DE3624668A1 - Ultraschall-abbildungsgeraet - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Ultraschall-Abbildungsgerät, das verschiedene Arten von Ultraschall-Wandlern oder -Sonden, jeweils mit einer großen Zahl von in einem vorbestimmten Muster angeordneten Wandlerelementen, aufweist und das durch elektrives Umschalten der Wandler betreibbar ist.

Bei einem bisherigen, mit elektronischer Linearabtastung arbeitenden Ultraschall-Abbildungsgerät wird eine große Zahl von linear ausgerichteten Wandlerelementen verwen­ det, wobei Ultraschall-Sende- und -Empfangstakte (timings) der Ultraschall-Wandler zur Durchführung einer Linear­ abtastung gesteuert werden. Von den bisherigen, elek­ tronisch linear abtastenden Ultraschall-Abbildungsge­ räten sind einige dieser, für medizinische Diagnose oder Untersuchung vorgesehenen Geräte auf die im folgenden beschriebene Weise aufgebaut. Eine Anzahl von Ultra­ schall-Sonden, normalerweise zwei Sonden, werden gleich­ zeitig mit dem Gerät verbunden, während elektrische Verbindungen zu den Ultraschall-Wandlern innerhalb des Geräts durch einen aus Relais oder Halbleiterschaltern bestehenden Schalterkreis (um)geschaltet werden und dabei einer der Ultraschall-Wandler zum Aussenden/Emp­ fangen von Ultraschallwellen benutzt wird.

Ein Beispiel für einen Ultraschallwandler-Schalterkreis ist in Fig. 1 dargestellt.

Der Schalterkreis gemäß Fig. 1 umfaßt einen Schalter­ abschnitt S aus Schaltern SWA 1-SWAN und SWB 1-SWBN, die durch Relais oder Halbleiterschalter gebildet sind. Die eine Klemme jedes Schalters SWA 1-SWAN ist mit einem entsprechenden von Kanälen CH 1-CHN für ein Sende- und Empfangssystem (einschließlich der Sende- und Empfangskreise) im Gerät verbunden. Die eine Klemme jedes der Schalter SWB 1-SWBN ist mit der betreffenden einen Klemme der einzelnen Schalter SWA 1-SWAN verbunden, deren anderen Klemmen jeweils an einen ersten N-Kanal- Anschluß CA (oder Anschluß mit N Kanälen) angeschlossen sind. Die anderen Klemmen der einzelnen Schalter SWB 1- SWBN sind mit einem zweiten N-Kanal-Anschluß CB ver­ bunden. Die Anschlüsse (connectors) CA und CB sind ihrerseits jeweils an erste und zweite Wandler (in Fig. 1 nicht dargestellt) mit jeweils einem Maximum von N Wandlerelementen angeschlossen. Der Schalterabschnitt S wird durch eine im Gerät angeordnete Steuerschaltung (an)gesteuert, um selektiv die Sende- und Empfangskanäle CH 1-CHN mit dem Anschluß CA oder CB zu verbinden. Bei Betätigung des Schalterabschnittes S wird eine der ersten und zweiten, mit den Anschlüssen CA und CB verbundenen Ultraschall-Sonden zum Senden (Übertragen) und Empfangen der Ultraschallwellen benutzt.

Die Umschaltsteuerung im Schalterkreis nach Fig. 1 kann durch Wählen eines Satzes der Schalter SWA 1-SWAN und SWB 1- SWBN erreicht werden. Aus diesem Grund ist eine maximale Zahl der Ultraschallelemente in erstem und zweitem Ultraschall-Wandler gleich N, d. h. der Zahl der Kanäle. Die Breite des Gesichtsfelds und die Güte eines mittels des bisherigen Geräts erzeugten Ultraschallbilds sind durch die größtmögliche Zahl der ersten oder zwei­ ten Ultraschall-Wandler begrenzt.

Aufgabe der Erfindung ist damit die Schaffung eines Ultraschall-Abbildungsgerätes, bei dem ein Ultraschall- Wandler mit einer Anzahl von Elementen, deren Zahl maximal das Doppelte derjenigen bei einem bisherigen Gerät beträgt, ohne Änderung der Zahl der Schalter in einem Schalterkreis anschließbar ist, so daß damit die Weite oder Breite eines Gesichtsfelds eines Ultraschall­ bilds vergrößert und die Bildgüte verbessert werden.

