DE2937161A1

DE2937161A1 - Traeger fuer einen wandler zum aussenden und/oder empfangen von ultraschallsignalen in einem bestimmten winkelsektor

Info

Publication number: DE2937161A1
Application number: DE19792937161
Authority: DE
Inventors: Robert Goudin
Original assignee: Philips Gloeilampenfabrieken NV
Current assignee: Koninklijke Philips NV
Priority date: 1978-09-19
Filing date: 1979-09-14
Publication date: 1980-03-27
Also published as: NL7906861A; ES484209A1; IT7925740A0; AU5082079A; US4296753A; GB2032107A; SE7907708L; IT1123171B; BE878834A; JPS5542694A; FR2437136B1; FR2437136A1

Description

S.V. Philips'Gloeilampenlabrioken, Eindhoven

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Träger für einen Wandler zum Avissenden und/oder Empfangen von Ultraschallsignalen in einem bestimmten Winkelsektor.

Die Erfindung betrifft einen Träger für

einen Wandler zum Aussenden und/oder Empfangen von Ultraschallsignalen in einem bestimmten Winkelsektor in bezug auf eine Fläche eines zu untersuchenden Objekts, welcher Träger einen verformbaren, mit Ultraschallkopplungsflüssigkeit gefüllten Sack enthält.

Die medizinische Untersuchung eines Organs oder eines Gebiets des menschlichen Körpers wird oft mit Hilfe eines Echographen vom D-Typ mit einem Ultraschallwandler ausgeführt, der im Fokussierungsbetrieb arbeiten kann. In diesem Fall ist der Wandler cim Ende eines Schwenkarms angeordnet, dessen vom Arzt gewünschte Bewegung von geeigneten elektronischen Schaltungen gefo.'fet wird und selbst wieder die Abtastung eines Bildschirms steuert. Die

IS Fokussierung wird beispielsweise erreicht, wenn der Wandler eine Anzahl konzentrischer Ringe enthält, die mit geeigneten gegenseitigen Phasendifferenzen erregt werden. Für eine gute Fokussierung ist es notwendig, dass sich alle Ringe am Aussenden oder Empfangen eines Signals beteilignn, vas nur dann der Fall ist, wenn sich der Wandler in ausreichendem Abstand vom Umfang der Oberfläche des zu untersuchenden Objekts befindet, d.h. sich im allgemeinen in ausreichendem Abstand von der Haut des Patienten befindet. Wenn jedoch der Wandler weiter von der Haut des Patienten entfernt ist, muss für eine ausreichende Kopplung zwischen

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dem Wandler und der Haut gesorgt werden, um eine gute Übertragung der Ultraschallimpulse zu gewährleisten.

Diese Kopplung wird mit Hilfe eines verformbaren dichten Sacks verwirklicht, der mit einer Kopplungs- * flüssigkeit (meist Wasser) gefüllt ist und an die Haut des Patienten angebracht wird; der Wandler selbst wird an diesen verformbaren Sack derart gedrückt, dass der Patient und der Wandler sich an beiden Seiten des Sacks befinden. Um jedoch auf zweckmässige Weise das zu untersuchende Objekt vollständig zu untersuchen, ist es erwünscht, den Wandler in einem bestimmten Winkelsektor anbringen zu können. Durch diese Bewegungen tritt eine wesentliche Verformung des Sacks auf und dies ergibt wieder eine Änderung des Abstands des Wandlers von der Haut des Patienten, welche Abstandsänderung für die Zweckmässigkeit der Fokussierung nachteilig sein kann.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zu gründe,

einen Träger zu schaffen, der es ermöglicht, den Wandler unter Beibehaltung des Abstands zwischen dem Wandler und der Ebene des zu untersuchenden Objekts anzuordnen.

Die Aufgabe wird mit einem Träger nach der

Erfindung dadurch gelöst, dass er weiter noch eine Reihe nahezu koaxialer schleifenförmiger Elemente enthalt, die axial hintereinander angeordnet sind, von denen das erste eingerichtet ist, an die Fläche des Objekts anzuliegen, und von denen das letzte zur Befestigung des Wandlers eingerichtet ist, wobei die zwischen den ersten und letzten Elementen liegenden Elemente jeweils gelenkig mit dem vorangehenden Element und mit dem folgenden Element verbunden sind, derart, dass die mögliche Gesamtwinkelverdrehung zwischen dem letzten Element und dem ersten Element zumindest gleich dem gewünschten Winkelsektor ist.

