DE2942049A1 - Vorrichtung zur ultraschallabtastung - Google Patents

Vorrichtung zur ultraschallabtastung

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DE2942049A1 DE19792942049 DE2942049A DE2942049A1 DE 2942049 A1 DE2942049 A1 DE 2942049A1 DE 19792942049 DE19792942049 DE 19792942049 DE 2942049 A DE2942049 A DE 2942049A DE 2942049 A1 DE2942049 A1 DE 2942049A1
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Ing.(grad.) Gerhard 8520 Erlangen Naefe
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Description

SIEMENS AKTIENGESELLSCHAFT Unser Zeichen Berlin und München VPA 79 P 5107 BRD
Vorrichtung zur Ultraschallabtastung
Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zur Ultraschallabtastung mit Ultraschall-Applikator, der durch eine Vielzahl einzelner Wandlerelemente zum Aussenden von Ultraschallsignalen und zum Empfang der Echosignale ausgebildet ist, wobei wenigstens im elektrischen Empfangskreis eine Verzögerungseinrichtung vorgesehen ist, die die anfallenden Echosignale für jedes Wandlerelement zeitlich so verzögert, daß sich in der zeitlichen Reihenfolge des Anfaliens von Signalen an den einzelnen Elementen am Ausgang der Verzögerungseinrichtung Phasengleichheit der Einzelsignale ergibt.
Eine Vorrichtung dieser Art ist beispielsweise durch Ultrasonics Symposium Proceedings, IEEE Cat. 1977, Seiten 250 bis 254, bekannt. Diese Vorrichtung arbeitet mit Speichergliedern als Teil der Verzögerungseinrichtung, wobei die einzelnen Speicher Ganzzeilenspeieher sind, die also eine komplette Ultraschallzeile
Kue 5 Rl / 15.10.1979
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speichern. Das Ein- und Auslesen einer Zeile erfolgt im sog. Wechselpufferspeicherprinzip, d.h. es wird in einem von zwei Zeilenspeichern jeweils Information immer gerade eingelesen, während aus dem zugeordneten zweiten Speicher Information ausgelassen wird. Das Prinzip eines solchen Wechselpufferspeichers ist u. a. auch in der DE-PS 26 29 895 beschrieben. Der Einsatz von Ganzzeilenspeichern hat jedoch den Nachteil, daß bei einer größeren Anzahl von Wandlerelementen unnötig viel Speicherkapazität benötigt wird.
Aufgabe vorliegender Erfindung ist es, eine Vorrichtung der eingangs genannten Art aufzubauen, die mit optimal geringer Speicherkapazität der Verzögerungsspeicher auskommt.
Die Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Verzögerungseinrichtung eine Vielzahl von Teilzeilenspeichern umfaßt, von denen jeweils wenigstens immer drei einem einzelnen Wandlerelement zugeordnet sind, wobei die Speicherkapazität jedes Teilzeilenspeichers für jedes einzelne Wandlerelement einen solchen Wert aufweist, der wenigstens der maximalen Verzögerungszeit der Wandlerelementanordnung entspricht und wobei im Dreierverband der Teilzeilenspeicher eines jeden Wandlerelements eine solche Steuerung vorgesehen ist, daß, beginnend mit dem jeweils ersten Wandlerelement, das von sämtlichen Elementen als erstes mit Information beaufschlagt wird, sowie für jedes folgende Wandlerelement die dort anfallende Information in die Speicher des zugeordneten Dreierverbandes sequentiell eingeschrieben wird so lange, bis auch am letzten Wandlerelement, das von allen Elementen als letztes Information empfängt, wenigstens der erste Teilzeilenspeicher
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des Dreierverbandes, der zu diesem letzten Element gehört, mit Information gefüllt ist und dann ein Lesestartimpuls gegeben wird, aufgrund dessen die bis zu diesem Zeitpunkt in sämtlichen Speichern eingespeicherte Information gleichzeitig ausgelesen wird.
