DE2919027C2 - Schnittbildgerät zur Untersuchung von Objekten nach dem Ultraschall-Schnittbildverfahren - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Schnittbildgerät zur Untersuchung von Objekten nach dem Ultraschall-Schnittbildverfahren, insbesondere für die medizinische Diagnose, mit einem Schallkopf bzw. Schwinger, der über eine Schnittbildmechanik verstellbar ist, so daß sein Schallbündel eine vorwählbare Schnittfläche des Objektes abtastet und die zu den ausgesandten Schallimpulsen einlangenden Echos an dem Ort ihrer Entstehung zugeordneter Stelle auf einem Bildschirm od. dgl. darstellbar sind, wobei das Schallbündel bei seiner Verstellung über die Schnittfläche in gleichen Zeiten verschiedene Verstellwege zurücklegt und zur Erzielung einer bestimmten, insbesondere gleichmäßigen Rasterdichte ein wegabhängig Auslöseimpulse zur Bestimmung der Impulsfolge erzeugender Geber vorgesehen ist.

Es ist ein Schnittbildgerät dieser Art mit indirekter, also über eine Vorlaufstrecke erfolgender Einleitung des Schallbündels in das Objekt bekannt, bei dem ein gleichmäßig rotierend antreibbarer Schallkopf vorgesehen ist, der sein Schallbündel gegen einen Parabolreflektor abgibt, von dem es in das Objekt abgeleitet wird. Bei konstanter Drehzahl und gleichförmiger Drehbewegung kommt es dann, wenn mit konstanter Impulsfolgefreuqenz gearbeitet wird, zu einer ungleichförmigen Rasterdichte in der abgetasteten Schnittfläche und damit zu einer unterschiedlichen Informationsdichte bei der Untersuchung und einer entsprechend unterschiedlichen Darstellung am Bildschirm bzw. dann, wenn am Bildschirm mit konstanten Zeilenabständen gearbeitet wird, zu verzerrten Darstellungen. Zur Beseitigung dieses Übelstandes hat man bei einer bekannten Konstruktion am rotierenden Schallkopf Auslösemarken angebracht, die über Wandler, z. B. optoelektronische Wandler, ablesbar und mit sich ändernden Abständen vorgesehen sind. Über diese Marken werden Auslöseimpulse für Schallimpulse erzeugt, wobei je eine Marke einen Schallimpuls auslöst Bei genauer Eichung ist es möglich, einen im wesentlichen konstanten Abtastraster zu erzielen. Die beschriebene Lösung ist aufwendig, da die Auslösemarken in der jeweiligen Anordnung nur für eine ganz bestimmte Konstruktion von Schallkopf und Reflektor passen und hier, meist empirisch, exakt auf einem Träger angebracht werden müssen.