Diese Aufgabe wird bei einem Ultraschall-Abbildungsgerät der angegebenen Art erfindungsgemäß gelöst durch erste und zweite Anschlußeinheiten mit jeweils N (mit N = eine positive ganze Zahl) Klemmen, wobei die ersten und zweiten Anschlußeinheiten erste bzw. zweite Ultraschall- Wandler mit jeweils nicht mehr als N Wandlerelementen zu verbinden vermögen, eine dritte Anschlußeinheit mit an die N Klemmen der ersten und zweiten Anschlußeinheiten angeschlossenen 2N Klemmen, wobei die dritte Anschluß­ einheit einen dritten Ultraschall-Wandler mit nicht mehr als 2N Wandlerelementen zu verbinden vermag, N-Kanal- Sende- und -Empfangseinheiten mit N-Kanal-Eingangs/- Ausgangsleitungen, wobei die N-Kanal-Sende- und -Emp­ fangseinheiten ein Signal zum Ansteuern der Ultraschall­ elemente von erstem bis drittem Ultraschall-Wandler in Übereinstimmung mit einem vorbestimmten Abtastschema zu erzeugen und die von den Wandlerelementen abgegriffenen Signale zur Gewinnung eines Ultraschall-Wiedergabebild­ signals zu verarbeiten vermögen, zwischen den N-Kanal- Sende- und -Empfangseinheiten und den ersten bis dritten Anschlußeinheiten angeordnete Schaltereinheiten zum selektiven Verbinden einer vorbestimmten Zahl der Signal­ leitungen der N-Kanal-Sende- und Empfangseinheiten, die mindestens alle aktiven Signalleitungen umfassen, mit 2N Klemmen der dritten Anschlußeinheit sowie eine Anzeige­ einheit zum Abnehmen eines Ultraschall-Bildsignals von den Sende- und Empfangseinheiten und Wiedergaben eines Ultraschallbilds.

Beim erfindungsgemäßen Ultraschall-Abbildungsgerät kann zusätzlich zum Ultraschall-Wandler mit nicht mehr als N Wandlerelementen der Ultraschall-Wandler mit nicht mehr als 2N Wandlerelementen zum Aussenden und Empfangen der Ultraschallwelle benutzt werden, so daß damit die Breite oder Weite des Gesichtsfelds eines Ultraschallbilds vergrößert und dessen Güte verbessert wird.

Im folgenden sind bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung im Vergleich zum Stand der Technik anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigt

Fig. 1 ein Schaltbild eines Schalterkreises bei einem bisherigen Ultraschall-Abbildungsgerät.

Fig. 2 eine Blockschaltbild zur schematischen Darstel­ lung der Anordnung eines Ultraschall-Abbildungs­ geräts gemäß einer ersten Ausführungsform der Erfindung,

Fig. 3 ein detailliertes Schaltbild der Anordnung des Geräts nach Fig. 2,

Fig. 4 ein detailliertes Blockschaltbild der Anordnung eines Sende- und Empfangssystems beim Gerät nach Fig. 2,

Fig. 5 eine Tabelle zur Erläuterung der Arbeitsweise des Geräts nach Fig. 2,

Fig. 6A und 6B Tabellen zur Erläuterung der Arbeits­ weise des Geräts nach Fig. 1 und

Fig. 7 ein Blockschaltbild eines Teils eines Ultra­ schall-Abbildungsgeräts gemäß einer zweiten Ausführungsform der Erfindung.

Fig. 1 ist eingangs bereits erläutert worden.

Ein in Fig. 2 dargestelltes Ultraschall-Abbildungsgerät gemäß einer ersten Ausführungsform umfaßt einen Schal­ terkreis 10, einen Senderkreis 12, einen Vorverstärker­ teil 14, einen Empfängerkreis 16, einen TV- oder Fernseh- Monitor 18 und eine Steuerschaltung 20. Der Schalter­ kreis 10 kann an einen ersten und einen zweiten Ultra­ schall-Wandler 30 A bzw. 30 B mit jeweils N Wandlerele­ menten oder weniger und einen dritten Ultraschall-Wandler 300 mit 2N Wandlerelementen oder weniger angeschlossen sein.

