DE1812017C3 - Anordnung zur Messung der Innenabmessung von Gelassen im lebenden Korper - Google Patents
Anordnung zur Messung der Innenabmessung von Gelassen im lebenden KorperInfo
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- DE1812017C3 DE1812017C3 DE19681812017 DE1812017A DE1812017C3 DE 1812017 C3 DE1812017 C3 DE 1812017C3 DE 19681812017 DE19681812017 DE 19681812017 DE 1812017 A DE1812017 A DE 1812017A DE 1812017 C3 DE1812017 C3 DE 1812017C3
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Description
SSSSSSsS.
hinenquerschnittes (der Innenabmessungen), insbesondere
von Blutgefäßen, unter Anwendung des 45 Ultraschalls auf unblutige Weise von Hilfskraft«
und ohne den Patienten in "fndeine' W.e's ß e j£
belasten, durchgeführt werden kann °hnedaB
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VSÄÄrrSÄ£ Ser ein DopP,er8e,ä, »r Mes»„8 der Leistung d.
1 81 2 Ol 7
empfangenen, auf Grund der Strömung im Gefäß entstehenden Dopplerfrequenzen zugeordnet ist oder
durch einen auf das Gefäß schräg zur Strömungsrichtung ausrichtbaren Ultraschall-Sender/Empfänger
mit scharfer Begrenzung seiner Sendekeule und Mittel zu seiner Parallelverschiebung in einer zur Hauptsenderichtung
senkrechten Ebene derart, daß die Ränder der Sendekeule in der ersten Stellung parallel
zu den Rändern der Sendekeule in der zweiten Stellung nach der Parallelverschiebung liegen und
durch ein dem Ultraschallempfänger zugeordnetes · Dopplergerät zur Messung der Leistung der empfangenen,
auf Grund der Strömung im Gefäß entstehenden Dopplerfrequenzen in der ersten und in der zweiten
Stellung. Der Träger wird dabei auf der Haut des Patienten über dem zu messenden Blutgefäß derart
angeordnet, daß von der einen Sendekeule der ganze Querschnitt des Gefäßes erfaßt wird; es ist dabei
eine Einstellung möglich, bei der die Begrenzung der vom Sender ausgehenden Sendekeule das Blutgefäß
gerade noch tangiert. Bei dieser Einstellung des einen Ultraschallsenders relativ zum Blutgefäß
wird die maximal erzielbare Doppler-Echoleistung von dem dann als Ultraschallempfänger arbeitenden
Ultraschallsender empfangen werden. Die Sendekeule des anderen (zweiten) Senders wird bei dieser Einstellung
das Gefäß nur noch zum Teil durchsetzen, so daß von dem zweiten Empfänger nur noch eine
geringe Dopplerleistung empfangen werden kann. Unter der Voraussetzung, daß die Größe des Ab-Standes
(b) beider Sender/Empfänger bekannt ist und die Gefäße rund sind, läßt sich aus dem Verhältnis
der beiden empfangenen Doppler-Frequenzleistungen
die Größe des Gefäßradius (und daraus des Innenquerschnittes) genau genug bestimmen.
Ist nur ein Sender/Empfänger vorgesehen, so wird dieser wie der obengenannte erste Sender eingestellt,
d. h. so, daß die Begrenzung seiner Sendekeule das Gefäß tangiert und die Sendekeule das Gefäß vollkommen
durchsetzt (was sich darin äußert, daß bei weiterer Verschiebung die empfangene Dopplerleistung
geringer würde). Nach Messung der empfangenen Leistung wird dann der Sender Empfänger um
einen gewissen Betrag verschoben und die bei dieser Einstellung empfangene Leistung gemessen. Aus dem
Verhältnis der beiden Leistungen läßt sich dann der Gefäßquerschnitt bestimmen.
