DE2915761A1 - Vorrichtung zur ultraschall-untersuchung eines objektes - Google Patents

Vorrichtung zur ultraschall-untersuchung eines objektes

Info

Publication number
DE2915761A1
DE2915761A1 DE19792915761 DE2915761A DE2915761A1 DE 2915761 A1 DE2915761 A1 DE 2915761A1 DE 19792915761 DE19792915761 DE 19792915761 DE 2915761 A DE2915761 A DE 2915761A DE 2915761 A1 DE2915761 A1 DE 2915761A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
elements
transducer
width
arrangement
length
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
DE19792915761
Other languages
English (en)
Inventor
David Arthur Carpenter
George Kossoff
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Commonwealth of Australia
Original Assignee
Commonwealth of Australia
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Commonwealth of Australia filed Critical Commonwealth of Australia
Publication of DE2915761A1 publication Critical patent/DE2915761A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N29/00—Investigating or analysing materials by the use of ultrasonic, sonic or infrasonic waves; Visualisation of the interior of objects by transmitting ultrasonic or sonic waves through the object
    • G01N29/22—Details, e.g. general constructional or apparatus details
    • G01N29/26—Arrangements for orientation or scanning by relative movement of the head and the sensor
    • G01N29/262—Arrangements for orientation or scanning by relative movement of the head and the sensor by electronic orientation or focusing, e.g. with phased arrays
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B8/00—Diagnosis using ultrasonic, sonic or infrasonic waves
    • A61B8/13—Tomography
    • A61B8/14—Echo-tomography
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B06—GENERATING OR TRANSMITTING MECHANICAL VIBRATIONS IN GENERAL
    • B06B—METHODS OR APPARATUS FOR GENERATING OR TRANSMITTING MECHANICAL VIBRATIONS OF INFRASONIC, SONIC, OR ULTRASONIC FREQUENCY, e.g. FOR PERFORMING MECHANICAL WORK IN GENERAL
    • B06B1/00—Methods or apparatus for generating mechanical vibrations of infrasonic, sonic, or ultrasonic frequency
    • B06B1/02—Methods or apparatus for generating mechanical vibrations of infrasonic, sonic, or ultrasonic frequency making use of electrical energy
    • B06B1/06—Methods or apparatus for generating mechanical vibrations of infrasonic, sonic, or ultrasonic frequency making use of electrical energy operating with piezoelectric effect or with electrostriction
    • B06B1/0607—Methods or apparatus for generating mechanical vibrations of infrasonic, sonic, or ultrasonic frequency making use of electrical energy operating with piezoelectric effect or with electrostriction using multiple elements
    • B06B1/0622—Methods or apparatus for generating mechanical vibrations of infrasonic, sonic, or ultrasonic frequency making use of electrical energy operating with piezoelectric effect or with electrostriction using multiple elements on one surface
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N29/00—Investigating or analysing materials by the use of ultrasonic, sonic or infrasonic waves; Visualisation of the interior of objects by transmitting ultrasonic or sonic waves through the object
    • G01N29/04—Analysing solids
    • G01N29/06—Visualisation of the interior, e.g. acoustic microscopy
    • G01N29/0609—Display arrangements, e.g. colour displays

Landscapes

  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Pathology (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Immunology (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Nuclear Medicine, Radiotherapy & Molecular Imaging (AREA)
  • Molecular Biology (AREA)
  • Radiology & Medical Imaging (AREA)
  • Acoustics & Sound (AREA)
  • Biomedical Technology (AREA)
  • Heart & Thoracic Surgery (AREA)
  • Medical Informatics (AREA)
  • Biophysics (AREA)
  • Surgery (AREA)
  • Animal Behavior & Ethology (AREA)
  • Public Health (AREA)
  • Veterinary Medicine (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Ultra Sonic Daignosis Equipment (AREA)
  • Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Ultrasonic Waves (AREA)

Description

Vorrichtung zur Ultraschall-Untersuchung eines Objektes
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Ultraschall-Untersuchung eines Objektes entsprechend dem Oberbegriff des Patentanspruches 1.