Eine Variante der beschriebenen Lösung besteht darin, den Schallkopf mit ungleichförmiger Geschwindigkeit drehend anzutreiben, zu weichem Zweck entweder ein Kurbelantrieb mit versetzten Achsen oder ein Reibradantrieb mit von der Kreisform abweichendem, z. B. elliptischem oder eiförmigem Reibrad vorgesehen wird. Bei anderen Schnittbildgeräten, insbesondere solchen, die mit einer unmittelbaren Einleitung des Schallbündels in das Objekt über eine in ihrer Größe vernachlässigbar kleine Vorlaufstrecke arbeiten und die gegenüber den mit Vorlaufstrecke versehenen Geräten den Vorteil eines einfacheren Aufbaues und bei einer bestimmten geforderten Eindringtiefe des Schallbündels in das Objekt die Möglichkeit bieten, mit mehr als der doppelten Impulsfolgefrequenz als Geräte mit indirekter Einleitung arbeiten, ist bisher noch keine befriedigende Lösung bekannt, um eine konstante Dichte des Abtastrasters zu gewährleisten. Bei Schnittbildgeräten der letztgenannten Art wird der Schallkopf über die Schnittbildmechanik meist hin- und hergehend unter M Ausführung einer geradlinigen Bewegung oder in einer Schwenkbewegung verstellt, wobei in letzterem Fall die Schwenkachse im Bereich der Objektoberfläche oder mit Abstand außerhalb dieser Fläche liegen kann. Bei diesen Geräten kann auf Grund auftretender Massenkräfte, unterschiedlicher Reibungsverhältnisse usw. die Verstellgeschwindigkeit des Schallbündels in Abtastrichtung praktisch nicht konstant gehalten werden, so daß sich auch hier eine ungleichmäßige Rasterdichte ergibt Die Helligkeit der Bilddarstellung soll ein Maß für die Stärke der empfangenen Echos sein und wird vom Betrachter auch als solches gedeutet. Es kommt durch die ungleichmäßige Rasterdichte zu Mißdeutungen. Besonders unangenehm ist diese Erscheinung überall · dort, wo zur Erzielung einer bewegten <>5 Schnittbilddarstellung mit hoher Bildfolgefrequenz, also vergleichsweise hoher Verstellgeschwindigkeit, des Schallbündels im Objekt gearbeitet werden muß. Bei Geräten mit direkter Einleitung des Schallbündels und mechanisch hin- und hergehend angetriebenen Schallköpfen laufen bisher aile Maßnahmen zur Beseitigung des genannten Übelstandes darauf hinaus, die Geschwindigkeit des Schallkopfes zumindest in dem für die Abtastung wesentlichen Bereich konstant zu halten. So ist es bekannt, den Schallkopf für einen Schwenkantrieb auf der Achse eines Galvanometers anzuordnen, das von einem Generator mit dreieckförmiger Ausgangsspannung gesteuert wird. Durch die Massen- und Reibungskräfte führt die genannte Maßnahme nicht zum angestrebten Erfolg.

Aufgabe der Erfindung ist die Schaffung eines Schnittbildgerätes, bei dem unabhängig von der jeweils gewählten Antriebsart und der Art der Einleitung (direkt oder indirekt) des Schallbündels in das Objekt trozt möglicher, ungleichförmiger Verstellgeschwindigkeit die Erzielung einer bestimmten, insbesondere gleichmäßigen Abtastrasterdichte ermöglicht wird. Eine weitere Aufgabe der Erfindung besteht darin, einen Geber zur Bestimmung der Impulsfolge vorzusehen, der sich im grundsätzlichen Aufbau für verschiedene Geräte bzw. Betriebsarten ein und desselben Gerätes eignet und nach einer Weiterbildung die Auswahl verschiedener Rasterdichten zuläßt.

Bei einem Schnittbildgerät der genannten Art besteht die Erfindung im wesentlichen darin, daß der mit dem Schallkopf oder der für ihn bestimmten Antriebseinrichtung, z. B. der Schnittbiidmechanik, verbundene Geber aus einem wegabhängig eine ein Vielfaches der benötigten Auslöseimpulse betragende Anzahl von Impulsen erzeugenden Impulsgenerator und einem diesem nachgeordneten Programmierteil besteht, der die Auslöseimpulse, nach einem vorbestimmten Programm aus diesen Impulsen auswählt.

Die Anzahl der Impulse ist mehrfach größer als die Anzahl der während einer vollständigen Abtastbewegung auszusendenden Schallimpulse. Man hat die Möglichkeit bei im Prinzip gleichen oder ähnlichen Schnittbildgeräten bzw. Schallköpfen gleiche Impulsgeneratoren zu verwenden und Verschiedenartigkeiten der Bewegung durch Änderungen des Auswahlprogrammes auszugleichen Störungen, die fälschlich als ein Impuls gedeutet werden, können nur eine Bildverfälschung um ein einem Impulsabstand entsprechendes Maß bewirken, das nur ein Bruchteil des durch den Abstand zweier Schallimpulse gegebenen Maßes ist. Wie schon angedeutet wurde, braucht der bewegte Teil des Gebers nicht unmittelbar mit dem Schallkopf verbunden zu sein, sondern kann auch an anderer Stelle der Antriebseinrichtung angebracht werden, da man den funktionellen Zusammenhang in der Bewegung jedes Teiles, auf dem der bewegliche Teil des Gebers angebracht ist, und der Bewegung des Schallkopfes über die Schnittfläche, z. B. im Zusammenhang zwischen der drehenden Bewegung einer Welle und der aus dieser Drehbewegung abgeleiteten Schwenkbewegung eines Schallkopfes bei der Erstellung des Programmes für die Impulsfolge berücksichtigen kann.