Bei der Erfindung hängt die Speicherkapazität eines Teilzeilenspeichers im wesentlichen nur von der maximalen Verzögerungszeit der Wandlerelementanordnung ab. Da die Verzögerungszeit auch bei großen Schwenkwinkeln im allgemeinen sehr klein ist - sie beträgt einen Bruchteil, z. B. ein 1/16 oder noch weniger, der Gesamtspeicherzeit eines Ganzzeilenspeichers -, so ergibt sich immer relativ kleine benötigte Spei-. cherzeit und damit auch optimal niedrige Speicherkapazität des einzusetzenden Teilzeilenspeichers. Bei einer Vielzahl von Wandlerelementen der Wandlerelementanordnung ist demnach der Gesamtaufwand an Speicherkapazität optimal gering.
Die Erfindung läßt sich vorteilhaft bei sog. phased-Arrays,z. B. zur Durchführung von Sektorabtastungen durch Strahlschwenkung aufgrund unterschiedlicher Signalverzögerung,anwenden. Ebensogut ist ein Einsatz in Kombination mit dynamischer Fokussierung oder auch ein Einsatz bei Linear-Array ohne Strahlschwenkung, aber mit dynamischer Fokussierung, möglich. Bei Kombination eines Strahlschwenkverfahrens mit einer dynamischen Fokussierung tritt in vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung zur maximalen Verzögerungszeit der WandleranOrdnung zusätzlich auch noch eine Fokuseinstellzeit, die bei der Ansetzung der Mindestkapazität eines Teilzeilenspeichers berücksichtigt werden muß. Wird in weiterer Ausgestaltung der Erfindung nur mit dynamischer Fokussierung gearbeitet, so tritt diese Fokuseinstellzeit an die Stelle der
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VPA 79 P 5107 BRD maximalen Verzögerungszeit der Wandleranordnung. Letztere ist Null, da ja ohne Strahlschwenkung gearbeitet wird, so daß hiervon herrührende Verzögerungszeiten nicht berücksichtigt zu werden brauchen. Insgesamt gesehen bietet die Erfindung also die Möglichkeit vielfältiger Anwendung in unterschiedlichsten Betriebsweisen bei äußerst geringem Gesamtaufwand an Speicherkapazität. Eine besonders herausragende Betriebsart ist dabei jene des Digital-Betriebs. Hierzu werden die anfallenden Echoinformationen digitalisiert und dann gemäß der Erfindung in Teilzeilenspeichern auf Digitalbasis, insbesondere in RAM-Speichertechnik, entsprechend digital weiterverarbeitet. Der Übergang auf Digitaltechnik hat den erheblichen Vorteil, daß die Gesamtanordnung aller Betriebsarten soft-waremäßig zu steuern ist. Dies ermöglicht nicht nur problemlose und rasch umstellbare Ablaufsteuerung; da in der Steuerschaltung nirgendwo mehr analoge Ultraschallsignale geschaltet werden müssen (wie z. B. LC-Technik), können auch keine Schaltknacks mehr auftreten, die sich im Bildaufbau als Störechos störend bemerkbar machen. Gegenüber CCD-Speichern (charge coupled device) bzw. auch BBD-Speichern (bucket brigade device oder Eimerkettenspeicher) wird zudem auch noch erhöhte Stabilitat erreicht.
Weitere Vorteile und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispiels anhand der Zeichnung in Verbindung mit den Unteransprüchen.
Es zeigen
Fig. 1 im Diagramm die Funktionsweise der Erfindung bei Anwendung auf reine Strahlschwen-
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--£-"* VPA 79 P 5107 BRD kung oder in Kombination mit dynamischer Fokussierung,
Fig.'2 ein Diagramm entsprechend Fig. 1 für An-Wendung nur auf dynamische Fokussierung,
Fig.,3 das Prinzipschaltbild der Erfindung bezogen auf ein einzelnes Wandlerelement,
Fig. 4 das Prinzipschaltbild der Erfindung für
die Gesamtanordnung von Wandlerelementen.
