeven dat de transducer gefocusseerd is in een brandpunt F binnen de persoon 14.

Volgens de uitvinding zijn de reflectiemiddelen 29 akoestisch ge-j 25 koppeld met de persoon 14 tegenover de transducergroepering 72, waardoor de uitgezonden pulsen door de persoon passeren tot in de reflectiemiddelen. Zoals boven opgemerkt kan de gebiedszone Z van waaruit echosignalen worden verwerkt zich uitstrekken over het koppelvlak tussen de persoon 14 en de reflectiemiddelen 29, en in fig. 3 is een der-30 gelijke situatie aangegeven. Men kan zien dat de gebiedszone Z zich uitstrekt vanaf een plaats in de persoon tegenover het brandpunt F naar een plaats in de reflectiemiddelen 29.

De door de echogolven bij de transducerelementen opgewekte elek-| trische signalen worden aan de sommeerversterker 108 toegevoerd. Varia- ; 35 bele vertragingsmiddelen zijn opgenomen in de verbinding van alle elementen, behalve die van het buitenste ringvormige element 72-M van de ; transducergroepering, naar de sommeerversterker voor de focussering van het ontvangen signaal in hoofdzaak in hetzelfde brandpunt als waarin de uitgezonden puls onder besturing van de dieptestuurschakeling 104 is ; 40 gefocusseerd. In fig. 3 zijn twee van de variabele vertragingsmiddelen 8620280 8 I 106-1 en 106-2 in de verbinding van de transducerelementen 72-1 en 72-2 j respectievelijk naar de sommeerversterker aangegeven. Een signaal pro- ! cessor 30 van hetzelfde type als aangegeven in fig. 1 en zoals boven- ! beschreven verwerkt het signaal teneinde in de weergeefeenheid 48 een 5 C-aftestafbeelding te verschaffen. De in-uit poorting van de poort-versterker opgenomen in de signaalprocessor gebeurt eveneens onder besturing van de dieptestuurschakeling 104 voor het sturen van de gebieds- ! zone Z van waaruit echosignalen verwerkt worden in samenhang met de door de instelling van de dieptestuurschakeling 104 vastgelegde zend-10 en ontvangbrandpunten. In dit geval worden echosignalen, gereflecteerd door verstrooiers of discontinuïteiten zowel in de persoon als in de reflectiemiddelen, binnen het volume V dat door het tussenvlak daartussen doorsneden wordt, verwerkt teneinde een afbeelding van het brand-vlak 22 binnen de persoon te verkrijgen.

15 Nadat de uitvinding nu in detail beschreven is zal het duidelijk zijn voor de deskundige dat talrijke veranderingen en modificaties binnen het kader van de uitvinding mogelijk zijn. Al deze modificaties om- i vatten echter het gebruik van reflectiemiddelen met daarin verdeelde discontinuïteiten of verstrooiers die akoestisch gekoppeld zijn met 20 de persoon tegenover de ultrasone sonde, van welke discontinuïteiten of verstrooiers echosignalen gedurende tenminste een deel van de ont-vangbewerking worden ontvangen.

Reflectiemiddelen van dit type kunnen gebruikt worden in samenhang ; met een brede verscheidenheid van reflextransmissie-afbeeldingstelsels 25 en werkwijzen. Er kunnen bijvoorbeeld reflectiemiddelen worden gebruikt ; met een stelsel voor het verkrijgen van drie-dimensie afbeeldingen van een deel van het inwendige van een persoon. Bij deze stelsels wordt in- ! formatie voor het afbeelden in een aantal verschillende vlakken verkre- ; gen. Voor een gelijktijdige weergave kunnen signalen, die representa-30 tief zijn voor verschillende vlakken, in afzonderlijke kleur worden weergegeven om onderscheid daartussen te maken bij een weergave. Op al- ! ternatieve wijze kunnen signalen gecombineerd worden om stereoptische paren te vormen of op andere wijze gecombineerd of afzonderlijk weerge- ; geven worden.