Im Rahmen der Erfindung ist es zweckmäßig, den Ultraschall-Sender Empfänger zu einem Schwinger
zusammenfassen, der abwechselnd als Sender oder Empfänger betrieben wird. Dadurch ist sichergestellt,
daß der Empfänger nur von dem vom Sender beschallten Gebiet ausgehende Echos, diese Echos aber *
alle empfängt. Bei Verschiebung des Senders für die zweite Messung ist gewährleistet, daß Sender und
Empfänger um den gleiches Betrag verschoben werden. Um unterschiedlich große und unterschiedlich tief
unter der Hautoberfläche liegende Gefäße mit der erfindungsgemäßen Anordnung messen zu können,
ist es zweckmäßig, bei einem System mit zwei Sender Empfangern ein System längs einer geraden Linie in
der Sendeebene, d. h. in einer zur Hauptsenderichtung senkrechten Ebene verschiebbar zu machen, um den
gewünschten Abstand einstellen zu können; für die Anordnung mit einem Sender ist eine solche Führung
wichtig, damit bei der Verschiebung in die zweite Stellung die Lage in der ursprünglichen Ebene erhalten
bleibt.
Als zweckmäßig für die Verstellung des Sende-Empfangssystems hat sich ein Spindeltrieb erwiesen,
dem eine Meßhilfe zum Ablesen des Abütandes des Systems voneinander bzw. der Größe der Verschiebung
zugeordnet ist.
Den Dopplergeräten, die die mittlere Dopplerenergie ermitteln, ist ein Dividierglied nachgeschaltet,
was bei einer Anordnung mit zwei Sende/Empfangssystemen eine fortlaufende Messung des Querschnittes
ermöglicht. Änderungen der Querschnittsgröße während einer Pulsperiode können also dadurch erfaßt
werden.
Eine mathematische Ableitung ergibt, daß die Größe des Gefäßquerschnittes (doppelter Gefäßradius)
aus der Formel
π
arccos a — a · sin arccos a
arccos a — a · sin arccos a
b ■ cos (i — r
(vgl. Legende Spalten 10, 11, 12)
bestimmbar ist, wenn der Abstand (b) der Systeme bei den beiden Messungen sowie der konstant zu
haltende Einfallswinkel« des Ultraschalls in das Gefäß bekannt sind. Entsprechend dieser Formel
läßt sich mit b als Parameter diejenige Kurve aufzeichnen, die den Zusammenhang zwischen r und
~r- angibt. Entsprechend dieser Kurve ist ein nicht-
linearer Rechenverstärker aufgebaut, der dem Dividierglied nachgeschaltet ist. Diesem Rechenverstärker
nachgeschaltet ist ein Proportionalitätsglied.
Das Dopplergerät zur Erfassung der empfangenen Dopplerleistung umfaßt Mittel zur Bildung einer
mittleren Ausgangsspannung aus den Amplituden der empfangenen einzelnen Dopplerfrequenzen. Zweckmäßig
ist es, die Antriebsmittel zur Senderverstellung mit dem nichtlinearen Verstärker zu kuppeln, um
eine automatische Berücksichtigung des eingestellten Parameters b zu erzwingen.
Bei der Anordnung mit zwei Sendesystemen, die beide gleichzeitig arbeiten, ist es zweckmäßig, für
das zweite System eine von der Sendefrequenz abweichende Frequenz zu wählen, damit mit Sicherheit
eine gegenseitige Beeinflussung der beiden Systeme ausgeschaltet ist. Der Abstand der Sendefrequenzen
muß dabei mindestens der erwarteten Dopplerfrequenzverschiebung entsprechen. Mit Erfolg wurden
Sendefrequenzen zwischen 1 und 10 MHz angewendet.
Es ist im Rahmen der Erfindung auch möglich, bei Verwendung von getrennten Sendern und Empfangern,
die beiden Sender zu einem einzigen Sender mit breiterer Sendekeule zusammenzufassen bzw.
unter Beibehaltung von zwei Sendern nur einen gemeinsamen Empfänger mit breiterer Empfangskeule zu verwenden. Die doppelt vorhandenen Teile
(Sender oder Empfänger) sind dann abwechselnd zu betreiben.
Eine andere Möglichkeit zur Ermittlung des Gefäßquerschnittes nach der Dopplereffektmethode besteht
darin, die Dopplergeräte so auszubilden, daß sie die einzelnen empfangenen Dopplerfrequenzen
messen. Solange die Sendekeule das ganze Gefäß durchsetzt, wird vom Dopplergerät eine der mittleren
Blutflußgeschwindigkeit entsprechende mittlere Ausgangsspannung abgegeben. Wenn nur noch ein Teil
des Gefäßes durchschallt wird, ergibt sich dementsprechend eine geringere mittlere Ausgangsspannung.