Die Fig. *1 zeigt auf der linken Seite des Diagramms in schematischer Andeutung eine Wandlerelementanordnung W1 bis Wn. Der Strahlschwenk ist so gewählt (angedeutet durch gestrichelte Verzögerungslinie 1), daß Echosignale, die nach Aussendung von Sendesignalen wieder empfangen werden, als Information erst am Wandlerelement W1 eintreffen,während nachfolgende Wandlerelemente W2, W3 etc. Echoinformation erst mit zunehmenden Verzögerungszeiten empfangen. Das letzte Element Wn der Wandlerelementreihe empfängt Echoinformation als letztes aller Elemente mit einer maximalen Zeitverzögerung T „.„„. Die Abtastrichtung des Ultrascha,llstrahles ist beliebig (z. B. nach Programm) veränderbar. Durch entsprechende Vorwahl unterschiedlicher Vörzögerungszeiten ändert sich auch der Winkel der gestrichelten Verzögerungsline 1, zu der ja die Hauptabstrahlrichtung der Ultraschallabtaststrahlen im wesentlichen senkrecht steht. Das Gesamtkonzept ist jedoch immer so, daß die maximale Verzögerungszeit des jeweils immer zuletzt getroffenen Wandlerelementes (im vorliegenden Falle Wn oder W1 bei Spiegelung der Abstrahlrichtung an der Symmetrieachse der Wandlerelementanordnung) den vorgewählten Wert "f __„ nicht überschreitet.
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Wesentliches Merkmal ist nun, daß jedem Wandlerelement W1 bis Wn der Wandlerelementanordnung ein Dreierverband von Teilzeilenspeichern zugeordnet ist, von denen also jeder immer nur einen ganz bestimmten Bruchteil der Gesamtzeile (z. B. ein sechzehntel der Gesamtzeile) dynamisch speichert. In der Fig. 1 sind die Teilzeilenspeicher eines Dreierverbandes jeweils mit I, II, III bezeichnet. Alle Teilzeilenspeicher eines Dreierverbandes sind fortlaufend nacheinander mit Information füllbar. Der Eintritt von Information in den Dreierverband ist so, daß beginnend mit dem jeweils immer zuerst von Information getroffenen Wandlerelement (im vorliegenden Falle W1) die Information dieses Element sequentiell nacheinander in die einzelnen Teilzeilenspeicher I bis III eingelesen wird solange, bis wenigstens der erste Teilzeilenspeicher I des von der gesamten Reihe W1 bis Wn immer zuletzt von Informationen getroffenen Wandlerelementes (im vorliegenden Falle Wn) mit dieser Information gefüllt ist . In diesem Falle wird dann ein Lesestartimpuls gesetzt, aufgrund dessen dann die in sämtlichen Speichern angelaufene Information gleichzeitig ausgelesen wird.
Im Diagramm der Fig. 1 ist der Startzeitpunkt STE zum Schreiben S durch das Eintreffen der ersten Information am ersten Wandlerelement W1 der Wandlerelementanordnung angegeben. Für jedes nachfolgende Wandlerelement Wi wird der Verzögerungszeit entsprechend, mit der weitere Information verspätet eintrifft, gegenüber STE entsprechend verzögert eingeschrieben. Hinsichtlich des letztai Wandlerelementes Wn erfolgt schließlich um die Zeit T m verzögerte Einschreibung von Information in'den
* IUcIjC
ersten Teilzeüenspeicher I. Ist dieser erste Teilzeilenspeicher I des Wandlerelementes Wn jedoch gefüllt, so kann ein Lesestartimpuls zum gleichzeitigen Auslesen L
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- q.— VPA 79 P 5107 BRD
der Information sämtlicher Teilzeilenspeicher aller Wandlerelemente ¥1 bis Wn gegeben werden. In der Fig. ist der Startzeitpunkt STL für den Lesestartimpuls noch etwas verzögert, da in die Speicherzeit eine Einstellzeit Δ Fm___ für den Fokus einbezogen ist. Dieses zusätzliche Zeitintervall findet immer dann Berücksichtigung, wenn mit dem Strahlschwenk gleichzeitig auch eine dynamische Fokussierung durchgeführt wird.