Die Programmierung und der gesamte Aufbau werden vereinfacht wenn der Geber einen in wenigstens einer vorbestimmten Lage des Schallkopfes bzw. Schwingers, insbesondere nach jeder vollständigen Abtastung der Schnittfläche, mit dem SchaHbündel betätigten Rückstellschalter aufweist, der den Programmierteil auf einen bestimmten Programmschritt ein- bzw. zurückstellt.

Nach einer Weiterbildung besteht der Programmier-

teil aus einem Speicher mit einer wenigstens der Anzahl der bei einem Abtastzyklus vom Impulsgeber erzeugten Impulse entsprechenden Anzahl von Speicherplätzen, deren Ausgänge nach einem Schußplan programmiert sind, so daß nur ein vorher ausgewählter Speicherplatz bei der Abfrage durch die vom Impulsgeber erzeugten Impulse einen Auslöseimpuls für das Gerät erzeugt. Zur Adressierung des Schußspeichers kann ein vorgeordneter, von den vom Impulsgeber erzeugten Impulsen betätigter und über die Rückstellimpulse rückstellbarer Zähler vorgesehen sein.

Man kann nicht nur für die Aussendung der Schallimpulse einen Schußplan vorsehen, sondern auch, da jeder »Schußplatz« in seiner Lage hinsichtlich der Abtastfläche genau definiert ist, auch gleich die zugehörigen Adressen für die Darstellung am Bildschirm festlegen und speichern. Dabei sind die den einzelnen durch den Schußplan bestimmten Abtaststellen im Objekt geometrisch zugeordneten Ablenkinformationen für die Basislinie des Bildschirmes in einem eigenen Speicher, einem sogenannten Geometriespeicher, gespeichert, der über die Auslöseimpulse auf die jeweilige Adresse einstellbar ist. Im einfachsten Fall ist für diese Einstellung des Geometriespeichers ein von den Auslöseimpulsen einstellbarer und vom schon erwähnten Rückstellimpuls rückstellbarer Zähler vorgesehen.

Ein geringer baulicher Aufwand ergibt sich, wenn der Schußspeicher und der Geometriespeicher als vorprogrammierte Speicher (PROM = programme read only memory) ausgebildet sind.

Verschiedene Untersuchungen können einen Wechsel des Schwingers, Schallkopfes oder auch der Größe des Abtastbereiches in einem Objekt erforderlich machen. Um diesen geänderten Verhältnissen Rechnung zu tragen, kann man vorzugsweise den Impulsgeber belassen, aber Umschalter zur Einstellung auf geänderte Schuß- und Programmpläne in anderen Abteilungen der fest vorprogrammierten Speicher oder in gesonderten Speichern vorsehen, wobei diese Umschalter, vorzugsweise gemeinsam mit Umschaltern für die Ablenkgeometrie oder die Abtasteinheiten bei der Schnittbildmechanik, betätigbar sind.

Eine etwas aufwendigere Konstruktion, die sich vor allem bei häufigem Wechsel der Schallköpfe und der Abtastart empfiehlt, zeichnet sich dadurch aus, daß am Gerät für den Schuß- und den Geometrieplan Mikroprozessoren vorgesehen sind, die für bestimmte, sich bei verschiedenen Abtastungen ergebende Verhältnisse vorprogrammiert und mit Lage- bzw. Geschwindigkeitsfühlern verbunden oder über Eingeber auf bestimmte Programme einstellbar sind, so daß sie nach den jeweiligen Verhältnissen (Größe des Abtastbereiches, Anzahl der Zeilen pro Bild) den Schuß- bzw. Geometrieplan errechnen und entsprechend Speicher (vorzugsweise RAM=random access memory) vorprogrammieren. Nach einer einfachen Ausführungsform besteht der Impulsgenerator aus einer, z. B. auf einer Antriebswelle für einen über eine Mechanik schwenkend antreibbaren Tastkopf sitzenden Stroboskopscheibe mit fotoelektrischer Abtasteinrichtung.