Der genaue Aufbau des Schalterkreises 10 ist in Fig. 3 dargestellt. Der Schalterkreis 10 umfaßt einen Schal­ terabschnitt 100 aus ersten Schaltern SA 1-SAN und zweiten Schaltern SB 1-SBN, ersten und zweiten Anschlüs­ sen 102 bzw. 104, die mit den Wandlern 30 A bzw. 30 B verbindbar sind, und einen mit dem Wandler 30 C verbind­ baren dritten Anschluß 106 . Die Schalter SA 1-SAN und SB 1-SBN im Schalterabschnitt 100 bestehen aus Relais oder Halbleiterschaltern, wobei das Schließen und Öffnen jedes Schalters einzeln nach Maßgabe eines elektrischen Signals von der Steuerschaltung 20 gesteuert wird. Je eine Klemme jedes Schalters SA 1-SAN ist mit einem betreffenden der Kanäle CH 1-CHN im Sende- und Empfangs­ system verbunden. Je eine Klemme jedes der Schalter SB 1 -SBN ist an eine betreffende Klemme eines jeden (des jeweils zugeordneten) Schalters SA 1-SAN angeschlossen. Die anderen Klemmen der Schalter SA 1-SAN sind mit dem Anschluß 102 verbunden, während die anderen Klemmen der einzelnen Schalter SB 1-SBN mit dem Anschluß 104 ver­ bunden sind. Die anderen Klemmen der einzelnen Schalter SA 1-SAN und SB 1-SBN sind außerdem mit dem dritten Anschluß 106 verbunden.

Der Senderkreis 12 erzeugt Ansteuer- oder Treiberimpulse für die Ansteuerung der Wandlerelemente zum Emittieren eines Ultraschallstrahls von jedem Wandler. Insbesondere werden dabei die Treiberimpulse vom Senderkreis 12 zu jedem Ultraschall-Wandler über den Schalterkreis 10 zum Vor­ verstärkerteil 14 übertragen, welcher ein Eingangssignal verstärkt und ein verstärktes Signal zum Empfängerkreis 16 liefert. Der Empfängerkreis 16 führt eine vorbestimmte Verarbeitung am verstärkten Signal durch. Das verarbei­ tete Signal wird für die Wiedergabe eines Ultraschall­ bilds zum Fernseh-Monitor 18 übertragen.

Sender- und Empfängerkreis 12 bzw. 16 werden durch die Steuerschaltung 20 abwechselnd gesteuert und betätigt.

Der genaue Aufbau des aus Senderkreis 12, Vorverstärker­ teil 14 und Empfängerkreis 16 bestehenden Sende- und Empfangssystems ist in Fig. 4 dargestellt.

Der Senderkreis 12 umfaßt einen Treiberimpulsgenerator 120, N Verzögerungskreise (oder Laufzeitglieder) 122-1, 122-2, 122-3, . . ., 122- N sowie N Impulsgeber (pulsers) 124-1, 124-2, 124-3, . . ., 124- N. Vom Generator 120 nach Maßgabe des Steuersignals von der Steuerschaltung 20 gelieferte Treiberimpulse einer vorbestimmten Periode werden jeweils durch die N Verzögerungskreise 122-1 bis 122- N entsprechend verzögert. Der Impulsgeber 124-1 bis 124- N erzeugen Wandlerelement-Ansteuer- oder -Treiber­ impulse in Abhängigkeit von den Ausgangssignalen der Verzögerungskreise 122-1 bis 122- N. Die Ausgangssignale der Impulsgeber 124-1 bis 124- N werden als Impulse für Kanäle CH 1, CH 2, CH 3, . . ., CHN zum Schalterkreis 10 geliefert und dann durch letzteren an einen der Ultra­ schall-Wandler 30 A bis 30 C angelegt. Eine Ultraschall- Sendestrahlablenkung und/oder Ultraschall-Sendestrahl­ fokussierung erfolgt entsprechend einem Kombinations­ muster der Verzögerungszeiten der Verzögerungskreise 122-1 bis 122- N. Die Verzögerungszeiten der Verzögerungs­ kreise 122-1 bis 122- N sind für elektrische Änderung ausgelegt, so daß das Kombinationsmuster der Verzöge­ rungszeiten der Verzögerungskreise 122-1 bis 122- N nach Bedarf durch die Steuerschaltung 20 gesteuert werden kann.