Über den Abstand der Sende/Empfangssysteme und die Schräge des Einfallswinkels « zur Strömungsrichtung
stehen die beiden gewonnenen Ausgangsgrößen gemäß der Formel miteinander in Beziehung.
Dementsprechend ist bei dieser Variante den wie oben ausgebildeten angegebenen Dopplergeräten wiederum
ein Dividierglied und ein nichtlinearer Rechenverstärker (mit einer der Formel
F1 _ arccos a — a\ \ — a2
2 arccos a - -ι a |,Ί - α2 15 - 2 a2)
_ b · cos β — r
r (vgl. Legende Spalten 10, 11, 12)
entsprechenden Charakteristik)nachgeschaltet. Selbstverständlich
kann auch bei der Bestimmung des Gefäßquerschnittes mit den zuletzt angegebenen Dopplergeräten die Meßanordnung so gewählt sein,
wie eingangs ausgeführt, d.h.. es können Sende/ Empfangssysleme zusammengefaßt sein, es kann ein
Träger mit zwei Systemen vorhanden sein oder nur ein verschiebbares System; ebenso sind die Mittel
für die Verschiebung und Messung der Größe der Verschiebung hier ebenso zweckmäßig anzuwenden.
Nachfolgend werden an Hand von sechs Figuren zwei Ausführungsbeispiele der Erfindung erläutert.
Es zeigt
F i g. 1 die erfindungsgemäße Meßanordnung zusammen mit dem zu messenden Gefäßquerschnitt
als Prinzipdarstellung.
F i g. 2 eine Anordnung mit zwei Sende/Empfänger-Systemen teils aufgebrochen in Ansicht,
F i g. 3 eine entsprechende Anordnung, wobei Sender und Empfänger jedes Systems zu je einem Sende/Empfangsschwinger
zusammengefaßt sind,
F i g. 4 ein Prinzipschaltbild.
F i g. 5 und 6 Meßkurven, welche die Charakteristik des Rechenverstärkers, der in F i g. 4 schematisch
veranschaulicht ist. angeben.
In der F i g. 1 ist mit 1 ein Träger für die beiden im Abstand b voneinander angeordneten Ultraschall-Sender/Empfänger
2 und 3 dargestellt, welche Sender/ Empfänger Sende- bzw. Empfangskeulen 2' bzw 3'
mit scharfen Randbegrenzungen aufweisen, wobei die Hauptsenderichtung des Senders 2 mit II und die
des Senders 3 mit HI angedeutet ist. Die Sender Empfänger 2 und 3 sind auf der Hautoberfläche 4 eines
Gewebeabschnittes (schräg zur Ströraungsrichtung im Gefäß ausgerichtet} aufgesetzt welcher das zu
messende Blutgefäß 5 enthält. Der Träger 1 ist wie später noch erklärt wird in eine Position gebracht,
in der die eine Sendekeule 2' des Senders 2 mit ihrer einen, dem zweiten Sender 3 abgewandten Randbegrenzung gerade das Gefäß 5 im Punkt 6 tangiert.
Die Begrenzung der Sendekeule 3' durchsetzt das Gefäß dann nur zum Teil.