Nach einer anderen Ausführung besteht der Impulsgenerator aus einem Inkrementalmaßstab mit zugeordneter elektrischer, insbesondere fotoelektrischer Abtasteinrichtung. Derartige Einrichtungen werden bisher zur Längenmessung und auch zur Winkelmessung bei Werkzeugmaschinen verwendet Man kann durch geeignete Maßnahmen, insbesondere phasenversetzte Abtastung des Maßstabes an mindestens zwei Abtaststellen, die sich meist als Sinussignale mit der Maßstabteilung entsprechender Wellenlänge ergebenden Meßsignale über als Phasenteiler- oder Vervielfacherschaltungen ausgebildete Schaltmaßnahmen in der Frequenz vervielfachen, also den Maßstab elektronisch unterteilen und überdies von der Relativbewegungsrichtung des Maßstabes gegenüber der Ableseeinheit abhängige Signale erzeugen, die dann praktisch die

in Signale des Impulsgebers bilden.

Die erwähnte Unterteilung durch phasenversetzte Abtastung an zwei Ablesestellen wird ermöglicht und Störungen durch allfällige Verschmutzung des Maßstabes oder der Stroboskopscheibe werden weitgehend ausgeschaltet, wenn die Ableseeinheit wenigstens ein über mehrere öffnungen bzw. Felder der Stroboskopscheibe bzw. des Maßstabes reichendes Ablesegitter aufweist, oder ein Ableseraster vorgesehen ist, dem jeweils nur ein einziger Aufnehmer zugeordnet ist.

2(i In der Zeichnung ist der Erfindungsgegenstand beispielsweise veranschaulicht. Es zeigt

F i g. 1 die prinzipielle Anordnung eines schwenkbaren Schallkopfes, seine Antriebseinrichtung und eines von dieser aktivierten Impulsgebers,

F i g. 2 ein Blockschaltschema zur Erläuterung der Auswertung der von der Ableseeinheit empfangenen Impulse und die

F i g. 3 und 4 schematisiert zwei verschiedene Ableseeinheiten im Schnitt.

ju Nach Fig. 1 ist eine von einem Motor la mit annähernd konstanter Drehzahl antreibbare Welle 1 vorgesehen, auf der eine Stroboskopscheibe 2 sitzt und die in einer Kurbel 3 endet, welche in einen Schlitz 4 eines Hebels 5 eingreift, der einen mit einem Schwinger ausgestatteten Schallkopf 6 um eine horizontale Achse 7 hin- und herschwenkend anteibt Bezeichnet man den Drehwinkel der Welle 1 mit a und den Schwenkwinkel des Schallkopfes 6 mit b sowie den Radius der Kurbel mit r und den Abstand zwischen der Schwenkachse 7 und der Welle 1 mit d, so ergibt sich folgender Zusammenhang:

arc 1

d - r ■ cos α

Man könnte andere Zusammenhänge erzielen, wenn der Schlitz 4 nicht gerade, sondern gebogen wäre bzw. die Form einer Steuerkurve besäße. Ferner könnte man an Stelle eines einfachen Kurbeltriebes 1, 3 einen Antrieb über verschiedene Umlenkhebel vorsehen. In jedem Fall besteht aber zwischen dem Schwenkwinkel b des Schallkopfes 6 und dem Drehwinkel a der Welle 1 ein eindeutiger Zusammenhang. Man kann also allgemein sagen:

b = /(fl) oder α = g{b).