Die Fig. 2 zeigt das Prinzip der Fig. 1 ohne Strahlschwenk lediglich für dynamische Fokussierung. In diesem Falle ist also die Verzögerungszeit X __„ = O und es tritt lediglich die vorstehend angeführte Fokuseinstellzeit AF in Aktion. Diese Fokuseinstellzeit ändert sich in Abhängigkeit von der Tiefe S des Untersuchungsobjektes, aus der Echosignale jeweils scharf (fokussiert) empfangen werden sollen. Das Änderungsdiagramm der Einstellzeit ist als Δ F ( y ) in der Fig. 2 schematisch mit eingezeichnet. Aufgrund der rein dynamischen Fokussierung ergibt sich für jeden Fokusabstand ein anderer Verζögerungsverlauf, z. B. entsprechend der gekrümmten gestrichelten Linie 2.
Das Prinzipschaltbild zur Durchführung eines Funktionsprinzips gemäß den Figuren 1 oder 2 zeigt für ein einzelnes Wandlerelement W1 bis Wn die Fig. 3. In der Fig. 3 ist auf der Seite der Sendeschaltung der Sendepulserzeuger für den Sendeimpuls A mit 3 bezeichnet. Der Sendepulserzeuger 3 erzeugt die Sendeimpulse im Takt der Triggerimpulse eines Leitgenerators 4, der durch einen Programmgeber 5 gesteuert ist, in dem das Sendeprogramm nach der Beziehung AmQ ( y , "*t ) auf Abruf "gespeichert ist. A bedeutet den Sendefall, und T die jeweilige Sende-Verzögerungszeit, wobei Q andeutet, daß quantisierte Werte vorliegen, yj ist der Schwenkwinkel
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VPA 79 P 5107 BRD der Abstrahlung und "seist der Ort eines angesteuerten Wandlerelements in der Reihe der Wandlerelementanordnung. Die aufgrund der Aussendung eines Sendeimpulses an einem Wandlerelement oder eher Wandlerelementgruppe im Untersuchungsobjekt erzeugten und wieder empfangenen Ultraschallechosignale werden nach Rückwandlung in entsprechende elektrische Signale E (t) durch das jeweilige Wandlerelement einem Hochfrequenzverstärker 6 (80 dB-Verstärker) zugeleitet. Die verstärkten Echosignale werden dann in einem Doppelweggleichrichter 7 gleichgerichtet und das gleichgerichtete Signal wird anschließend über einen Analog-Digital-Wandler 8 auf eine Kombinationsschaltung aus einem Datenmultiplexer 9 und einem Zweierkomplementbildner 10 gegeben. Am Ausgang der Kombinationsschaltung 9 und 10 liegt dann schließlich der Dreierverband der Teilzeilenspeicher I, II, III. Im vorliegenden Falle handelt es sich um drei RAM-Speicher, mit einer Kapazität von z. B. 256 χ 8 bit.
Der Einsatz einer Kombinationsschaltung eines Datenmultiplexers 9 mit einem Zweierkomplementbildner 10 hat folgende wesentliche Aufgabe: Bei Sichtbarmachung der Echosignale besteht einerseits der Wunsch nach optimal hoher Auflösung. Hierzu werden jedoch im allgemeinen Analog-Digital-Wandler hoher bit-Zahl benötigt, die erheblich kostenintensiv sind. Die Schaltungsanordnung erfordert aber auch optimale Zuordnung empfangener Signale in der Phase nach erfolgter Verzögerung. Die hierzu benötigte Summierschaltung sollte möglichst einfach aufgebaut sein. Beide Probleme werden durch die Schaltungsanordnung 6 bis 10 in überraschend einfacher Weise gelöst. Die Lösung geht davon aus, daß die anfallenden Echosignale sowohl positive als auch negative Komponenten,