Der Vorverstärkerteil 14 umfaßt N Vorverstärker 14-1, 14-2, 14-3, . . ., 14- N, die jeweils die von einem der Wandler 30 A bis 30 C über den Schalterkreis 10 zugeführ­ ten Signale der Kanäle CH 1, CH 2, CH 3, . . ., CHN verstär­ ken. Der Empfängerkreis 16 umfaßt N Verzögerungskreise 160-1, 160-2, 160-3, . . ., 160- N, eine Addierstufe 162 und einen Signalprozessor 164. Die Verzögerungskreise 160-1 bis 160- N verzögern die durch die Vorverstärker 14-1 bis 14- N verstärkten Impulse um vorbestimmte Ver­ zögerungs- oder Laufzeiten. Die so durch die Verzöge­ rungskreise 160-1 bis 160- N verzögerten Impulse werden durch die Addierstufe 162 addiert. Ein Summensignal von der Addierstufe 162 wird zum Signalprozessor 164 über­ tragen und (durch diesen) einer vorbestimmten Verarbei­ tung unterworfen, um ein auf dem Fernseh-Monitor wieder­ zugebendes Signal zu erzeugen. Das Anzeige- oder Wieder­ gabesignal wird letztlich auf dem Fernseh-Monitor 18 wiedergegeben. Der auf der Empfindlichkeitsverteilung der empfangenen Ultraschallwerte beruhende empfangene Strahl wird durch die Verzögerungskreise 160-1 bis 160- N abgelenkt oder fokussiert. Der Empfängerkreis 16 arbeitet unter der Steuerung der Steuerschaltung 20.

Der Fernseh-Monitor 18 gibt ein Ultraschallbild ent­ sprechend einem Ausgangssignal vom Signalprozessor 164 im Empfängerkreis 16 wieder. Die Steuerschaltung 20 liefert Steuersignale zum Senderkreis 12, zum Empfänger­ kreis 16 und zum Schalterkreis 10.

Die Arbeitsweise des Ultraschall-Abbildungsgerätes mit dem beschriebenen Aufbau ist nachstehend erläutert.

Dabei ist zunächst der Ultraschall-Sende/Empfangsvorgang beim ersten Ultraschall-Wandler 30 A mit N an den ersten Anschluß 102 angeschlossenen Wandlerelementen erläutert.

In diesem Fall muß der Wandler 30 A mit dem ersten An­ schluß 102 verbunden sein, während der Wandler 30 C nicht an den dritten Anschluß 106 angeschlossen sein darf. Der zweite Ultraschall-Wandler 30 B kann dagegen mit dem zweiten Anschluß 104 verbunden oder nicht verbunden sein.

In Abhängigkeit von dem von der Steuerschaltung 20 zum Schalterkreis 10 gelieferten Steuersignal werden die Schalter SA 1 bis SAN geschlossen und die Schalter SB 1 bis SBN geöffnet. In diesem Zustand werden Senderkreis 12 und Empfängerkreis 16 in Abhängigkeit von dem von der Steuerschaltung 20 gelieferten Steuersignal betrieben. Auf dieselbe Weise wie beim bisherigen Gerät erfolgen Ultraschall-Aussendung und -Empfang durch die N Wandler­ elemente des Wandlers 30 A, wobei ein Ultraschallbild auf dem Fernseh-Monitor 18 wiedergegeben oder angezeigt wird. Bei Durchführung von Ultraschall-Aussendung/Empfang durch Sektorabtastung mittels des ersten Ultraschall- Wandlers 30 A werden alle den Wandler 30 A bildenden N Wandlerelemente für jeden vom Generator 120 abgegebenen Treiberimpuls angesteuert. Ein auf jeden Treiberimpuls hin ausgesandter oder empfangener Ultraschallstrahl wird in einer Richtung abgelenkt, die durch das Verzögerungs- oder Laufzeitmuster der Verzögerungskreise 122-1 bis 122- N und/oder 160-1 bis 160- N bestimmt wird. Der Strahl- Ablenkwinkel wird durch die Treiberimpulse sequentiell geändert, wodurch die Sektorabtastung erreicht wird. Wenn dagegen Ultraschall-Aussendung/Empfang durch Sek­ torabtastung mittels des ersten Ultraschall-Wandlers 30 A durchgeführt wird, wird eine vorbestimmte Zahl von Elementen, z. B. M Elemente aus den den Wandler 30 A bildenden N Elementen, auf jeden Treiberimpuls vom Generator 20 hin im Senderkreis 12 angesteuert. Die Lage des Satzes aus M Elementen wird sequentiell impulsweise verschoben, so daß der Ultraschallstrahl längs der Aus­ richtungsrichtung der Wandlerelemente weitergeführt wird und damit eine Linearabtastung mit dem Ultraschall- Sende/Empfangsstrahl erreicht wird. Sowohl bei der Sektor- als auch bei der Linearabtastung kann der Ultra­ schallstrahl durch Bestimmung eines Verzögerungszeit­ musters oder -schemas der Verzögerungskreise 122-1 bis 122- N und/oder 160-1 bis 160- N entsprechend den anzu­ steuernden Wandlerelementen fokussiert werden.