Der Träger 1. der in Fig.2 teils aufgebrochen in
Ansicht dargestellt ist, enthält das fest eingebaute Formstück?, in dessen Unterseite der Ultraschallschwinger 8, welcher als Sender betrieben wird, und
der UltraschaHschwinger 9. welcher den Empfänger
darstellt, eingeklebt sind. Das Formstück? besteht aus Isoliermaterial und weist die Bohrungen 10 und
11 auf, durch welche elektrische Anschlußleitungen zu den Schwingern verlaufen (der Übersichtlichkeit
wegen ist nur die Leitung für den Schwinger 8 angedeutet). Die Oberseite der Trägers 1 ist zur Durch-S
führung der Anschlußleitungen mit entsprechenden Bohrungen 10', 11' versehen. Im Träger 1 gehaltert
ist die Spindel 12, die den Formkörper? durchsetzt und mit dem Drehknopf 13 außerhalb des Trägers
betätigbar ist. Auf der Spindel 12 ist mittels Gewinde
ίο ein dem Formkörper 7 entsprechender Formkörper 14
geführt, der ebenfalls mit zwei Ultraschallschwingern 15, 16 versehen ist, wobei der Schwinger 15 als Sender
und der Schwinger 16 als Empfänger dient. Mittels der Spindel 12 ist das Formstück 14 durch Drehen
des Drehknopfes 13 in Richtung des Doppelpfeiles 17
verstellbar. Damit die elektrischen Zuleitungen zu den Schwingern 15, 16 (in der Zeichnung nur für den
Schwinger 15 angedeutet) aus dem Träger auch bei einer Verschiebung des Formstückes 14 herausgeführt
werden können, sind im Träger die Längsschlitze 19 und 20 vorgesehen. Das Formstück 14 ist mittels
der Schwalbenschwanzführung 21 geführt; es ist außerdem mit einem Zeiger 22 versehen, welcher auf
eine Skala 23 am Gehäuse weist, an welcher der Abstand b des Formkörpers 14 vom Formkörper 7 bzw.
der Abstand zwischen den von den jeweiligen Formstücken getragenen Sender Empfängern ablesbar ist.
F i g. 3 zeigt eine Modifikation des Trägers nach
F i g. 2, wobei die Sender und Empfänger 8, 9 bzw. 15, 16 (entsprechend der Prinzipdarstellung nach
Fig. 1) zusammengefaßt sind, d.h., jeder der beiden
Liltraschallschwinger24 und 25 arbeitet abwechselnd
als Sender und Empfänger. Die als Träger für die Sender/Empfänger 24 und 25 dienenden Formstücke?'
und 14' sind mit Schrägbohrungen 18 versehen für den Durchtritt der elektrischen Anschlußleitungen.
und im Träger 1' ist wiederum eine entsprechende Bohrung 18' und der Längsschlitz 20' vorhanden.
Für die Verarbeitung der empfangenen Signale werden im Rahmen der Erfindung zwei verschiedene
Schaltungen vorgeschlagen, die an Hand eines einzigen in F i g. 4 dargestellten Blockschaltbildes erläutert
werden. Die eine Schaltung wird mit den Bezugszeichen 24 bis 33 beschrieben, die zweite mit
den Bezugszeichen 24 bis 27, 28', 29'. 30. 31', 32, 33.
Bei Messungen nach der »Amplitudenmethode« ist
die die Echos verarbeitende Schaltung so ausgelegt, daß — bei Verwendung nur eines Schwingers als
Sender und Empfänger gemäß F i g. 3 — den (Sender ) Empfängern 24, 25 je ein Dopplergerät 26, 27 nachgeschaltet ist, welches je ein Gerät 28,29 zur Messung
der Gesamtleistung der empfangenen Dopplerfrequenzen durch Integration enthält. Die in diesen
Geräten 28, 29 gemessenen Energien bzw. Leistungen.
die als proportionale Spannungsamplitude Ax bzw.
A2 zur Verfugung stehen, werden als Analoggrößen
dem elektrischen Dividierglied 30 zur Quotientenbildung zugeführt und auf den daran angeschlossenen
Recheaverstärker 31 gegeben, welcher seinen Aus
gangswert an ein Proportionalitätsglied 32 abgibt,
an dessen Ausgang 33 dann eine Analoggröße ansteht, welche ein Maß für den Innenradius des untersuchten
Gefäßes darstellt. Wenn dem Proportionalitätsglied ein Quadrierglied zugeordnet wird, erhält man eine
dem Innenquerschaitt entsprechende Große.
Bei Messung nach der »frequenzsdektivea Methode« ist die Schaltung ähnlich, nur daß im GegensatJ
zu der gerade erläuterten Schaltung die integrierender
Meßgeräte 28, 29 ersetzt sind durch Geräte 28', 29',
welche den Mittelwert der von den Dopplergeräten 26, 27 abgegebenen ■ Dopplerfrequenzen bilden (Mittelwert
der Frequenz, vgl. deutsche Patentanmeldung P 17 91 191.0). Bei dieser Art der Schaltung ist der
Rechenversiärker31, der die in F i g. 5 dargestellte
Charakteristik aufweist, durch einen Rechenverstärker 3Γ mit der in Fig. 6 dargestellten Charakteristik
ersetzt.