35 Eveneens kunnen B-aftastafbeeldingen opgewekt worden door als functie van bereik het geïntegreerde signaal vanaf een bereik- of gebiedszone buiten elk punt in het B-aftastgebied weer te geven, waarbij tenminste enige van deze signalen vanaf akoestisch met de persoon gekoppelde uitwendige reflectiemiddelen geëchood worden. Hiervoor is 40 zowel dynamische focussering als een continue tijdverschuiving van de 1620280 i 9 integratiezone nodig, hetgeen een proces is dat in digitale techniek | gemakkelijk geïmplementeerd kan worden. Voor een verbeterde resolutie | kan daarmede een samengestelde aftasting toegepast worden. In elk geval wordt enige zo niet alle pixel-informatie voor de weergave, onafhanke-i 5 lijk of het een C-aftasting of B-aftasting is, verkregen uit een j 1 gebiedszone of gedeelte van een gebiedszone binnen de akoestisch met de ! ; persoon gekoppelde reflectiemiddelen.

Reflextransmissie-afbeeldingstelsels kunnen gecombineerd zijn met ; andere stelsels zoals een gebruikelijk B-aftaststelsel waarin informa-10 tie voor een B-aftastweergave verkregen wordt van reflecties van binnen de persoon en informatie voor de weergave van de reflextransmissie-afbeelding volledig of gedeeltelijk verkregen wordt van verstrooiers die in de akoestisch met de persoon gekoppelde reflectiemiddelen aanwezig zijn.

15 Eveneens kan de uitvinding toegepast worden in reflextransmissie- afbeeldingstelsels die verschillende aftestpatronen, verschillende af-tastmiddelen en/of verschillende typen van ultrasone transducers gebruiken. Een lineaire transducergroepering kan bijvoorbeeld gebruikt worden in plaats van een gefocusseerde transducer voor lineair-lineair, : 20 lineair-sector, of dergelijke type aftastpatronen. Eveneens kan of een gefocusseerde transducer (zoals aangegeven in fig. 1) of een gefaseerde transducergroepering (zoals aangegeven in fig. 3) gebruikt worden met in wezen elk gewenst aftestpatroon, zoals lineair-lineair, lineair-sector, sector-sector, spiraal vormig, stervormig, of dergelijke.

25 Digitale signaalverwerkingswerkwijzen in plaats van de analoge I werkwijzen, die aangegeven en beschreven zijn hierin, kunnen in de praktijk van deze uitvinding toegepast worden. Verder zal het duidelijk : zijn dat ontvangbewerkingen geschikt zijn voor uitvoering door software j ! in een geschikt geprogrammeerde computer of computers. Eveneens kunnen 30 afzonderlijke zend- en ontvangtransducers, die nauw bij elkaar geplaatst zijn, worden toegepast wanneer gewenst. Het spreekt vanzelf dat het poorten van de ontvanger of signaalprocessor in andere punten dan in een poort-versterker aan de ingang van de ontvanger overwogen kan worden. Gepoorte integratoren kunnen bijvoorbeeld toegepast worden.

35 Verder zal het duidelijk zijn dat een chirp-signaal of op andere wijze gecodeerde signaal bron toegepast kan worden om een chirp- of op andere wijze gecodeerde ultrasone golf op te wekken tezamen met een ontvanger : voor het verwerken van het chirp- of gecodeerde echosignaal zodat het gedeelte van het ontvangen signaal, dat gedetecteerd en geïntegreerd | 40 wordt vanaf een gebiedszone tenminste voor een deel gelegen in de uit-

Ö £i £ U L « O

10 * wendig met de persoon gekoppelde reflectiemiddelen, informatie van een brandpunt binnen de persoon representeert.

Verder kan een continue in plaats van pulsbewerking van het nieuwe ! afbeeldingstelsel toegepast worden door een continu variabele frequen-5 tie of op andere wijze gecodeerde bron en bijbehorende ontvanger te ge-: bruiken. Vanzelfsprekend kan een gebruikelijke C-aftastafbeelding verkregen worden op hetzelfde moment dat een reflextransmissie C-aftastafbeelding verkregen wordt door eenvoudig die signalen, die van verstrooiers in het brandpunt gereflecteerd zijn, op gebruikelijke wijze 10 te verwerken en door deze vanaf een gebiedszone binnen de reflectiemiddelen verkregen signalen dan te verwerken op de hierin beschreven wijze.