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bezogen auf Nullinienpotential, beinhalten. Ein Analog-Digital-Umsetzer müßte demnach den gesamten dynamischen Bereich von höchster negativer Amplitude bis höchster positiver Amplitude umsetzen, wozu jedoch, um zu einem annehmbaren Wert der Auflösung gelangen zu können, Analog-Digital-Umsetzer relativ hoher bit-Zahl benötigt würden. Sehr viel günstigere Bedingungen ergeben sich aber, wenn das anfallende Echosignal vor Umsetzung gleichgerichtet wird. Nach Gleichrichtung konzentriert sich die Auflösung nur noch auf Signalanteile einer einzigen Polarität; bei gleich gutem Auflösungsgrad wird dadurch ein bit veniger benötigt. Damit verringert sich die zur Auflösung benötigte bit-Zahl des Analog-Digital-Wandlers ebenfalls um 1 bit. Dieser wird billiger Da Gleichrichtung jedoch immer gleichzeitig auch Verlust des Vorzeichens bedeutet, muß dafür gesorgt werden, daß ein Vorzeichensignal gebildet wird, das während der gesamten Weiterverarbeitung bis hin zur Summiereinrichtung als Begleiter der zu verarbeitenden Signalanteile auftritt und das die Anteile letztendlich vor der Anzeige vorzeichengerecht wieder zusammengefügt. Als Träger der Vorzeicheninformation bietet sich jedoch ■ in optimal einfacher und überraschender Weise jenes 1 bit an, das vom Analog-Digital-Wandler nicht mehr generiert werden muß, sondern jetzt vom VorzeichendeiEktar direkt gebildet und als Träger der Vorzeicheninformation herangezogen werden kann. Im Schaltbild der Fig. 3 ist der Verstärker 6 demnach gleichzeitig als Vorzeichendetektor für positive und negative Anteile der anfallenden Echosignale ausgebildet. Je nach erfaßtem Vorzeichen wird dann ein Signal erzeugt, das über eine Vorzeichensignalleitung 12 die Kombination des Multiplexers 9 mit dem Zweierkomplementbildner 10 im Sinne einer Weiche für das Signal des Analog-Digital-Umsetzers 8 steuert. Bei vorliegendem Ausführungsbeispiel arbeitst
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VPA 79 P 5107 BRD der Verstärker 6 so, daß er lediglich beim Vorliegen negative Anteile des Echosignales E (t) ein Vorzeichenbit erzeugt und über die Leitung 12 zum Multiplexer und Zweierkomplementbildner 10 führt. Die Schaltung beider Bauteile 9 und 10 erfolgt dabei in Abhängigkeit vom Vorzeichensignal in der Weise, daß bei signalloser Leitung 12, d.h. beim Vorliegen von positiven Signalkomponenten, die Ausgangsinformation des Analog-Digital-Wandlers 8 zusammen mit dem Vorzeichen-bit über den Datenmultiplexer 9 direkt an die Teilzeilenspeicher 11 weitergeleitet wird. Werden hingegen negative Komponenten registriert, so wird über das dann jeweils in der Signalleitung 12 anfallende Signal die Ausgangsinformation des Analog-Digital-Umsetzers 8 auf den Eingang des Zweierkomplementbildners 10 umgeschaltet. Letzterer bildet dann das Zweierkomplement 2-K zur Ausgangsinformation des Analog-Digital-Wandlers und leitet dann die Zweierkomplementinformation zusammen mit dem Vorzeichen-bit auf den Dreierverband der Teilzeilenspeicher weiter. Hier erfolgt dann Verzögerung in jenen Funktionsweisen, wie sie bereits vorstehend anhand der Figuren 1 und 2 erläutert wurden. Die Steuerung der jeweiligen Funktion übernehmen wieder Programmspeicher 12 und/oder 13, die in Verbindung mit Adressenzählern und Freigabegliedern jeden Dreierverband 11 aus Teilzeilenspeichern separat steuern. Im Prinzipschaltbild der Fig. 3 definiert der Block 14 einen linearen Adressenzähler für Schreiben S und der Block 15 den Erzeuger für die Schreibfreigabeimpulse.