Beim Gebrauch der beschriebenen Anordnung
wird folgendermaßen vorgegangen: der Träger 1 wird über dem zu untersuchenden Gefäß auf der Hautoberflächc
aufgesetzt und so lange auf der Hautoberfläche z. B. von links nach rechts verschoben,
bis die an den Geräten 28,28' erscheinende elektrische Größe (die zweckmäßigerweise durch einen Lautsprecher
34 hörbar gemacht wird, weil, wie sich bei Versuchen herausgestellt hat. so eine genauere Einstellung
möglich ist als mit optischen Hilfsmitteln) noch maximal ist. In dieser Position ist die in F i g. 1
gezeigte Stellung erreicht, wo die Sendekeule 2' des Senders 2 das Gefäß gerade noch tangiert. Eine
weitere Verschiebung des Trägers nach rechts würde bewirken, daß nur noch ein Teil des Gefäßquerschnitts
erfaßt wird, so daß auch die empfangene Leistung (das Geräusch im Lautsprecher) geringer würde.
Die vom zweiten System 3 empfangene Leistung ist bei der in F i g. 1 gezeigten Position mit Sicherheit
geringer, weil die von diesem System ausgestrahlte Keule nur einen Teil des Gefäßquerschnitts durchschallt.
Es läßt sich zeigen, daß bei gegebenem Abstand b zwischen den beiden Systemen 2 und 3 der
Radius des Gefäßes, gemäß der Kurve nach F i g. 5 von dem Verhältnis der von den Systemen 2 und 3
empfangenen Leistungen abhängt. Demzufolge kann nach Bekanntsein dieses Verhältnisses (am Ausgang
des Dividiergliedes 30) der Gefäßradius aus dieser Kurve ermittelt werden bzw. durch die in F i g. 4
angegebene Rechenschaltung direkt ermittelt werden, wenn der Rechenverstärker 31 (bzw. 31') die in
F i g. 5 (bzw. F i g. 6) dargestellte Charakteristik aufweist. Für verschiedene Abstände b müssen auch verschiedene
Kurven berechnet werden, und in Weiterbildung der Erfindung kann die Einrichtung zur Verschiebung
des einen Systems relativ zum anderen mit einem Einstellglied am Rechenverstärker 31 (bzw.
31') versehen werden, so daß bei einer Veränderung des Abstandes b automatisch die Charakteristik des
Rechenrerstärkers korrigiert wird.
Aus dem bisher Gesagten ergibt sich, daß mit den
dargestellten Anordnungen eine kontinuierliche Messung des GefäßqaerschnJttes möglich ist. weil beide
Größen, die aas den Echos der beides Systeme gewonnen
werde», gleichzeitig zur Verfügung stehen and demzufolge aacfa gleichzeitig verarbeitet werden
können. Dies ist besonders wichtig for den eingangs genanntes Anwendtrngszweek, weil bei Blutpolsatio-ηεη
die BlötgeSße entsprechend der Druckverteilung
während einer Palsperiode tinea Querschnitt ändern. Es ist jedoch awä mSgüch, orit ποτ einem System
ZQ arbeiten, dieses System so anzoordnen wie das
System 2 in der F i g. K die ernrittelie Größe zu
speichern, anschließend das System in die Position des Systems 3 each Fig.! um einen Abstand b tu
verschieben end eraeat za messen and die gemessene
Größe ins Verhältnis zn setzen mit der gespeicherten
Größe. Eine technische Aasfährong würde der Anordnung
nach Fig.3 entsprechen, wobei lediglich
das Formstück 24 mit allen zugehörigen Teilen entfällt. Das Formstück 25 wäre dann in die gewünschten
Positionen zu bringen. Mit einer solchen Anordnung kann zwar nicht kontinuierlich gemessen werden,
was bei relativ starren Gefäßen (Verkalkung) ausreichend sein kann. Diese Anordnung kann aber
auch für eine kontinuierliche Messung geeignet gemacht
werden, wenn die Verschiebung des Systems synchronisiert wird mit der Pulsfrequenz; dabei
wären entsprechende motorische Antriebsmittel für die Verstellung des Sende, Empfangssystems vorzunehmen.