Aanvullend is de uitvinding niet beperkt tot het gebruik van de bovenbeschreven reflectiemiddelen of tot reflectiemiddelen waarin de 15 verstrooiers of discontinuïteiten in wezen uniform verdeeld zijn. Bijvoorbeeld kunnen reflectiemiddelen, waarin de dichtheid van verstrooiers of discontinuïteiten bijvoorbeeld vanaf de voorzijde naar de achterzijde daarvan varieert, toegepast worden. Eveneens kunnen andere reflectiemiddelen bij de uitvoering van deze uitvinding toegepast 20 worden.

.

ö(! <5 ft O (S ft © ij c i< L· q y

Claims (17)

1. Ultrasone afbeeldingswerkwijze voor het afbeelden van het inwendige van objecten, zoals lichaamsdelen, welke werkwijze omvat de stappen van het akoestisch koppelen van reflectiemiddelen met ver- 5 strooiers daarin aan een object, het uitzenden van een ultrasone bundel door een gedeelte van het object tot in de reflectiemiddelen en het ontvangen van door verstrooiers binnen de reflectiemniddelen gereflecteerde echo's, en het verwerken van echo's, die vanaf een gebiedszone binnen de reflectiemiddelen ontvangen zijn, om gegevens te vormen voor 10 een weergave van een gedeelte van het inwendige van het object waardoor ontvangen echosignalen passeren.

2. Ultrasone afbeeldingswerkwijze volgens conclusie 1 met de stap van het focusseren van de ultrasone bundel in een brandpunt binnen het object.

3. Ultrasone reflextransmissie-afbeeldingswerkwijze voor het niet- invasief onderzoeken van het inwendige van objecten, zoals delen van het lichaam van een persoon, welke werkwijze omvat de stappen van het akoestisch koppelen van ultrasone transducermiddelen met een lichaamsdeel, het focusseren van de ultrasone transducermiddelen in een brand-20 punt binnen het lichaamsdeel, het akoestisch koppelen van reflectiemid- ! delen met daarin verdeelde verstrooiers aan het lichaamsdeel tegenover de transducermiddelen, het bekrachtigen van de ultrasone transducermid- ! delen voor het bundelgewijs stralen van ultrasone energie door het lichaamsdeel tot in de reflectiemiddelen, het ontvangen door de ultrasone ; 25 transducermiddelen van echosignalen vanaf verstrooiers binnen de reflectiemiddelen, welke echosignalen door het lichaamsdeel terugkeren, en het verwerken van echosignalen, die ontvangen zijn van verstrooiers binnen de reflectiemiddelen over een gebied van diepten daarin, om gegevens te vormen voor het weergeven van een gedeelte van het inwendige 30 van het lichaamsdeel waarop de transducermiddelen zijn gefocusseerd.

4. Ultrasone reflextransmissie-afbeeldingswerkwijze volgens conclusie 3, waarbij het focusseren van de ultrasone transducer tijdens de , bekrachtiging daarvan teweeg wordt gebracht.

5. Ultrasone reflextransmissie-afbeeldingswerkwijze volgens con-35 clusie 3, waarbij het focusseren van de ultrasone transducer tijdens de ontvangbewerking daarvan wordt teweeggebracht.

6. Ultrasone reflextransmissie-afbeeldingswerkwijze volgens conclusie 3, waarbij het focusseren van de ultrasone transducer teweeg wordt gebracht zowel tijdens bekrachtiging daarvan als tijdens de ont- 40 vangbewerking daarvan. 8620280 ♦

7. Ultrasone reflextransmissie-afbeeldingswerkwijze volgens con- I clusie 3, waarin door de ultrasone transducer ontvangen echosignalen worden omgezet in elektrische signalen, waarbij de verwerkingsstap omvat het detecteren van de elektrische signalen van de transducermidde-I ! 5. en, het integreren van gedetecteerde signalen ontvangen over een tijd- periode dat echosignalen ontvangen zijn van het gebied van diepten binnen de reflectiemiddelen, waarbij de geïntegreerde signalen betrokken zijn op verzwakking in het brandpunt binnen het lichaamsdeel, en het gebruiken van het geïntegreerde signaal om een pixel van een weergave ; 10 teweeg te brengen.