Der Ultraschall-Sende/Empfangsvorgang beim zweiten, N Elemente aufweisenden und mit der zweiten Anschlußein­ heit 104 verbundenen Ultraschall-Wandler 30 B ist im wesentlichen derselbe wie beim Ultraschall-Wandler 30 A. Der Wandler 30 B muß jedoch mit dem Anschluß 104 ver­ bunden sein. Der Wandler 30 C darf nicht mit dem dritten Anschluß 106 verbunden sein. Der Wandler 30 A kann an den ersten Anschluß 102 angeschlossen sein. In Abhängigkeit von dem von der Steuerschaltung 20 zum Schalterkreis gelieferten Steuersignal werden die Schalter SA 1 bis SAN geöffnet und die Schalter SB 1 bis SBN geschlossen. In diesem Zustand werden Senderkreis 12 und Empfängerkreis 16 nach Maßgabe des Steuersignals von der Steuerschal­ tung 20 zur Durchführung von Ultraschall-Aussendung/- Empfang am Wandler 30 B mit N Elementen betätigt. Ein Ultraschallbild wird auf dem Fernseh-Monitor 18 wieder­ gegeben.

Im folgenden ist der Ultraschall-Sende/Empfangsvorgang bei dem 2N Elemente aufweisenden und mit dem dritten Anschluß 106 verbundenen Ultraschall-Wandler 30 C er­ läutert.

In diesem Fall dürfen erster und zweiter Ultraschall- Wandler 30 A bzw. 30 B nicht mit erstem und zweitem An­ schluß 102 bzw. 104 verbunden sein. Lediglich der dritte Ultraschall-Wandler 30 C muß mit dem dritten Anschluß 106 verbunden sein. Sender- und Empfängerkreis 12 bzw. 16 werden nach Maßgabe des Steuersignals von der Steuer­ schaltung 20 betätigt. Das Steuersignal wird von der Steuerschaltung 20 zum Schalterkreis 10 geliefert, so daß die Schalter SA 1 bis SAN und SB 1 bis SBN selektiv geschlossen und geöffnet werden. Die Zahl der Wandler­ elemente, die durch einen vom Treiberimpulsgenerator 120 abgegebenen Treiberimpuls angesteuert werden, muß inner­ halb des Bereichs von N Elementen im Wandler 30 C liegen. Aus diesem Grund trifft für den Wandler 30 C nur eine Linearabtastung zu. Bei der normalen Linearabtastung werden aufeinanderfolgende M (M<N) Elemente der 2N Elemente des Wandlers 30 C für jeden Treiberimpuls zur Durchführung des Ultraschall-Sende/Empfangsvorgangs benutzt. Die Lage von M Elementen wird sequentiell um (jeweils) ein Element verschoben. Von den Schaltern SA 1 bis SAN und SB 1 bis SBN werden daher die den in jedem Ultraschall-Sende/Empfangszyklus benutzten M Elementen entsprechenden Schalter selektiv geschlossen.

Der Ultraschallstrahl kann von dem 2N ELemente aufweisenden dritten Ultraschall-Wandler 30 C entsprechend der Linear­ abtastung ausgesandt oder empfangen werden. Da für die Linearabtastung der Ultraschall-Wandler 30 C mit einer Elementzahl, die das Doppelte der maximalen Elementzahl N jeden Wandlers 30 A oder 30 B beim bisherigen Gerät beträgt, verwendet werden kann, kann bei unveränderter Breite oder Weite des Gesichtsfelds des resultierenden Ultraschallbilds die Abtastzeilendichte verdoppelt werden, wodurch die Nebenzipfel verkleinert werden. Außerdem kann dann, wenn die Abtastzeilendichte des Wandlers 30 A oder 30 B zur Bestimmung der Güte des Ultra­ schallbilds unverändert bleibt, die Breite oder Weite des Gesichtsfelds verdoppelt werden.