Entsprechend stellen der Block 16 einen Adressenzähler für Lesen L und der Block 17 einen Adressenaddierer dar, während der Block 18 ein Adressen-Multiplexer' für die Aufsuche der Adressen für Schreiben S und Lesen L ist. Im Ausführungsbeispiel der Fig. 3 liefert der Programmgeber 12 speziell die Informationen für die
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VPA 79 P 5107 BRD Einstellung der Verzögerungszeiten nach der Beziehung TRQ (y flC»S=in). T ist wieder die Verzögerungszeit und R steht für den Empfangsfall, während Q wieder die Information "quantisiert" gibt, tp ist wieder der Schwenkwinkel und *5£. der Ort des angesteuerten Wandlerelementes an der Wandlerelementreihe. Der Parameter ^ definiert die Eindringtiefe und m den letzten einer vorgegebenen Zahl 0 bis m von Fokussierungsbereichen die schrittweise über den gesamten Untersuchungstiefenbereich einstellbar sind. Der Programmgeber 13 stellt hingegen Steuerprogramme für dynamische Fokussierung zur Verfügung, sofern diese benötigt werden. Das Programm der dynamischen Fokussierung ist nach der Beziehung T~ |trq ( xf , it , β ) - TRQ ( y , "je , § = m)j
aufgebaut."Beide Programmgeber 12, 13 sind sowohl in Kombination als auch einzeln unter Nichtaktivierung des anderen einsetzbar.
Die Prinzipschaltung zur Weiterverarbeitung der von jedem einzelnen Wandlerelement W1 b Wn stammenden Signale im Sinne der phasengerechten Zusammenfügung zeigt die Fig. 4. In dieser Figur ist wieder die Gesamtreihe aller Wandlerelemente mit W1 bis Wn angedeutet. Auf jedes Wandlerelement folgt dann ein Block B1 bis Bn, von denen jeder entsprechend dem Prinzipschaltbild der Fig. 3 aufgebaut ist. Die Ausgänge sämtlicher Blöcke B1 bis Bn gehen dann schließlich auf ein digitales Addierwerk 19 zur Aufaddierung der Signale. Aufgrund vorstehend erläuterter Wahl der Kombination eines Multiplexers mit einem Zweierkomplementbildner kann das Digital-Addierwerk 19 in besonders einfacher Weise als einfache Summierschaltung ausgelegt sein. Ohne Einsatz eines Zweierkomplementbildners müßten hingegen sowohl Summen als auch Differenzen gebildet werden, wodurch sich der Aufwand des Addierwerkes erheblich vergrößern würde. Eine reine
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VPA 79 P 5107 BRD Summierung ist deswegen möglich, weil wie vorstehend schon erläutert, jeder Negativanteil der Echosignale durch die Zweierkomplementbildung die Information des Minuszeichens in sich trägt. Nach erfolgter einfacher Addition geht dann das Summensignal auf eine nachgeschaltete Kette aus einem digitalen Ausgleichsverstärker 20 und einem digitalen Demodulator 21. Die demodulierten digitalen Signale werden dann schließlich über ein digitales Filter 22 einem Rundungsglied 23 zur bit-Zahlreduktion zugeleitet. Das am Ausgang des Rundungsgliedes 23, das beispielsweise eine 11 bit-Information in eine solche von 8 bit umwandelt, anfallende datenreduzierte Signal wird dann in Richtung des Pfeiles 24 über z. B. Bildspeicher od. dgl. einer Bildanzeigeröhre zur Aufzeichnung zugeleitet. Die Gesamtsteuerung der Glieder B1 bis Bn bzw. 19 bis 23 in der Fig. 4 erfolgt mittels zentraler Mikro-Programmsteuereinheit 25, die auch Änderungen des Programmes der Programmgeber B1 bis Bn zuläßt. Zentraler Takt-.geber ist ein Oszillator 26.