8. Ultrasone inrichting voor het onderzoeken van het inwendige van een object, zoals een lichaamsdeel van een persoon, welke inrichting ; omvat ultrasone reflectiemiddelen met daarin verdeelde verstrooiers, middelen om de reflectiemiddelen akoestisch te koppelen met een te on-15 derzoeken object, ultrasone transducermiddelen voor het uitzenden van ultrasone energie door het object tot in de reflectiemiddelen en voor het ontvangen van echosignalen van verstrooiers binnen de reflectiemiddelen, middelen om de ultrasone transducermiddelen te focusseren in een brandpunt binnen het object, en verwerkingsmiddelen om echosignalen die 20 ontvangen zijn door de ultrasone transducermiddelen van over een gebied van diepten binnen de reflectiemiddelen te verwerken om gegevens te vormen voor het weergeven van een gedeelte van het inwendige van het | object.

9. Ultrasone inrichting volgens conclusie 8, waarin de reflectie- 25; middelen niet-biologisch zijn.

10. Ultrasone inrichting volgens conclusie 9, waarin de reflectiemiddelen een vloestofgevulde spons omvatten.

11. Ultrasone inrichting volgens conclusie 9, waarin de reflectie-: middelen een gel omvatten met in wezen uniform verdeelde verstrooiers 30 daarin.

12. Ultrasone inrichting volgens conclusie 9, waarin de reflectie-! middelen een vloei stofgevulde zak omvatten met daarin gedispergeerde verstrooiers.

13. Ultrasone inrichting volgens conclusie 8, waarin de verwer- I 35 kingsmiddelen integratiemiddelen omvatten voor het integreren van echosignalen die van het gebied van diepten ontvangen zijn.

14. Ultrasone inrichting volgens conclusie 8, waarin de verwerkingsmiddelen middelen omvatten voor het verwerken van echosignalen die ontvangen zijn van een gebiedszone, die zich over het koppel-vlak tus- 40 sen het object en de reflectiemiddelen uitstrekt. © ff- <n> O β β y %2 c, y L· y u 4

15. Ultrasoon reflextransmissie-afbeeldingstelsel voor het afbeelden van een sectie van het inwendige van het lichaam van een persoon, omvattende ultrasone transducermiddelen, zendermiddelen voor het be- ! krachtigen van de transducermiddelen om bundelgewijs ultrasone energie-5 golven door het lichaamsdeel van de persoon te stralen, reflect!emidde-len met daarin aangebrachte verstrooiers akoestisch gekoppeld met het lichaamsdeel om ultrasone energiegolven, die door het lichaamsdeel gepasseerd zijn, terug te reflecteren door het lichaamsdeel, waarbij de transducermiddelen de energiegolven ontvangen die door verstrooiers 10 binnen de reflectiemiddelen gereflecteerd zijn en deze in elektrische signalen omzetten, op de elektrische signalen van de transducermiddelen reagerende ontvangmiddelen om signalen te verwerken die afgeleid zijn van een gebiedszone binnen de reflectiemiddelen, en focusseermiddelen om de transducermiddelen te focusseren in een brandpunt binnen het li-15 chaamsdeel van de persoon, waarbij de amplitude van de ultrasone energiegolven, die gereflecteerd zijn door de gebiedszone binnen de reflectiemiddelen, in wezen afhankelijk zijn van de verzwakking in het brandpunt binnen het object.

16. Ultrasoon reflextransmissie-afbeeldingstelsel volgens conclu- ; 20 sie 15, waarin de ontvangmiddelen middelen omvatten voor het detecteren van elektrische signalen van de transducermiddelen, middelen voor het integreren van de gedetecteerde signalen over een tijdperiode waarin j gereflecteerde signalen van de gebiedszone worden ontvangen, en midde- I len voor het samenstellen van een ultrasone afbeelding met behulp van 25 het uitgangssignaal van de integratiemiddelen.

17. Ultrasoon reflextransmissie-afbeeldingstelsel volgens conclusie 16, waarin een C-aftestafbeelding samengesteld wordt door de samenstel lingsmiddel en. | 'kirk'k’k'k'kirk'k j : ί ; 1Ö 2 0 2 8 0