DE2414777A1 - Ultraschallgeraet zur medizinischen diagnose - Google Patents

Description

Ultraschallgerät zur medizinischen Diagnose

Ein Ultraschallgerät gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs ist in der deutschen Patentschrift 1 289 617 und dem Prospekt "Ultraschall-Bildgerät VIDOSON" der Siemens Aktiengesellschaft, Druckzeichen P 865/220 d beschrieben. Bei diesem bekannten Ultraschallgerät sind zwei Ultraschallwandler an einem gemeinsamen Träger befestigt, der um die Brennlinie eines zylindrischen Parabolreflektor als Achse drehbar und in Richtung der Brennlinie desselben verschiebbar ist. Es wird dabei jeweils derjenige Ultraschallwandler, der in die vom Reflektor abgewandte Richtung ausstrahlt, vorübergehend außer Betrieb gesetzt. Die Verschiebung der Ultraschallwandler in Richtung der Brennlinie des Reflektors bewirkt, daß mehrere parallel zueinander liegende Schnittflächen des untersuchten Gewebeabschnitts erfaßt werden können, ohne daß eine Verstellung des gesamten Ultraschallgeräts gegenüber dem Patienten erforderlich ist.

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Nachteilig ist bei dem bekannten Ultraschallgerät, daß wegen der erforderlichen Verstellung des Trägers für die Ultraschallwandler in Richtung der Brennlinie des Ultraschallreflektors ein verhältnismäßig umfangreicher Verstellmechanismus vorhanden sein muß, der viel Platz im Gerät beansprucht und daß ferner der Reflektor in seinen Abmessungen so dimensioniert sein muß, daß eine einwandfreie Abtastung des untersuchten Gewebeabschnittes über den ganzen Verstellbereich des Trägers für die Ultraschallwandler gewährleistet ist, der Ultraschallreflektor also verhältnismäßig hoch ausgebildet sein muß und deshalb viel Platz einnimmt.

Der Erfindung liegt die Aufgabe .zugrunde, ein Ultraschallgerät gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs * 1 zu schaffen, das hinsichtlich seines Aufbaus gegenüber dem Stand der Technik vereinfacht ist, bei dem insbesondere der Platzbedarf für den Verstellmechanismus zur Einstellung verschiedener Schnittebenen und der Platzbedarf für den Ultraschallreflektor geringer ist als bei dem bekannten Ultraschallgerät.

Diese Aufgabe ist erfindungsgemäß gelöst durch die Merkmale des Kennzeichens des Patentanspruchs 1. Bei dem erfindungsgemäßen Ultraschallgerät wird zur Veränderung der Schnittebene nicht der Träger für die Ultraschallwandler in Richtung der Brennlinie des Ultraschallreflektors verschoben, sondern es wird der Ultraschallreflektor um eine Querachse gekippt, die vorzugsweise senkrecht zu seiner Brennlinie und seiner Symmetrieebene und zwar im Abstand zu der Brennlinie verläuft.

Diese Querachse kann auch etwa parallel zu der Fläche verlaufen, die durch die Schallaustritts- bzw. EintrittsÖffnung des Gehäuses, in dem der Reflektor liegt, begrenzt ist. Da eine ' Verstellung des Trägers für die Ultraschallwandler in Richtung

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der Brennlinie des Reflektors nicht erfolgt, da also das Ultraschallbündel praktisch immer die gleiche Zone des Reflektors überstreicht, kann dieser Reflektor wesentlich kleiner ausgebildet sein als der des bekannten Ultraschallgerätes. Ferner beansprucht dieser Verstellmechanismus wesentlich weniger Platz und ist einfacher in seinem Aufbau als der Verstellmechanismus für den Träger der Ultraschallwandler bei dem bekannten Ultraschallgerät.

Bei der Ausgestaltung gemäß Anspruch 4 ist das Auftreten von Fehlsignalen infolge von Reflexionen an Gehäuseteilen weitgehend verhindert. Wird für das Formteil, welches auf das Reflektorgehäuse aufgesetzt ist, eine geeignete Gummisorte verwendet, so treten an der Grenzfläche zwischen dem zur Schallübertragung benutzten Wasser und der Gummioberflache infolge der etwa gleich großen Schallgeschwindigkeit und Dichte in diesen beiden Medien praktisch keine Reflexionen auf. Die Reflexionen von der an Luft angrenzenden Oberfläche des Gummiformteils werden im Gummi aufgrund seiner hohen Schallabsorption selbst soweit gedämpft, daß sie das Bild nicht in unerwünschter.Weise beeinflussen können. Das Formteil ist so ausgebildet und an das Reflektorgehäuse angepaßt, daß Reflexionen an Gehäuseteilen, die Fehler in dem Schnittbild hervorrufen wurden, weitgehend unterdrückt sind.