Entsprechende Zusammenhänge würden sich auch ergeben, wenn man fiber den Kurbeltrieb 1,3 einen den Schallkopf tragenden Schlitten hin- und hergehend antreibt, so daß die Bewegung b eine lineare Bewegung ist

Auf der Motorwelle 1 ist, wie erwähnt, die Stroboskopscheibe 2 angeordnet, die in maßstabähnlieher Teilung am vollen Umfang mit lichtdurchlässigen Schlitzen 8 versehen ist An der einen Seite der Scheibe 2 ist eine Lichtquelle 9 und an der anderen Seite ein lichtempfindliches Element 10, z.B. eine Fotodiode,

angeordnet. Ferner sitzt auf der Scheibe 2 ein Steuerelement 11, z.B. ein Magnet, das bzw. der bei jeder Drehung einmal kurzzeitig einen Schalter 12 betätigt. Jede andere Betätigung des Rückstellschalters 12 auf elektrischem, fotoelektrischem oder mechanischem Wege wäre möglich. Man könnte an sich die Teilung der Schlitze 8 so variieren, daß im Schallkopf 6 nach jeweils gleichen Winkelbewegungen Sendeimpulse ausgelöst werden. Die Stroboskopscheibe 2 kann hinreichend groß bemessen sein, um die Erzeugung einer genügenden Anzahl von Impulsen zu ermöglichen. Beim Ausführungsbeispiel sind die Schlitze 8 in regelmäßigen Abständen angeordnet und die Anzahl der Schlitze ist wesentlich größer als die Anzahl der bei einer vollen Hin- und Herbewegung des Schallkopfes benötigten Scnaiiimpuise.

Die vom Impulsgeber 8, 9, 10 erzeugten Impulse werden gemäß F i g. 2 einem Zähler 13 zugeführt, der bei jedem eintreffenden Impuls um eine Stufe weiterschaltet und beim öffnen des Schalters 12 in seine Ausgangslage zurückkehrt. Die jeweils aufscheinende Zahl stellt die Adresse eines Speichers dar. Beim Ausführungsbeispiel ist ein PROM-Speicher 14 vorgesehen, auf dessen einzelnen Speicherplätzen nach einem vorgewählten Programm entweder die Zahlen 0 oder 1 enthalten sind. Der Speicher 14 ist über eine Leitung 15 mit dem Sender 24 des L'ltraschallgerätes und über eine Leitung 16 mit einem weiteren Zähler 17 verbunden. Wird vom Zähler 13 ein Platz im Speicher 14 angewählt und ist der Speicherinhalt 0, so tritt in den Leitungen 15, 16 kein Signal auf. Ist der Speicherinhalt »1«, so tritt ein Ausgangssignal auf und der Sender 24 wird über die Leitung 15 zur Abgabe eines Schallimpulses über den Scha'lkopf 6 aktiviert. Gleichzeitig wird der Zähler 17 um eine Stufe weiter geschaltet. Der Zähler 17 bildet den Adressenwähler für einen weiteren Speicher 18, der ebenfalls als PROM ausgebildet ist und im Gegensatz zu dem »Schußspeicher« 14 einen »Geometriespeicher« bildet, in dem auf jedem Speicherplatz ein eine bestimmte Ablenkung der Basislinie eines Bildschirmes des Ultraschallgerätes bestimmender Wert bzw. entsprechende Werte gespeichert sind, die beim Anwählen des jeweiligen Speicherplatzes über eine Leitung 19 der Ablenkeinheit 25 zugeführt werden, die aus ihnen und der über eine nicht dargestellte Leitung ebenfalls zugeführten Kippspannung die für die Ablenkung der Basislinie am Bildschirm 26 erforderlichen Spannungen bildet, die über eine Leitung 27 zugeführt werden. Auch der Zähler 17 wird beim öffnen des Schalters 12 in die Ausgangslage zurückgestellt Die zu vom Schallkopf 6 ausgesandten Schallimpulsen einlangenden Echos werden vom Sender-Empfänger 24 empfangen, in einer Verarbeitungseinheit 28 verstärkt und umgeformt sowie über eine Leitung 29 zur Helltastung des Schreibstrahles verwendet. Durch die strichlierte Leitung 30 wurde angedeutet, daß die Vertikalablenkung auch von der Leitung 15 her gesteuert werden kann.