Der Träger kann eine gerade untere Auflagefläche, in der die Sender Empfänger liegen, besitzen und
mittels Keil od. dgl. schräg zum zu messenden Gefäß auf die Hautoberfläche aufgesetzt werden. Der Träger
kann aber auch so ausgebildet sein, daß die Sender Empfänger in einer schräg zur Auflagefläche verlaufenden
Ebene liegen. In beiden Fällen können Meßfehler, die durch Veränderung des Einfallswinkels
entstehen, dadurch eliminiert werden, daß die Sender Empfänger entsprechend der deutschen Patentanmeldung
P 1798 104.3 doppelt vorhanden sind und unter einem Winkel von 90° zueinander angeordnet
werden.
Zur Erzielung der scharfen Sender- bzw. Empfangskeule genügt es. den Schwingerdurchmesser größer
als die halbe Ultraschallwellenlängc zu machen; bei Schwingerdurchmessern von etwa 5 mm und einer
Arbeitsfrequenz von etwa 5 MHz sind diese Voraussetzungen ohne weiteres gegeben.
Die Ultraschallschwinger sind zweckmäßigerweise rund; dann ergeben sich beim Nebeneinanderanordnen
der zwei Schwinger auch keine Schwierigkeiten, wie sie z. B. bei Verwendung von elliptischen Schwingern
auftreten würden, um die langen (bzw. kurzen) Achsen der beiden Sender parallel zueinander auszurichten.
Statt des Spindeltriebes können im Rahmen der Erfindung auch Zahnrad mit Zahnstange od. dgl.
verwendet werden.
Wird eine Anordnung mit zwei Schallsystemen verwendet, so empfiehlt es sich, das zweite System
mit einer von der Arbeitsfrequenz des ersten Systems abweichenden Frequenz zu betreiben (vgl. dazu auch
deutsche Patentanmeldung P 17 98 104.3); zur Korrektur des dabei entstehenden Fehlers kann das Proportionalitätsglied
32 verwendet werden. Bei Verwendung von getrennten Sendern und Empfangern
(nach F i g. 2) können die beiden Sender zusammengefaßt werden zu einem einzigen Sender mit entsprechend
vergrößerter Sendekeule; die Umkehrung — Verwendang von zwei Sendern und nur eines
Empfängers mit größerer Erapfangskeule — setzt
anerdings voraus, da8 die beiden Sender nicht gleichzeitig,
sondern sozusagen im Gegentakt arbeiten.
Legende
In den Formeln bedeutet
In den Formeln bedeutet
A1 = die der vom Schwinger 2 empfangenen Doppter-Lesiong
entsprechende Größe.
A2 = diedervöaiScfewn^erJeiapfengenenDoppjer-Leistnng
entsprechende Größe,
It = na^afenngswinkeIderSende<EmpfengsH
keule.
b = Abstand der Schwinger-Systeme 2 und 3, r = Gefäßradius,
F, = die mittlere Dopplerfrequenz (gebildet
entsprechend deutscher Patentanmeldung P 17 91 191.0) des einen Empfangssystems (2),
F2 = die mittlere Dopplerfrequenz (gebildet
entsprechend deutscher Patentanmeldung P 17 91 191.0) des anderen Empfangssystems
(3) bzw. des Empfangssystems nach der Verschiebung.
Hierzu 2 Blatt Zeichnungen
Claims (13)
1. Anordnung zur Messung der Innenabmessung
von Gefäßen mit strömenden Körpersäften im lebenden Körper, insbesondere Blutgefäßen, gekennzeichnet
durch einen Träger(l) für einen auf das Gefäß schräg zur Strömungsrichtung
ausrichtbaren Ultraschall-Sender/Empfänger (2) mit scharfer Begrenzung seiner Sendekeule (2%
Welcher. Träger neben diesem Ultraschall-Sender Empfänger (2) einen zweiten gleichartigen mit
der gleichen Sendeenergie zu betreibenden Ultraschall-Sender/Empfänger derart trägt, daß beide
Sender in einer zu ihren (parallel verlaufenden) Hauptsenderichtungen senkrechten Ebene Hegen,
wobei jedem Ultraschallempfäjger ein Dopplergerät zur Messung der LeIStUUg(X1, A1; F1, F2)
der empfangenen, auf Grund der Strömung im
Gefäß entstehenden Dopplerfrequenzen zugeordnet ist.