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Claims (7)

  1. VPA 79 P 5107 BRD Patentansprüche
    r \
    i 1.)Vorrichtung zur Ultraschallabtastung mit Ultraschall-Applikator, der durch eine Vielzahl einzelner Wandlerelemente zum Aussenden von Ultraschallsignalen und zum Empfang der Echosignale ausgebildet ist, wobei wenigstens im elektrischen Empfangskreis eine Verzögerungseinrichtung vorgesehen ist, die die anfallenden Echosignale für jedes Wandlerelement zeitlich so verzögert, daß sich in der zeitlichen Reihenfolge des Anfaliens von Signalen an den einzelnen Elementen am Ausgang der Verzögerungseinrichtung Phasengleichheit der Einzelsignale ergibt, dadurch gekennzeichnet, daß die Verzögerungseinrichtung eine Vielzahl von Teilzeilenspeichern (11) umfaßt, von denen jeweils wenigstens immer drei (I, II, III) einem einzelnen Wandlerelement (W1 bis Wn) zugeordnet sind, wobei die Speicherkapazität jedes Teilzeilenspeichers für jedes einzelne Wandlerelement einen solchen Wert aufweist, der wenigstens der maximalen Verzögerungszeit ( T mav) der Wandlerelementanordnung entspricht und wobei im Dreierverband der Teilzeilenspeicher eines jeden Wandlerelements eine solche Steuerung (12 bis 18) vorgesehen ist, daß, beginnend mit dem jeweils ersten Wandlerelement (W1), das von sämtlichen Elementen als erstes mit Information beaufschlagt wird, sowie für jedes folgende Wandlerelement (W2, W3 etc.) die dort anfallende Information in die Speicher des zugeordneten Dreierverbandes sequentiell eingeschrieben wird so lange, bis auch am letzten Wandlerelement, das von allen Elementen als letztes Information empfängt, wenigstens der erste Teilzeilenspeicher des Dreierverbandes, der zu diesem letzten Element gehört, mit Information gefüllt ist und dann ein Lesestartimpuls (STL) gegeben wird, aufgrund dessen die bis zu diesem Zeitpunkt in
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    - 2 - VPA 79 P 5107 BRD
    sämtlichen Speichern eingespeicherte Information gleichzeitig ausgelesen wird.
  2. 2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch g e kennzeichnet, daß im Falle der Anwendung auf reinen Schwenkbetrieb, z. B. für Sektorscan, jeder Teilzeilenspeicher (I, II, III) eines Dreierverbandes auf die maximale Verzögerungszeit ( I^ mQV) der
    in ει χ
    Wandlerelementanordnung abgestimmt ist. 10
  3. 3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet , daß im Falle dynamischer Fokussierung bei Ansetzung der Mindestkapazität eines Teilzeilenspeichers (I, II, III) eine Fokuseinstellzeit ( A Fm_„) berücksichtigt ist.
  4. 4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß im Falle einer Kombination von Schwenkbetrieb und dynamischer Fokussierung die Fokuseinstellzeit ( Δ F ) sich zum Maximalwert
    max
    der Verzögerungszeit ( T ma„) addiert.
  5. 5. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß bei reiner dynamischer Fokussierung die Speicherkapazität jedes Teilzeilenspeichers bei T =0 auf den Wert der Fokuseinstellzeit ( Δ F_„ ) einstellbar ausgebildet sein kann.
    IZIuLjC
  6. 6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5»
    dadurch gekennzeichnet, daß bei Auslegung auf digitale Verarbeitung Teilzeilenspeicher im RAM-Technik verwendet sind.
  7. 7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch g e kennzeichnet, daß die Steuerung des Funk-
    130021/0026
    - 3 - VPA 79 P 5107 BRD
    tionsablaufes in den Teilzeilenspeichern soft-waremäßig durch Programmgeber (12 und/oder 13) unter Zuhilfenahme von Adressenzählern (14, 16)| Impulsfreigabeschaltungen (15) bzw. Adressenaddierern (17) über einen Adressenmultiplexer (18) erfolgt.