Die effektiven oder wirksamen Kanäle in Sende- und Empfangssystem sowie die Arbeitsweise des Schalterkreises 10 bei Verwendung des dritten Wandler 30 C sind im fol­ genden näher erläutert. Der Einfachheit halber sei die Zahl der Kanäle im Sende- und Empfangssystem zu 16 vor­ ausgesetzt, während die Zahl M der gleichzeitig im Wandler angesteuerten Wandlerelemente mit 3 und die Zahl der Wandlerelemente mit 32 angenommen seien.

Gemäß Fig. 5 sind zum Zeitpunkt der ersten Treiberim­ pulserzeugung Kanäle CH 1 bis CH 3 wirksam oder aktiviert (Symbol "X"), wobei die Schalter SA 1 bis SA 3 geschlossen sind (Symbol "X"). Der Ultraschallstrahl wird durch erste bis dritte Wandlerelemente der 2N Elemente aus­ gesandt und empfangen. Beim nächsten Treiberimpulser­ zeugungszeitpunkt sind die Kanäle CH 2 bis CH 4 wirksam und die Schalter SA 2 bis SA 4 geschlossen. Der Ultra­ schaltstrahl wird dabei durch die zweiten bis vierten Wandlerelemente ausgesandt und empfangen. Auf dieselbe Weise, wie oben beschrieben, werden die effektiven oder wirksamen Kanäle und die geschlossenen Schalter bei jedem Impuls sequentiell verschoben. Zum 14. Treiber­ impulserzeugungszeitpunkt sind die Kanäle CH 14 bis CH 16 wirksam und die Schalter SA 14 bis SA 16 geschlossen. Dabei wird der Ultraschallstrahl durch 14. bis 16. Wand­ lerelement ausgesandt und empfangen. Zum 15. Treiber­ impulserzeugungszeitpunkt sind die Kanäle CH 15, CH 16 und CH 1 wirksam und die Schalter SA 15, SA 16 und SB 1 geschlos­ sen. Der Ultraschallstrahl wird dabei durch 15. bis 17. Wandlerelement ausgesandt und empfangen. Zum 16. Trei­ berimpulserzeugungszeitpunkt sind die Kanäle CH 16, CH 1 und CH 2 wirksam und die Schalter SA 16, SB 1 und SB 2 ge­ schlossen. Infolgedessen wird der Ultraschallstrahl durch 16. bis 18. Wandlerelement ausgesandt und empfan­ gen. Zum 30. Treiberimpulserzeugungszeitpunkt sind schließlich die Kanäle CH 14, CH 15 und CH 16 wirksam und die Schalter SB 14, SB 15 und SB 16 geschlossen, so daß der Ultraschallstrahl durch 30. bis 32. Wandlerelement aus­ gesandt und empfangen wird. Die vorstehend beschriebene Operation wird wiederholt, um die Linearabtastung mittels des Wandlers 30 C mit 2N, d. h. 32 Wandlerelementen voll­ ständig durchzuführen. Die beschriebene Operation steht beispielhaft für einen Fall, in welchem die Schalter SA 1 bis SA 16 und SB 1 bis SB 16 in Abhängigkeit von den effek­ tiven oder wirksamen Kanälen in Sende- und Empfangs­ system selektiv geschlossen werden. Falls jedoch Schal­ ter, einschließlich des dem verwendeten Wandler ent­ sprechenden Schalters, geschlossen und zwei gemeinsam mit einem wirksamen Kanal der Kanäle CH 1 bis CH 16 im Sende- und Empfangssystem verbundene Schalter nicht gleichzeitig geschlossen werden oder sind, ist das Steuerschema nicht auf den beispielhaft angegebenen Fall beschränkt.

Zu Vergleichszwecken ist die Arbeitsweise des bisherigen Geräts nach Fig. 1 anhand desselben Steuerschemas wie in Fig. 5 in Verbindung mit Fig. 6A und 6B beschrieben. Fig. 6A veranschaulicht einen Fall, in welchem ein Wandler mit 16 an den Anschluß CA angeschlossenen Ele­ menten verwendet wird. Dabei sind alle mit diesem Wand­ ler verbundenen Schalter SWA 1 bis SWA 16 geschlossen, während alle mit dem anderen Wandler verbundenen Schal­ ter SWB 1 bis SWB 16 offen sind. Fig. 6B veranschaulicht einen Fall, in welchem ein Wandler mit 16 mit dem An­ schluß CB verbundenen Elementen benutzt wird. Dabei sind alle mit dem Wandler verbundenen Schalter SWB 1 bis SWB 16 geschlossen, während alle mit dem anderen Wandler ver­ bundenen Schalter SWA 1 bis SWA 16 offen sind.