Es ist eine Ausweitung des Anwendungsbereiches der Ultraschall-Echoskopie auf verschiedene Objekte bzw. eine Verbesserung der für die Ultraschall-Echoskopie anwendbaren Anordnungen in der Richtung bezweckt, daß eine vollständigere bzw. besser brauchbare Untersuchung der Objekte erzielt wird. Ganz besonders/ jedoch nicht ausschließlich, soll dieser Zweck im Bereich der medizinischen Diagnostik bzw. Untersuchung erzielt werden.
Die Ultraschall-Echoskopie liefert Informationen über ein zu untersuchendes Objekt, welche Informationen in Form eines sogenannten Ultraschall-Echogrammes aufgezeichnet werden. Ei.n derartiges Echogramm besteht aus der Aufzeichnung von akustischen Dämpfungsunstetigkeiten bzw. Reflektionsoberflächen im Objekt. Das Echogramm wird erhalten, indem ein kurzer Ultraschall-Impuls, üblicherweise im Frequenzbereich zwischen 1 und 30 MHz längs einer Strahl-Achse genannten Linie in das zu untersuchende Objekt gesendet wird, wobei etwa vorhandene akustische Dämpfungsunstetigkeiten den
909844/0835
Impuls reflektieren und einen Teil der Energie in Form eines Echos entlang der Strahl-Achse zurücksenden. Dieses Echo wird aufgefangen, in ein elektrisches Signal umgewandelt und als Echogramm mit Hilfe eines Oszillographen/ eines Filmes, einer Karte o.dgl. aufgezeichnet bzw. lesbar gemacht.
Das Echogramm kann entweder ein- oder zweidimensional gebildet sein; in beiden Fällen ist die Information in der Position und Größe (Amplitude) des aufgezeichneten Echos enthalten. Bei der eindimensionalen Aufzeichnung wird die Position entlang einer Grundlinie dazu verwendet/ um die Entfernung von der reflektierenden Oberfläche aufzuzeichnen/ während die Größe des Echos beispielsweise aufgezeichnet wird als Abweichung von der Basislinie oder als eine Intensitätsänderung. In einer zweidimensionalen Aufzeichnung wird die Stellung längs einer Grundlinie dazu verwendet, um die Entfernung von der reflektierenden Oberfläche anzuzeigen, ebenso wie in einer eindimensionalen Aufzeichnung, während die Richtung der Grundlinie dazu verwendet wird, die Ausbreitungsrichtung der akustischen Energie festzuhalten. Die zweidimensional Aufzeichnung wird durch Änderung dieser Ausbreitungsrichtung der akustischen Energie und durch Einführen einer ähnlichen, aber nicht notwendigerweise identischen, Bewegung auf der Basislinie der Aufzeichnung erhalten. Die Größe des Echos ist wie bei einer eindimensionalen Aufzeichnung beispielsweise aus einer Abweichung von der Basislinie oder als eine Intensitatsänderung verzeichnet. 909844/0835
Die Technik der Ultraschall-Echoskopie wird in der medizinischen Diagnostik zur Gewinnung von Informationen über die Anatomie von Patienten angewandt. Die Anwendung dieser Technik ist bereits weitgehend erforscht und beschrieben, beispielsweise durch D.E. Robinson in der Zeitschrift "Proceedings of the Institution of Radio and Electronics Engineers Australia", Band 31, Nr. 11, S. 385 - 392, vom November 1970 unter dem Titel: "Die Anwendung von Ultraschall in der medizinischen Diagnostik" (The Application of Ultrasound in Medical Diagnosis). Wie in diesem Artikel ausgeführt, kann die Ultraschall-Echoskopie angewandt werden, um anatomische Querschnitte zu erhalten, welche erhöhte klinische Verwendbarkeit aufweisen und insbesondere dann, wenn Informationen Über die physikalischen Dimensionen, die Oberfläche