Vorzugsweise werden die schleifenförmigen Elemente durch rotationssymmetrischen Ringe gebildet, wobei die Gelenkachse zwischen zwei aufeinanderfolgenden Ringen mit einer Mittellinie eines jeden dieser Ringe zusammenfällt. Diese aufeinanderfolgenden Ringe können abnehmende Durchmesser aufweisen, wobei der Durchmesser

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des ersten Rings am grössten ist und der Durchmesser des letzten Rings am kleinsten. Dadurch passen die Ringe ineinander, wodurch sich der Aufbau der Geinkpunkte vereinfacht und die Gefahr verschwindet, dass der Ultraschallstrahl die Innenflächen der Ringe erreichen und auf diese Weise Echosignale ohne Nutzeffekt auslösen würde.

Nach einer Ausführungsform der Erfindung

werden die schleifenförmigen Elemente durch die Windungen einer Schraubfeder gebildet, deren Länge und Steifheit derart sind, dass der Feder zumindest nach dem gewünschten Winkelabstand um ihre mittlere Position gebogen werden kann.

Ausführungsbeispiele der Erfindung werden

nachstehend an Hand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1a und 1b eine erste Ausführungsform des erfindungsgemässen Trägers in der mittleren bzw. in einer äusseren Position,

Fig. 2a und 2b auf gleiche Weise eine ₍

zweite Ausführungsform eines erfindungsgeraäsaen Trägers.

Der in Fig. 1a und 1b dargestellte Träger enthält fünf rotationssymmetrische Ringe 1, 2, 3» ^ und 5· Der Innendurchmesser eines jeden Rings i ist etwas grosser als der Aussendurchmesser des folgenden Rings i + 1, wobei der erste Ring 1 am grössten und der letzte Ring 5 ^am kleinsten ist. Die Ringe passen also mehr oder weniger ineinander.

In der Zone, in der die Innenfläche des

Rings 1 gegenüber der Aussenflache des Rings 2 liegt, befinden sich in den erwähnten beiden Ringen zwei Achsenden, die eine Gelenkachse 6 bilden, die mit einer Mittellinie eines jeden der beiden Ringe zusammenfällt. Dadurch können die Ringe 1 und 2 in bezug aufeinander über einen Winkelabstand Scharnieren, der dadurch begrenzt wird, dass die Seitenfläche des Rings 1 an die Aussenfläche des Rings 2 stösst. Auf gleiche Weise werden die Gelonkachsen 7> 8 und bestimmt, die jeweils durch zwei Achsenden zur Verwirklichung· der schurnierf örin i gen Verbindungen zwischen den Hingen 2, bzw. 31 ^ und k, 5 gebildet werden. Wenn sich der Träger in der mittleren Position befindet, d.h. in der in Fig. 1a

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dargestellten Position, in der die Ringe 1 bis 5 parallel verlaufen, nehmen die Gelenkachsen 6 und 9 Winkelpositionen ein, die um 90 in bezug aufeinander verschoben sind; die Gelenkachsen 6 und 8 verlaufen dabei parallel, während die Achsen 7 und 9» die ebenfalls gegenseitig parallel verlaufen, senkrecht auf den erwähnten Gelenkachsen 6 und 8 stehen. Dadurch sind in der Zeichnung die Achsenden fa und 7b und die Achsenden 9a und 9b sichtbar, die die Achsen 7 bzw. 9 bilden.

Der Träger enthält weiter einen die Ringe umgebenden, verformbaren dichten Sack 10, der mit einer Kopplungsflüssigkeit gefüllt ist, um die Fortpflanzung der von einem Wandler 11 ausgestrahlten Ultraschallimpulse zu ermöglichen. Der Wandler 11 ist im letzten Ring 5 angeordnet, beispielsweise durch Einklemmen in den Ring. Der Wandler 11 ist über ein Kabel 12 mit einer (nicht dargestellten) elektronischen Anordnung verbunden. An der Seite des Rings 5 ist der Sack 10 mit Leim an der Aussenflache des Rings befestigt, während an der Seite des Rings 1 der •20 Sack auf gleiche Weise an der Aussenfläche dieses Rings befestigt ist.

Bei der Untersuchung eines Objekts 13»

beispielsweise eines Patienten, wird der erste Ring 1 an eine Fläche 1^ dieses Objekts, d.h. an die Haut des Patienten gedrückt. Am anderen Ende des Trägers kann der Arzt den Wandler 11 derart anordnen, dass er den ganzen Winkelsektor umfasst, in dem das zu untersuchende Organ oder das zu untersuchende Gebiet liegt.

Bei dieser Positionierung ist der Arzt sicher, dass durch die Art der benutzten Vorrichtung keine nennenswerte Verformung des Kopplungssacks 10 auftritt, und auch keine merkliche Änderung im Abstand zwischen dem Wandler und der Fläche lh auftritt.