Die Erfindung ist keineswegs auf die vorstehend beschrie­ bene und dargestellte spezielle Ausführungsform be­ schränkt, sondern verschiedenen Änderungen und Abwand­ lungen zugänglich.

Eine zweite Ausführungsform der Erfindung, deren Haupt­ teil in Fig. 7 dargestellt ist, veranschaulicht ein System zur Durchführung nur der linearen elektronsichen Abtastung oder elektronischen Linearabtastung. In diesem Fall ist ein Sende- und Empfangssystem, d. h. eine Kom­ bination aus Senderkreis 12, Vorverstärkerteil 14 und Empfängerkreis 16, durch einen M-Kanal-Abschnitt bzw. M Kanäle umfassenden Abschnitt entsprechend der Zahl der Wandlerelemente gebildet, die nach Maßgabe eines Trei­ berimpulses angesteuert werden (wobei ein eine Abtast­ zeile bildender Ultraschallstrahl erzeugt wird). Der Schalterkreis 40 umfaßt einen Schalterabschnitt 400 sowie drei Anschlüsse 402, 404 und 406. Der Schalter­ abschnitt 400 umfaßt Schalter SA (1), SA (2), . . ., SA (M), SA(M + 1), . . ., SA (2M), . . ., SA(N - 1) und SA(N) sowie Schalter SB (1), SB (2), . . ., SB(M), SB(M + 1), . . ., SB (2M), . . ., SB(N - 1) und SB(N). Jeder der ersten und zweiten Anschlüsse 402 bzw. 404 weist N Klemmen #1, #2, . . ., #M, #M + 1, . . ., #2M, #N - 1 und #N auf. Der dritte Anschluß 406 umfaßt 2N Anschlüsse #1, #2, . . ., #N - 1, #N + 1, . . ., #2N - 1 und #2N. Die ersten Klemmen der Schalter SA (1) bis SA(N) und SB (1) bis SB(N) sind in (M - 1) Intervallen zusammen­ geschaltet und an Kanäle CH 1 bis CHM im Sende/Empfangs­ system angeschlossen. Die zweiten Klemmen der Schalter SA (1) bis SA(N) und SB (1) bis SB(N) sind jeweils mit den Klemmen #1 bis #N des Anschlusses 402 bzw. den Klemmen #1 bis #N des Anschlusses 403 verbunden. Die zweiten Klemmen der Schalter SA (1) bis SA(N) und SB (1) bis SB(N) sind jeweils an Klemmen #1 bis #2N des dritten Anschlus­ ses 406 angeschlossen. Die Schalter SA (1) bis SA(N) und SB (1) bis SB(N) sprechen auf ein Steuersignal von der Steuerschaltung 20 an. Wenn ein mit erstem oder zweitem Anschluß 402 bzw. 404 verbundener Wandler verwendet wird, werden M Schalter aus den Schaltern SA 1 bis SAN oder SB 1 bis SBN selektiv geschlossen, und das Sende/- Empfangssystem wird nach Maßgabe des Schließvorgangs der gewählten Schalter betätigt (der Schaltvorgang entspricht in diesem Fall dem z. B. in US-PS 39 19 683 beschrie­ benen). Falls jedoch ein mit dem dritten Anschluß 406 verbundener Wandler verwendet wird, werden von den Schaltern SA 1 bis SAN und den entsprechenden M Schaltern SB 1 bis SBN M sequentielle oder aufeinanderfolgende Schalter selektiv geschlossen, und das Sende/Empfangs­ system wird aktiviert, während diese M Schalter geschlos­ sen sind.

Die ersten und zweiten Anschlüsse 102 bzw. 104 oder 402 bzw. 404 sind nicht auf einen Anwendungsfall mit Sektor­ oder Linearabtastung beschränkt, sondern können mit jeder beliebigen Art der Wandler im Sende/Empfangssystem verbunden sein. Außerdem kann an den dritten Anschluß 106 jede beliebige Art eines Wandlers zur Durchführung einer vorbestimmten Abtastung innerhalb der Grenzen der N Wandlerelemente angeschlossen sein.