des Organs oder die Struktur o.a. gewünscht werden. Die Ultraschall-Echographie hat sich als besonders wertvolles diagnostisches Hilfsmittel bei der Untersuchung des Bauches, des schwangeren Uterus, des Auges, der Brust, des Gehirnes, der Lunge, der Nieren, der Leber und des Herzens erwiesen. Hierbei handelt es sich im allgemeinen um Körperzonen, die aus weichem Gewebe bestehen, mit wenig Knochen oder Knorpel sowie gegebenenfalls mit Luft. Ganz allgemein kann diese Technik zur Ergänzung anderer Methoden herangezogen werden, um auf diese Weise ein vollständigeres Bild vom Zustand des Patienten zu erhalten; insbesondere aber ist die Technik der Ultraschall-Echoskopie bei
9 0 9844/0835"
Schwangeren am Platze, um an die Stelle der Röntgenstrahlen zu treten, soweit diese keine befriedigenden Informationen geben oder auch gefährlich sind. Bei medizinischen Anwendungen wird ein Ultraschall-Energie-Impuls in einer bekannten Richtung in den Patienten "gesendet" und die von den Reflektionsoberflachen innerhalb des Körpers zurückgeworfenen Echos werden aufgefangen. Die Zeit, welche zwischen den ausgesandten Impulsen und den empfangenen Echos verstreicht, ist abhängig von der Entfernung zwischen Sender bzw. Schallkopf und reflektierenden Oberflächen, so daß die Distanzinformation, die so erhalten wird, in geeigneter Weise aufgezeichnet werden kann und zur Interpretation sowie zum klinischen Gebrauch als eindimensionale Wiedergabe oder auch als zweidimensionaler Querschnitt gelesen werden kann, wie dies früher schon beschrieben wurde.
Nachteilig bei dem bekannten System ist die zum Erhalten eines Querschnitt-Bildes benötigte Zeit. Ein Querschnitt-Bild wird durch eine Vielzahl von Linien gebildet, deren Information je einer Strahl-Achsen-Lage entspricht, zu der ein Impuls gesendet und ein Echo empfangen wurde. Die erforderliche Zeit zum Erhalten je einer solchen Informations-Linie ist durch die Tiefe des jeweils interessierenden Gewebes sowie durch die Ausbreitungsgeschwindigkeit des Schalles im zu untersuchenden Gewebe bestimmt. Für einen bestimmten interessierenden Bereich ist jeder dieser Para-
909844/0835
29Ί578Ί
meter dem Einfluß des Anwenders entzogen; hierdurch ist bezüglich der Zeit, die für das Erhalten eines Echogramms benötigt wird, eine grundsätzliche Grenze gezogen.
Aus der OS-PS 3 789 833 ist bereits eine Ultraschall-Wandler-Anordnung bekannt, bei der einzelne Wandler-Elemente in einer Reihe angeordnet sind und jede Reihe eine gesonderte Ultraschall-Sichtzeile bewirkt. Jedes Element der Anordnung wird der Reihe nach gepulst, die zurückkehrenden Echos werden empfangen und auf einen Bildschirm übertragen; danach wird das nächste Element gepulst usw. Dem bekannten Verfahren sind insofern Grenzen gesetzt, daß die Größe der Ultraschall-Wandler den Zeilen-Abstand im Ultraschallteil und damit die Bildauflösung bestimmt.
Aus der US-PS 3 881 466 ist es ferner bekannt, eine Vielzahl von Wandler-Elementen anzuwenden, deren jedes einen Ultraschall-Strahl erzeugt; damit ist die Bindung zwischen Zeilen-Abstand und Auflösevermögen aufgebrochen.
Zusätzlich lehren die US-PSn 3 166 731 und 3 086 195 die Anwendung von Zeitverzögerung bei Signalen im Zusammenhang mit den verschiedenen Elementen einer Wandler-Anordnung beim Bilden des Ultraschall-Strahles, um diesen in der Abtast-Ebene zu steuern und scharf einzustellen.