Es wurde schon erwähnt, daß dadurch, daß eine wesentlich größere Anzahl von Schlitzen 8 vorhanden ist, als pro Schwenkbewegung des Tastkopfes 6 Schallimpulse benötigt werden, einerseits zwar in stufiger, aber doch ziemlich genauer Annäherung ein gleichmäßiges Abtastraster der ausgesandten Schallbündel in der untersuchten Schnittfläche erzielt werden kann und anderseits auch auftretende Störsignale keinen merklichen Einfluß auf die Darstellgenauigkeit haben. Bei dem angenommenen Verhältnis von zehnmal soviel Schlitzen als Schalfimpulse benötigt werden.

würde durch einen Störimpuls der Schallimpuls um 10% der Schrittweite zu früh ausgelöst. Beträgt die Schrittweite 0,5°, so ergibt sich tatsächlich ein Fehler von 0,05°, welcher Fehler überdies wegen der ^r) Rückstellung durch den Schalter 12 nur bei der Abtastung auftritt, während welcher der Störimpuls vorhanden war.

Die Rasterweite bzw. die Anpassung des Gerätes an verschiedene Schallköfe bzw. Schwenkbereiche kann

ίο durch Auswechseln der Speicher 14, 18 gegen Speicher mit anderem Schußplan bzw. anderer Ablenkgeometrie erfolgen. Es ist aber auch möglich, von Haus aus Speicher zu verwenden, deren Kapazität wesentlich größer ist als die für einen Schußplan benötigte Kapazität, so daß andere Schußpläne bzw. Ablenkwerte in folgenden Speicherplätzen gespeichert werden können und Umschalter vorgesehen sind, mit denen von einem auf den anderen Schußplan bzw. auf die andere Geometrie umgestellt wird. Diese Umstellung kann

.'(ι auch dadurch erfolgen, daß man den Zählern 13 und 17 Addierglieder zuordnet, die zur jeweiligen Zählerzahl eine die richtige neue Adresse ergebende Zahl bei der Programmänderung hinzuaddiert.

In F i g. 3 ist die Abtasteinheit nach F i g. 1 im Schnitt

>"> veranschaulicht. Um Fremdlichtbeeinflussungen der Fotodiode 10 zu vermeiden, ist vor ihr eine Blende 20 mii einem Loch 21 angeordnet. Es könnte nun vorkommen, daß einer der Schlitze 8 der Scheibe 2 verstopft ist, so daß ein Impuls ausfällt und insgesamt

j» gesehen ein Fehler auftritt. Um dies zu vermeiden, ist nach F i g. 4 der Lampe 9 eine Optik 22 nachgeordnet, die das ausgesandte Licht in parallelen Strahlen auf mehrere Schlitze verteilt. Die Blende 20a besitzt eine entsprechende Anzahi von Löchern 21a, bildet also ein

j"> Ableseraster, dem wieder eine Optik 23 nachgeordnet ist, welche das Licht an der Fotodiode 10 sammelt. 1st bei dieser Ausführung ein Schlitz der Scheibe 8 verstopft, dann wird trotzdem bei der Relativverstellung der Scheibe 2 gegenüber dem Raster 20a, 21a ein nur in

*'> der Amplitude etwas verringerter Impuls erzeugt.

Die Speicher 14 und 18 werden mit Hilfe einer Programmiereinrichtung vom Gerätehersteller programmiert. Man könnte an Stelle von PROM auch normale Speicher bzw. RAM vorsehen und im Gerät Mikroprozessoren anbringen, die auf Grund eingegebener Parameter, zu denen der funktioneile Zusammenhang zwischen dem Drehwinkel der Antriebswelle und der Verschiebung des Schallbündels sowie die je Bild gewünschten Schußzahlen gehören, selbsttätig den Schußplan errechnen und im zugehörigen Speicher speichern.