Nach einer zweiten Ausführungsform, die an Hand der Fig. 2a und 2b beschrieben wird, enthält der Träger eine Schraubfeder 20, deren aufeinanderfolgende Windungen 21 bis 25 die Funktion schleii'enförmiger Elemente erfüllen, die untereinander scharnierend verbunden sind.

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Der Wandler 11 ist in die letzte Windung 25 eingeklemmt. Ein dfchter verformbarer Sack 10 ist mit einer Ultraschallkopplungsflüssigkeit gefüllt und an einem Ende gleichzeitig mit dem Wandler 11 in die letzte Windung 25 der Feder 20 e ingekleramt.

Bei der Untersuchung eines Patienten 13

wird die erste Windung 21 an die Haut 1^ des Patienten gelegt. An der anderen Seite des Trägers ist es dem Arzt möglich, den Wandler 11 durch das Biegen der Schraubfeder an beiden Seiten der Neutralstellung dieser Feder zu positionieren. Der Abstand des Wandlers von der Haut wird praktisch durch die neutrale Länge der Feder bestimmt. Der Wert des Sektorwinkels, in dem der Wandler durch das Biegen der Feder positioniert werden kann, wird dadurch erreicht, dass der Feder die gewünschte Steifheit gegeben wird.

Der Träger, von dem zwei AusfUhrungsformen beschrieben wurden, ist einfach, nimmt wenig Platz, ist leicht hantierbar, und gibt die Sicherheit, dass bei der Positionierungsbewegung des Wandlers oder nach der Verschiebung dieses Wandlers ein ausreichend konstanter Abstand zwischen dem Wandler und der Fläche des Objekts aufrechterhalten bleibt.

In der Beschreibung des in Fig. 1a und 1b dargestellten Trägers sind die aufeinanderfolgenden Gelenkachsen der Ringe gegeneinander über 90 verschoben; dieser einfache Wert wird nur beispielsweise erwähnt. Es ist möglich, andere Winkelwerte zu wählen, beispielsweise einen Winkel von 36O , geteilt durch die Anzahl der Gelenkachsen (d.h. die Anzahl der Ringe weniger 1). In diesem Fall hat der Umfang, der den Positionierungssektor des Wandlers begrenzt, nicht mehr eine pyramidale Form mit viereckigem Querschnitt wie bei der ersten AusfUhrungsform des Trägers, und auch nicht mehr die praktische konische Form wie bei der zweiten Ausführungsform, sondern eine pyramidale Form mit vieleckigem Querschnitt, wobei die Anzahl der Seiten des auf diese Weise bestimmten Vielecks gleich der Anzahl der Gelenkachsen ist.

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Claims

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PATENTANSPRÜCHE:

1. Träger für einen Wandler zum Aussenden

und/oder Empfangen von Ultraschallsignalen in einem bestimmten Winkelsektor in bezug auf eine Fläche eines zu untersuchenden Objekts, welcher Träger einen verformbaren, mit UltraschallkopplungsflUssigkeit gefüllten Sack enthält, dadurch gekennzeichnet, dass der Träger weiter noch eine Reihe nahezu koaxialer schleifenförmiger Elemente enthält, die axial hintereinander angeordnet sind, von denen das erste eingerichtet ist, an die Fläche des Objekts anzuliegen, und von denen das letzte zur Befestigung des Wandlers eingerichtet ist, wobei die zwischen den ersten und letzten Elementen liegenden Elemente jeweils geinkig mit dem vorangehenden Element und mit dem folgenden Element verbunden sind derart, dass die mögliche Gesamtwinkelverdrehung zwischen dem letzten Element und dem ersten Element zumindest gleich dem gewünschten Winkelsektor ist.

2, Träger nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die schleifenförmigen Elemente rotationssymmetrische Ringe sind, wobei die Gelenkachse zwischen zwei aufeinanderfolgenden Ringen ungefähr mit einer Mittellinie eines jeden dieser Ringe zusammenfällt. 3· Träger nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass aufeinanderfolgende Gelenkachsen gleiche Winkel miteinander bilden.

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4. Träger nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Winkelabstand zwischen den Positionen zweier aufeinanderfolgender Gelenkachsen 90 beträgt.

5. Träger nach einem der Ansprüche 2 bis k, dadurch gekennzeichnet, dass die aufeinanderfolgenden Ringe abnehmende Durchmesser aufweisen, wobei der Durchmesser des ersten Rings der grösste und der Durchmesser des letzten Rings der kleinste ist.

6. Träger nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die schleifenförmigen Elemente durch die Windungen einer Schraubfeder gebildet werden, deren Länge und Steifheit derart sind, dass die Feder zumindest über den gewünschten Winkelabstand um ihre mittlere Position gebogen werden kann.

7· Träger nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Wert des Durchmessers der aufeinanderfolgenden Windungen von der ersten Windung bis zur letzten Windung abnimmt.

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