909844/0835
Es werden somit Ultraschall-Wandler, die aus einer Anordnung von Elementen bestehen/ in der medizinischen Diagnostik zum schnellen Erzeugen von Querschnitt-Bildern verwendet. Solche Wandler bestehen im allgemeinen aus rechteckigen Elementen/ bei welchen die Dicke des Elementes so gewählt ist/ daß das Element bei der erforderlichen Frequenz zur Resonanz kommt; es ist dies diejenige Frequenz, mit welcher die Ultraschall-Energie sich in dem zu untersuchenden Objekt oder Medium fortpflanzt. In typischer Weise bedeutet dies, daß die Dicke des Elementes etwa der halben Wellenlänge entspricht. Ein Bild wird erhalten, indem man entweder eines oder eine Gruppe von Elementen erregt, um eine einzelne Sichtlinie bzw. Zeile von Ultraschall-Informationen zu erhalten; ein Querschnitts-Bild erhält man durch aufeinanderfolgendes Erregen der Elemente, wie oben beschrieben. Aus Gründen, die auf der Zeilenzahl zum Bilden des Bildes und Anforderungen der Bildauflösung beruhen, beträgt die typische Breite der Elemente, die eine Anordnung bilden, zwischen einer halben und zwei Wellenlängen, während die typische Längenabmessung des Elementes größer als zehn Wellenlängen ist.
Ein übliches Verfahren zum Bilden solcher Wandler-Anordnungen ist es, einen großen rechteckigen Wandler zu gebrauchen, dessen Größe demjenigen der Wandler-Anordnung entspricht, und diesen Wandler so zu schneiden, daß einzelne Elemente der Anordnung gebildet werden.
909844/0835
Ein Herstellungsverfahren beinhaltet das "Anreißen" bzw. Einschneiden feiner Linien entweder auf einer oder auf beiden Seiten des Ultraschall-Wandlers bzw. -Umsetzers, wodurch die Elektrode des Wandlers durchgeschnitten und zwischen je zwei Elementen eine elektrische Isolation geschaffen wird. Hierdurch wird eine Anordnung mit hoher Empfindlichkeit geschaffen, weil das unerregte Wandler-Material, das längsseits des aktivierten Elementes liegt, dämpfend wirkt und die Energie-Übertragung aus dem Dicken-Bereich (thickness mode), in welchem das Element erregt wurde, in andere Betriebsbereiche (other modes) behindert, welche zufolge der innerhalb des Elementes vorhandenen mechanischen Koppelung zwangsläufig zur Resonanz gebracht werden können. In ungünstiger Weise ermöglicht die Anwesenheit dieses Materials in geringem Maße eine Energieübertragung zwischen (einzelnen) Elementen; dies führt zu unerwünschten Schatten-Bildern (wörtlich: Nebensprechen = cross talk), bzw. zu akustischer Rückkoppelung,
Nach einer anderen Bauweise wird der Wandler bzw. Umsetzer völlig durchgeschnitten, wodurch eine Reihe von rechteckigen Elementen entsteht. Diese Bauweise verringert die akustische Koppelung (cross talk) der einzelnen Elemente, weil eben zwischen zwei Elementen keine mechanische Brücke besteht, aber es wird die Empfindlichkeit des Einzel-Elementes bzw. der Anordnung herabgesetzt, weil die Dicken- und Brei-
909 84 4/0835
tenabmessungen vergleichbar sind und eine bemerkenswerte Energieübertragung durch Koppelung bei diesen beiden Resonanz-Arten stattfindet.
Aufgabe der dem Kennzeichen des Patentanspruches 1 entnehmbaren Erfindung ist es demnach, eine weiterentwickelte Anordnung zur Ultraschall-Untersuchung von Objekten anzugeben, welche von völlig durchschnittenen Wandler-Elementen ausgehend in kürzerer Zeit bei guter Bildauflösung zu verbesserten Bildern des untersuchten Objektes führt.
In vorteilhafter Weise ist durch die Erfindung ein Hilfsmittel zur Ultraschall-Diagnose derart weiterentwickelt worden, daß schneller ein zuverlässiges Bild des zu untersuchenden Objektes gewonnen wird. Insbesondere wird ein Rückkoppelungseffekt bzw. das Entstehen von Phantom-Bildern vermieden. Bei hoher Arbeitsgeschwindigkeit erhält man also ein schärferes Bild.