Bei der Ausführung nach F i g. 4 wurde bisher nur die Funktion einer Abtasteinheit I beschrieben. Beim Ausführungsbeispiel sind aber zwei Abtasteinheiten I und II vorhanden, wobei die Abtasteinheit II aus den gleichen Elementen wie die Abtasteinheit I besteht, welche Elemente mit 9', 10' usw. bezeichnet wurden.

Die beiden Abtasteinheiten I und II sind gegenüber der Scheibe 2 mit ihren Blenden 20a und 20a' phasenverschoben angeordnet, so daß die Löcher 21a und 21a' in verschiedenen Drehstellungen volle Deckung mit den Löchern 8 der Scheibe habea Man erhält dadurch an den Fotodioden 10, 10' zwei gegeneinander phasenverschobene Signale, die einer Verarbeitungseinrichtung 31 zugeführt und dort im Sinne einer elektronischen Mehrfachunterteilung der Schlitzteilung weiterverarbeitet werden. Die von der Verarbeitungseinrichtung 31 abgegebenen Signale wer-

den wieder dem Zähler 13 zugeführt.

Schaltungen, die aus bei der Abtastung eines Maßstabes, insbesondere eines Inkrementalmaßstabes erhaltenen, gegeneinander phasenverschobenen Signalen mehrere Signale im Sinne einer elektronischen Unterteilung des gegebenen Maßstabes erzeugen, sind in der Längenmeßtechnik an und für sich bekannt. Für die elektronische Unterteilung werden Phasenvervielfacherschaltungen und Potentiometerschaltungen mit mehreren Ausgängen verwendet. Entsprechende Schal-

10

tungen sind beispielsweise in der DE-AS 12 31 911 und in den US-PS 34 96 374, 33 71335 und 36 71750 beschrieben. Man kann mit einer entsprechenden Schaltung in der Verarbeitungseinrichtung 31 nicht nur pro abgetastetem Loch 8 mehrere Längenmeßsignale erzeugen, sondern die versetzten Abtasteinheiten 1, 2 über die Schaltung 31 auch zur Richtungserkennung verwenden, wenn die Scheibe 2 oder ein entsprechender Maßstab nicht gleichförmig sondern hin- und hergehend κι angetrieben wird.

Hierzu 2 Blatt Zcichnurmcn

Claims (14)

Patentansprüche:

1. Schnittbildgerät zur Untersuchung von Objekten nach dem Ultraschall-Schnittbildverfahren, insbesondere für die medizinische Diagnose, mit einem Schallkopf bzw. Schwinger, der über eine Schnittbildmechanik verstellbar ist, so daß sein Schallbündel eine vorwählbare Schnittfläche des Objektes abtastet und die zu den ausgesandten Schallimpulsen einlangenden Echos an dem Ort ihrer Entstehung zugeordneter Stelle auf einem Bildschirm od. dgl. darstellbar sind, wobei das Schallbündel bei seiner Verstellung über die Schnittfläche in gleichen Zeiten verschiedene Verstellwege zurücklegt und zur Erzielung einer bestimmten, insbesondere gleichmäßigen Rasterdichte ein wegabhängig Auslöseimpulse zur Bestimmung der Impulsfolge erzeugender Geber vorgesehen ist, dadurch gekennzeichnet, daß der mit dem Schallkopf oder der für ihn bestimmten Antriebseinrichtung verbundene Geber (2, 8 bis 10, 13, 14) aus einem wegabhängig eine ein Vielfaches der benötigten Auslöseimpulse betragende Anzahl von Impulsen erzeugenden Impulsgenerator (2, 8—10) und einem diesem nachgeordneten Programmierteil (13, 14) besteht, der die Auslöseimpulse nach einem vorbestimmten Programm aus diesen Impulsen auswählt.