Weitere Vorteile und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispiels anhand der Zeichnung in Verbindung mit den weiteren Unteransprüchen. Es zeigen:

Fig. 1 u. 2 eine schematische Darstellung zur Erläute-. " rung eines Ultraschallgeräts nach der Erfin

dung, und

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Fig. 3 einen Schnitt durch ein Ultraschallgerät nach der Erfindung.

Bei dem in den Figuren 1 und 2 dargestellten Ausführungsbeispiel rotiert ein Träger 1, der drei um jeweils 120° gegeneinander versetzte Ultraschallsende- und -empfangswandler 2 bis 4 trägt, in Richtung des Pfeiles 5 oder in entgegengesetzter Richtung. Jeweils einer der Köpfe 2 bis 4 strahlt ein Ultraschallbündel auf einen Ultraschallparabolreflektor 6. Der Träger 1 liegt auf der Brennlinie des Parabolreflektor s 6, so daß das vom jeweiligen Ultraschallwandler 2 bis ausgesendete und empfangene Ultraschallbündel bei der Drehung des Trägers 1 nach der Reflexion am Reflektor 6 im Sinne eines zeilenweisen Bildaufbaus in einer Ebene parallel verschoben wird. Dies ist in der Figur 1 dadurch verdeutlicht, daß das Ultraschallbündel für zwei verschiedene Stellungen des Trägers 1 dargestellt und mit 7 und 8 bezeichnet ist. Die jeweilige Empfangsrichtung stimmt mit der Senderichtung überein. Die bis jetzt geschilderte Anordnung ermöglich es, eine Schnittfläche eines Körpers mit Ultraschall abzutasten und ein Schnittbild auf einem Sichtgerät darzustellen. Soll eine andere Schnittfläche gewählt werden, ohne daß die Lage des Ultraschallgeräts in Bezug auf den untersuchten Körper verändert wird, so wird der Ultraschallreflektor 6 mit der Wandlerachse um die Achse 9 gekippt. Anhand der Figur 2 ist dies noch näher verdeutlicht.

Die Figur 2 zeigt die Anordnung gemäß Figur 1 in einer Seitenansicht. Der Parabolreflektor 6 ist teilweise aufgeschnitten dargestellt. Die Achse 9 durchsetzt den Parabolreflektor 6 senkrecht zu seiner Symmetrieebene und damit zur Zeichenebene und der Parabolreflektor 6 ist mit der Wandlerachse um diese Achse in Richtung des Pfeiles 10 schwenkbar. Der

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untersuchte Körper.11 wird in der dargestellten Stellung des Reflektors von dem Ultraschallbündel 7 an der Stelle 12 getroffen. Ebenso werden die an dieser Stelle austretenden reflektierten Ultraschallschwingungen von dem jeweils eingeschalteten Ultraschallwandler (bei der gzeichneten Stellung 2) wieder empfangen. Soll die Lage der Schnittfläche geändert werden, so wird, wie gesagt, der Parabolreflektor 6 mit der Wandlerachse um die Achse 9 in Richtung des Pfeils 10 etwas gekippt. Erfolgt diese Kippung im Uhrzeigersinn, so wird das Bündel 7 so abgelenkt, daß es an der Stelle 13 auf dem Körper 11 auftrifft. Erfolgt die Kippung entgegen dem Uhrzeigersinn, so trifft das Ultraschallbündel an der Stelle 14 auf. Entsprechend der jeweiligen Lage des Parabolreflektor 6 werden also unterschiedliche Schnittebenen des untersuchten Körpers 11 erfaßt.

In der Figur 2 ist noch die Drehachse 15 des Trägers 1 für die Ultraschallwandler 2 bis 4 dargestellt. Diese Drehachse fällt mit der Brennlinie des Parabolreflektor 6 zusammen.

Der Schnitt gemäß Figur 3 zeigt das Gehäuse 16 des Ultraschallgeräts, in dem das Reflektorgehäuse 17 um die Achse 9 schwenkbar gelagert ist. Im Gehäuse 17 ist der Reflektor 6 sichtbar. Der Träger 1 ist im Gehäuse 17 drehbar gelagert und wird durch einen Antriebsmechanismus 18 um die Achse 15 gedreht, welcher nur schematisch dargestellt ist. Zum Verschwenken des Gehäuses 17 mit dem Ultraschallreflektor 6 dient ein Motor 19.