Claims (8)

1. Ultraschall-Abbildungsgerät, gekennzeichnet durch
erste und zweite Anschlußeinheiten (102, 104; 402, 404) mit jeweils N (mit N = eine positive ganze Zahl) Klemmen, wobei die ersten und zweiten Anschlußein­ heiten (102, 104; 402, 404) erste bzw. zweite Ultra­ schall-Wandler (30 A, 30 B) mit jeweils nicht mehr als N Wandlerelementen zu verbinden vermögen,
eine dritte Anschlußeinheit (106; 406) mit an die N Klemmen der ersten und zweiten Anschlußeinheiten (102, 104; 402, 404) angeschlossenen 2N Klemmen, wobei die dritte Anschlußeinheit einen dritten Ultra­ schall-Wandler (300) mit nicht mehr als 2N Wandler­ elementen zu verbinden vermag,
N-Kanal-Sende- und -Empfangseinheiten (12, 14, 16) mit N-Kanal-Eingangs/Ausgangsleitungen, wobei die N-Kanal-Sende- und -Empfangseinheiten (12, 14, 16) ein Signal zum Ansteuern der Ultraschallelemente von erstem bis drittem Ultraschall-Wandler (30 A-30 C) in Übereinstimmung mit einem vorbestimmten Abtastschema zu erzeugen und die von den Wandlerelementen abge­ griffenen Signale zur Gewinnung eines Ultraschall- Wiedergabebildsignals zu verarbeiten vermögen,
zwischen den N-Kanal-Sende- und -Empfangseinheiten (12, 14, 16) und den ersten und dritten Anschluß­ einheiten (102, 104, 106; 402, 404, 406) angeordnete Schaltereinheiten (10; 40) zum selektiven Verbinden einer vorbestimmten Zahl der Signalleitungen der N-Kanal-Sende- und -Empfangseinheiten, die mindestens alle aktiven Signalleitungen umfassen, mit 2N Klemmen der dritten Anschlußeinheit (106; 406) sowie
eine Anzeigeeinheit (18) zum Abnehmen eines Ultra­ schall-Bildsignals von den Sende- und Empfangsein­ heiten (12, 14, 16) und Wiedergeben eines Ultraschall­ bilds.

2. Gerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Schaltereinheit (10) N erste elektronische Schal­ terelemente (SA 1-SAN) und N zweite elektronische Schalterelemente (SB 1-SBN), die sämtlich elektrisch leitend/nichtleitend machbar sind aufweist, die eine Klemme der N ersten und zweiten elektronischen Schalter­ elemente (SA 1-SAN, SB 1-SBN) mit den N-Kanal- Signalleitungen der Sende- und Empfangseinheiten (12, 14, 16) verbunden ist und die andere Klemme der N ersten und zweiten elektronischen Schalterelemente (SA 1-SAN, SB 1-SBN) mit einer entsprechenden der 2N Klemmen der dritten Anschlußeinheit (106), die jeweils an die N Klemmen der ersten und zweiten Anschlußeinheit (102, 104) angeschlossen sind, ver­ bunden ist.

3. Gerät nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Schalterelemente jeweils Halbleiterschalter (SA 1 -SAN) sind.

4. Gerät nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Schalter jeweils Relais (SA 1-SAN) sind.

5. Gerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Sende- und Empfangseinheiten einen M-Kanal-Sender- und -Empfängerkreis (12, 14, 16) (mit M = eine positive ganze Zahl, die kleiner ist als N) mit M Kanal-Eingangs/Augangsleitungen und einen selektiv mit den N Kanal-Signalleitungen in Synchronismus mit der Sende- und Empfangsabtastung der M Kanal-Signal­ leitungen des Sender- und Empfängerkreises (12, 14, 16) verbundenen oder verbindbaren Schalterkreis (40) aufweisen.

6. Gerät nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Sender- und Empfängerkreis eine Schaltung (12) zum Ansteuern eines Satzes von M Wandlerelementen für die Durchführung einer Linearabtastung aufweist.

7. Gerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die ersten bis dritten Ultraschall-Wandler (30 A- 30 C) jeweils elektrische Linearabtast-Ultraschall­ wandler sind.

8. Gerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß erster und zweiter Wandler (30 A, 30 B) jeweils elek­ tronische Linear- oder Sektorabtast-Ultraschallwand­ ler sind und der dritte Ultraschall-Wandler (30 C) ein elektronischer Linearabtast-Ultraschallwandler ist.