2. Schnittbildgeräi nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Geber (2) einen in einer vorbestimmten Lage des Schallkopfes (6) bzw. Schwingers, insbesondere nach jeder vollständigen Abtastung der Schnittfläche mit dem Schallbündel betätigten Rückstellschalter (11, 12) aufweist, der den Programmierteil auf einen bestimmten Programmschritt ein- bzw. rückstellt

3. Schnittbildgerät nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Programmierteil aus einem Speicher (14) mit einer wenigstens der Anzahl der bei einem Abtastzyklus vom Impulsgeber (2, 8 bis 10) erzeugten Impulse entsprechenden Anzahl von Speicherplätzen besteht, deren Ausgänge nach einem Schußplan programmiert sind, so daß nur die vorher ausgewählten Speicherplätze bei der Abfrage durch die vom Impulsgeber (10) erzeugten Impulse einen Auslöseimpuls für das Gerät erzeugen.

4. Schnittbildgerät nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß zur Adressenbestimmung im Schußspeicher (14) ein vorgeordneter, von den vom Impulsgeber (10) erzeugten Impulsen betätigter und über den Rückstellimpuls rückstellbarer Zähler (13) vorgesehen ist

5. Schnittbildgerät nach einem der Ansprüche 1 bis

4, dadurch gekennzeichnet daß die den einzelnen durch den Schußplan bestimmten Abtaststellen im Objekt geometrisch zugeordneten Ablenkimformationen für die Basislinie des Bildschirmes in einem eigenen Speicher (18), einem sogenannten Geometriespeicher, gespeichert sind, der über die Auslöseimpulse auf die jeweilige Adresse einstellbar ist.

6. Schnittbildgerät nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß zur Einstellung des Geometriespeichers (18) ein von den Auslöseimpulsen einstellbarer und vom Rückstellimpuls rücksteübarer Zähler (17) vorgesehen ist.

7. Schnittbildgerät nach einem der Ansprüche 1 bis

5, dadurch gekennzeichnet, daß der Schuß- und der

Geometriespeicher (14,18) als fest vorprogrammierte Speicher (PROM) ausgebildet sind.

8. Schnittbildgerät nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet daß Umschalter zur Einstellung auf geänderte Schuß- und Programmierpläne in anderen Abteilungen der fest vorprogrammierten Speicher oder gesonderten Speichern vorgesehen und vorzugsweise gemeinsam mit Umschaltern für die Ablenkgeometrie oder die Abtasteinheit bei der Schnittbildmechanik betätigbar sind.

9. Gerät nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet daß im Gerät für den Schuß- und den Geometrieplan Mikroprozessoren vorgesehen sind, die für bestimmte, sich bei verschiedenen Abtastungen ergebende Verhältnisse vorprogrammiert und mit Lage- bzw. Geschwindigkeitsfühlern verbinden oder über Eingeber auf ein bestimmtes Programm einstellbar sind, so daß sie nach den jeweiligen Verhältnissen (Größe des Abtastbereichs, Anzahl der Zeilen pro Bild) den Schuß- bzw. Geometrieplan errechnen und Speicher für diesen Plan entsprechend vorprogrammieren.

10. Gerät nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet daß der Impulsgenerator aus einer Stroboskopscheibe (2) mit fotoelektrischer Abtasteinrichtung (9,10) besteht

11. Gerät nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadu-ch gekennzeichnet daß der Impulsgenerator einen gegenüber einer Ableseeinheit verstellbaren Maßstab aufweist

12. Gerät nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß der Impulsgenerator aus einem Inkrementalmaßstab mit zugeordneter elektrischer, insbesondere fotoelektrischer Abtasteinrichtung besteht.

13. Gerät nach einem der Ansprüche 10 bis 12, dadurch gekennzeichnet daß die Abtasteinrichtung Einrichtungen zur elektronischen Unterteilung der bei der Abtastung der Stroboskopscheibe bzw. des Maßstabes erhaltenen impulsfolge aufweist

14. Gerät nach einem der Ansprüche 10 bis 13, dadurch gekennzeichnet daß die Ableseeinheit wenigstens einen über mehrere öffnungen (8) bzw. Felder der Stroboskopscheibe (2) bzw. des Maßstabes reichendes Ableseraster (20a, 2IaJ bzw. eine Ablesemaske aufweist dem bzw. der ein einziger Aufnehmer (10) zugeordnet ist