Das Reflektorgehäuse 17 besitzt eine Aus- bzw. Eintrittsöffnung 20 für die Ultraschallstrahlung an der ein haubenförmiges Formteil 21 befestigt ist, das diese Öffnung vollständig abdeckt. Das Formteil 21 wird von einer starren Führungshüls.e

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22 umgeben, die Teil des Gerätegehäuses 16 ist oder mit diesem fest verbunden ist. Aus der Führungshülse 22 ragt das Formteil 21 mit seinem freien Ende 23 heraus und ist mit diesem Ende am zu untersuchenden Patienten anlegbar. Das Reflektorgehäuse 17 und das Formteil 21 werden mit Wasser gefüllt, welches in bekannter Weise als Schallübertragungsmittel dient.

Soll das Reflektorgehäuse 17 mit dem Reflektor 6 und der Brennachse 15 um die Achse 9 verschwenkt werden, so wird der Motor 19 eingeschaltet. Die Verschwenkung ist möglich, weil das Formteil 21 relativ zur Führungshülse 22 bzw. zum Gehäuse 16 nachgeben kann. Das Formteil 21 ist an der Stelle 24 geknickt und überdeckt die gesamte Öffnung des Reflektorgehäuses 17. Ultraschall wird an der Grenze zwischen Wasser und dem Formteil 21, welches aus Gummi besteht, praktisch nicht reflektiert, weil Schallgeschwindigkeit und Dichte in diesen beiden Medien etwa gleich groß sind. Reflexionen treten allenfalls an der äußeren Oberfläche des'Formteils 21, welche an Luft angrenzt, auf; diese Reflexionen werden jedoch in den verhältnismäßig dicken Wandungsteilen des Formteils 21 absorbiert und stören das Ultraschallbild nicht.

Im Rahmen der Erfindung ist es nicht wesentlich, wie viele Ultraschallwandler auf dem Träger 1 befestigt sind. Es kann also auch nur ein Ultraschallwandler oder es können zwei Ultraschallwandler darauf angeordnet sein. Die Öffnung des Reflektors 6 muß der Anzahl der Ultraschallwandler entsprechend bemessen sein. Es trifft immer nur ein Ultraschallstrahlenbündel eines Ultraschallkopfes auf ihm auf.

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Claims (5)

1. es

   * ä β * * φ

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   Patentansprüche

   'Ultraschallgerät zur medizinischen Diagnose, das nach dem Impuls-Echoverfahren arbeitet, mit einem zylindrischen Parabolreflektor· und mindestens einem in dessen Brennlinie drehbar angeordneten Ultraschallwandler zum Senden und Empfangen von Ultraschallsignalen, der. so ausgerichtet ist, daß das von ihm gesendete Ultraschallbündel bei seiner Drehung nach Reflexion am Reflektor im Sinne eines zeilenweisen Bildaufbaus in einer Ebene parallel verschoben wird, wobei ' die jeweilige Empfangsrichtung mit der Senderichtung übereinstimmt, dadurch gekennzeichnet, daß der Reflektor (6) zusammen mit dem Ultraschallwandler (2, 3_t 4) um eine Querachse (9) schwenkbar gelagert ist, die so liegt, daß durch Kippen des Reflektors (6) unterschideliche Objekt-Schnittflächen abtastbar sind.
2. 2. Gerät nach Anspruch 1, bei dem der Reflektor in einem Gehäuse liegt, das eine Aus- bzw. Eintrittsöffnung für die Ultraschallstrahlung besitzt und an dem der Ultraschallwandler drehbar gelagert ist, dadurch gekennzeichnet, daß das Reflektorgehäuse (17) in dem Gehäuse (16) des Ultraschallgeräts schwenkbar gelagert ist.
3. 3. Gerät nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß zur Schwenkung öin Elektromotor (19) zwischen dem Reflektorgehäuse (17) und dem Gehäuse (16) des Ultraschallgeräts angreift.

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4. 4. Ultraschallgerät nach Anspruch 2 oder 3, bei dem die öffnung des Reflektorgehäuses durch eine Applikationsfolie aus flexiblem Material abgeschlossen ist und bei dem der Raum ' zwischen Reflektor und Folie mit Wasser gefüllt ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Folie (23) Teil eines einstückigen, haubenförmigen Formteils (21) ist, das an der Öffnung (20) am Eeflektorgehäuse (17) befestigt und von einer starren Führungshülse (22) umgeben ist, aus der es mit seinem freien, die Applikationsfläche (23) aufweisenden Ende herausragt.
5. 5. Gerät nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Führungshülse (22) zusammen mit dem Gehäuse (16) des Ultraschallgeräts, in dem das Reflektorgehäuse (17) liegt, eine" starre Einheit bildet.

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