2. Anordnung zur Messung der Innenabmessung von Gefäßen mit strömenden Körpersäften im
lebenden Körper, insbesondere von Blutgefäßen, gekennzeichnet durch einen auf das Gefäß schräg
zur Strömungsrichtung ausrichtbaren Ultraschall-Sender Empfänger mit scharfer Begrenzung seiner
Sendekeule und Mittel zu seiner Parallelverschiebung in einer zur Hauptsenderichtung senkrechten
Ebene derart, daß die Ränder der Sendekeule in der ersten Stellung parallel zu den Rändern
der Sendekeule in der zweiten Stellung nach der Parallelverschiebung liegen und durch ein dem
Ultraschallempfänger zugeordnetes Dopplergerät zur Messung der Leistung der empfangenen, auf
Grund der Strömung im Gefäß entstehenden Dopplerfrequenzen in der erstell und in der zweiten
Stellung.
3. Anordnung nach Anspruch 1 oder 2. dadurch gekennzeichnet, daß der (bzw. die) Ultraschall-Sender
Empfänger zu (je) einem Schwinger zusammengefaßt ist. der abwechselnd als Sender
oder Empfänger betrieben wird.
4. Anordnung nach Anspruch I, 2 oder 3. gekennzeichnet durch Mittel zur Verschiebung des
(einen) Sender Empfängers in der genannten Ebene längs einer geraden Linie, wobei diese Mittel aus
am Träger vorgesehenen, geradlinig verlaufenden Führungsgliedern bestehen und der Sender Empfänger
mit entsprechenden Gegenführungsgliedern versehen ist.
5. Anordnung nach Anspruch 4. dadurch gekennzeichnet,
daß den Führungsgliedern und Gegenführungsgliedern Antriebsmittel zur Verschiebung
des Sender Empfängers zugeordnet sind.
6. Anordnung nach Anspruch 5. dadurch gekennzeichnet,
daß d'e Antriebsmittel aus einem Spindelbetrieb bestehen.
7. Anordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche 2 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß
den Mitteln zur Verschiebung des Sender/Emp-Tangers eine Meßhilfe zur quantitativen Ermittlung
der Größe der erfolgten Verschiebung zugeordnet ist.
8. Anordnung nach Anspruch I, dadurch gekennzeichnet,
daß den beiden Dopplergeräten ein gemeinsames Dividierglied (30) zur Ermittlung '
der Größe des Verhältnisses (/VzI2) der empfangenen
Dopplerenergien nachgeschaltet ist.
9. Anordnung nach Anspruchs, dadurch gekennzeichnet,
diß dem Dividierglied ein Rechner nachgeschaltet ist, welcher einen nichtlinearen,
nach der Formel
A2 arccos a — a · sin arccos a
arbeitenden Verstärker zur Errechnung des Gefäßradius r aus dem ermittelten Verhältnis -~ nachgeschaltet ist, wobei
arbeitenden Verstärker zur Errechnung des Gefäßradius r aus dem ermittelten Verhältnis -~ nachgeschaltet ist, wobei
A1 = die der vom Schwinger (2) empfangenen
Doppler-Leistung entsprechende Größe,
A2 = die der vom Schwinger (3) empfangenen
Doppler-LeäJtung entsprechende Größe,
π = 3,14,
b ■ cos β — r
a =
b = der Abstand der Schwinger-Systeme (2) und
(3),
β = der halbe öffnungswinkel der Sende-! Emp-
β = der halbe öffnungswinkel der Sende-! Emp-
fangs-)keule und
r = der Gefäßradius ist.
r = der Gefäßradius ist.