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DE (2) DE2942049A1 (de)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3042509A1 (de) * 1979-11-16 1981-06-11 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd., Kadoma, Osaka Ultraschall-abbildungssystem mit in fortschreitenden zeitlaengen verzoegerten rechteckwellen-impulszuegen
EP0041185A1 (de) * 1980-06-02 1981-12-09 Siemens Aktiengesellschaft Vorrichtung zur Ultraschallabtastung
DE3219282A1 (de) * 1982-05-21 1983-11-24 Siemens AG, 1000 Berlin und 8000 München Vorrichtung zur ultraschallabtastung nach dem impuls-echoverfahren

Families Citing this family (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3017027A1 (de) * 1980-05-02 1983-01-20 Siemens AG, 1000 Berlin und 8000 München Vorrichtung zum speichern von signalen
USRE33590E (en) * 1983-12-14 1991-05-21 Edap International, S.A. Method for examining, localizing and treating with ultrasound
US5150712A (en) * 1983-12-14 1992-09-29 Edap International, S.A. Apparatus for examining and localizing tumors using ultra sounds, comprising a device for localized hyperthermia treatment
US5143073A (en) * 1983-12-14 1992-09-01 Edap International, S.A. Wave apparatus system
DE3425705A1 (de) * 1984-07-12 1986-01-16 Siemens AG, 1000 Berlin und 8000 München Phased-array-geraet
DE3428046A1 (de) * 1984-07-30 1986-01-30 Siemens AG, 1000 Berlin und 8000 München Verfahren und vorrichtung zur verzoegerung eines ultraschallsignals
US4799177A (en) * 1985-12-31 1989-01-17 The Boeing Company Ultrasonic instrumentation for examination of variable-thickness objects
US4799167A (en) * 1985-12-31 1989-01-17 The Boeing Company Ultrasonic 64 channel inspection system with multigate/multimode selection software configurability
US4809184A (en) * 1986-10-22 1989-02-28 General Electric Company Method and apparatus for fully digital beam formation in a phased array coherent imaging system
DE8812400U1 (de) * 1988-09-30 1989-04-06 Siemens Ag, 1000 Berlin Und 8000 Muenchen, De
US5063780A (en) * 1990-02-15 1991-11-12 General Electric Company Ultrasonic dimensional and flaw inspection of thin-walled tubular elements

Family Cites Families (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4267584A (en) * 1977-07-01 1981-05-12 Siemens Gammasonics, Inc. Permutating analog shift register variable delay system
US4173007A (en) * 1977-07-01 1979-10-30 G. D. Searle & Co. Dynamically variable electronic delay lines for real time ultrasonic imaging systems
US4159462A (en) * 1977-08-18 1979-06-26 General Electric Company Ultrasonic multi-sector scanner
US4167753A (en) * 1977-08-18 1979-09-11 General Electric Company Peak detecting digital scan converter
DE2861793D1 (en) * 1977-11-21 1982-06-24 Gen Electric Scan converter for ultrasonic sector scanner and method
US4127034A (en) * 1977-12-23 1978-11-28 General Electric Company Digital rectilinear ultrasonic imaging system
JPS5499379A (en) * 1978-01-23 1979-08-06 Tokyo Shibaura Electric Co Ultrasonic video device
US4236221A (en) * 1978-11-13 1980-11-25 Litton Industrial Products, Inc. Scan converter
US4290310A (en) * 1979-07-09 1981-09-22 Varian Associates, Inc. Ultrasonic imaging system using digital control
US4245250A (en) * 1979-09-13 1981-01-13 General Electric Company Scan converter for ultrasonic sector scanner

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3042509A1 (de) * 1979-11-16 1981-06-11 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd., Kadoma, Osaka Ultraschall-abbildungssystem mit in fortschreitenden zeitlaengen verzoegerten rechteckwellen-impulszuegen
EP0041185A1 (de) * 1980-06-02 1981-12-09 Siemens Aktiengesellschaft Vorrichtung zur Ultraschallabtastung
DE3020872A1 (de) 1980-06-02 1981-12-10 Siemens AG, 1000 Berlin und 8000 München Vorrichtung zur ultraschall-abtastung
DE3219282A1 (de) * 1982-05-21 1983-11-24 Siemens AG, 1000 Berlin und 8000 München Vorrichtung zur ultraschallabtastung nach dem impuls-echoverfahren

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Publication number Publication date
CA1168346A (en) 1984-05-29
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ATE4276T1 (de) 1983-08-15
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AU6342280A (en) 1981-08-20
EP0027618A3 (en) 1981-10-14
US4373395A (en) 1983-02-15

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