10. Anordnung nach Anspruch 1 oder 2. dadurch
gekennzeichnet, daß das Dopplergerät ein Subtraktionsglied zur Ermittlung der Dopplerfrequenzverschiebung
/D (= fE - /s>
aus der Differenz zwischen der empfangenen Frequenz fF und der
Sendefrequenz /s enthält sowie ein Integrationsglied
zur Bildung des Mittelwertes der Amplituden des empfangenen Dopplerfrequenzgemisches.
11. Anordnung nach Anspruch 1 oder 2. dadurch gekennzeichnet, daß das Dopplergerät ein Subtraktionsglied
zur Ermittlung der Dopplerfrequenzverschiebung enthält sowie ein Gerät zur Ermittlung der mittleren Dopplerfrequenz aus
dem empfangenen Dopplerfrequenzgemisch.
12. Anordnung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß das Gerät zur Ermittlung
der mittleren Dopplerfrequenz auf im Bereich des Dopplerfrequenzgemisches liegende Frequenzen
abgestimmte Filter mit nachgeschalteten Amplitudenmeßgeräten enthält und diesen ein gemeinsames
Summierglied zugeordnet ist. das über ein Dividierglied mit einem weiteren Summierglied
verbunden ist. welches die Produkte aus den von den einzelnen Amplitudenmeßgeräten ermittelten
Amplituden und einer der Resonanzfrequenz des jeweiligen Filters proportionalen Größe
addiert.
13. Anordnung nach Anspruch 11 oder 12, dadurch
gekcnn?cichnct. daß dem Dividierglied ein Rechner nachgeschaltet ist. welcher einen nichtlinearen, nach der Formel
F2
arccos a — α · sin arccos a
arbeitenden Verstärker zur Errechnung des Gefäßradius r aus dem ermittelten Verhältnis -f-
nachgeschaltet ist; in der Formel bedeutet
F1 = die mittlere Dopplerfrequenz (gebildet
entsprechend deutscher Patentanmeldung P 17 91 191.0) des einen Empfangssystems (2),
812017
3 4
Hie mittlere Dopplerfrequenz gebildet in die Blutbahn ein sogenanntes Kontrastmittel vor
«brechend deutscher Patentanmeldung derRöntgenaufnahiPeinjmertwrd;dauTiallgemeinen
P 179119L0) des anderen Empfangssystems jedoch die Lage {Tiefe) des Blutgefäßes im körper
η» hm des Empfangssystems nachder Ver- nicht genau bestimmt werden kann und am Kontgen-Ü
5 bild die von den Abständen Röntgenröhre-BlutgefeB-
BilaebeneabhängigeProjektionderGefäßedargesteUt
wrd, ist es nicht ohnfi weiteres möglich, aus dem
di Göße des Innenquer-
wrd, ist es nicht ohnfi weiteres mögi,
Röntgenbüd genau genug die Größe des Innenquerschnittes des interessierenden Geiaßes zu ermitteln,
di Mhd ^^«f**
r . schnittes des interessierenden
-^A.«tandderSchwinger-Systeme(2)und{3), .o Außerdem ist diese Methode zur ^^«f.**
h55nöffnungswinkel der Sende.(Emp- Gefäßgrölten umständlich und zeitraubend. Sie kann
= ^Z^keule nur von Fachkräften und mit großem Aufwand durch-
SSS geführt werfen und stellt für den untersuchten Pa-
=Gefäßraduu. g^ wegen der Kontrastmittelinjektion und der
,4 Anordnung nach Anspruch 9 und 13, da- ,5 Gefahr von Strahlenschädigungen eme unzumutbare
,rrli aekemjzeichnet, daß dem Rechner ein Pro- Belastung dar. . .
d ^fSSied nachgeschaltet ist, an dessen Aus der deutschen Auslegeschnft 1 258 015 ist eine
f«f Sn Meßgerät mit in Längeneinheiten Anordnung zur Sichtbarmachung eui^ Hemuier-
AUSfS Skala zS^irekten Ablesung des ge- schnittes mit Hilfe des Ultraschalhmpulsecho^hge e£cnen
GeSßdurchmessers anschließbar ist. *>
rens unter Verwendung eines ^fjg^^
, f AnoVdnung nach Anspruch 5, dadurch ge- graphen bekannt. Dabei erfolgt die^lenkung,des
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-
1968
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