Bei der Ultraschall-Wandler-Anordnung handelt es sich vorzugsweise um eine lineare Anordnung. Hierbei ist eine Mehrzahl einander benachbarter Wandler-Elemente, die als vollständige Anordnung rechteckigen Querschnitt hat und Ultraschall-Energie längs eines Strahles in das zu untersuchende Objekt sendet und deren Echos wieder empfängt, durch schmale Trennfugen voneinander getrennt. Als wesentliches ist die
909844/0835
-13- : ■ 2915781
Breite der Einzel-Elemente der Anordnung nicht einheitlich. Die Anordnung ist wiederum Bestandteil einer Vorrichtung zur Ultraschall-Untersuchung.
Hierbei gibt es zwei grundsätzliche Möglichkeiten: Die erste besteht darin,-" daß die Vielzahl von Wandler-Elementen aus zwei Reihen von Elementen gebildet ist, daß hiervon bei einer ersten Reihe von Elementen die Breite des Einzel-Elementes über dessen Länge von dessen einem Ende bis zu dessen anderem Ende in einer gegebenen Richtung stetig zunimmt und daß bei einer zweiten/ abwechselnd mit der ersten angeordneten Reihe von Elementen die Breite des Einzel-Elementes über dessen Länge von dessen einem Ende bis zu dessen anderem Ende in der gegebenen Richtung stetig abnimmt.
Die Breite des Spaltes zwischen den einzelnen Elementen ist hierbei vorzugsweise konstant.
Eine andere vorteilhafte Ausgestaltungsform des Erfindungsgegenstandes besteht darin, daß die Breite eines jeden einzelnen der Wandler-Elemente über die ganze Länge des Elementes von dessen einem bis zu dessen anderem Ende zunimmt bzw. abnimmt» In der Praxis sieht dies beispielsweise derart aus, daß die Vielzahl von Wandler-Elementen aus zwei Reihen von Elementen gebildet ist, daß hiervon bei einer ersten Reihe von Elementen die Breite des Einzel-Elementes über dessen
909844/0835
Länge von dessen einem Ende bis zu dessen anderem Ende in einer gegebenen Richtung zunächst abnimmt und dann wieder zunimmt und daß bei einer zweiten, alternierend angeordneten Reihe von Elementen die Breite des Einzel-Elementes über dessen Länge von dessen einem Ende bis zu dessen anderem Ende in der gegebenen Richtung zunächst zunimmt und dann wieder abnimmt.
Da nun die einzelnen Elemente der gesamten Anordnung mechanisch voneinander unabhängig sind, sind sie mechanisch vorzugsweise von einer Grundplatte getragen, mit der sie durch Adhäsion verbunden sind. Eine geeignete Grundplatte besteht aus Epoxyresin (Epoxydharz), wie es beispielsweise unter der Markenbezeichnung Araldite bekannt ist. Auch in den einzelnen Spalten ist es zweckmäßig, die einzelnen Elemente durch ein Bindemittel miteinander zu verbinden. Auch in diesem Falle ist Epoxyresin, wie z.B. Araldite zweckmäßig.
Offensichtlich kann die erfindungsgemäße Wandler-Anordnung an die Stelle der bisher üblichen rechteckigen Schall-Wandlerköpfe treten, die nach den früher bekannten Verfahren auch aus Einzel-Elementen zusammengesetzt sein können.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung wird durch an sich bekannte Mittel zum Erregen der einzelnen Elemente der Wandler-Anordnung ergänzt. Damit können Impulse von ültra-
909844/0835
schall-Energie jeweils längs eines Strahles in das zu untersuchende Objekt gerichtet und deren Echos auch wieder empfangen werden. Eine weitere Vervollständigung besteht darin, daß zusätzliche Mittel zum Erregen der Elemente der Wandler-Anordnung in einer solchen Phasen-Relation eingebaut sind, daß der Ultraschall-Strahl fokussiert in der Längsebene des Wandlers abtästet.
Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung der Vorrichtung besteht darin, daß außer den Mitteln zum Fokussieren und Abtasten durch den Strahl zusätzliche Mittel zum Erregen der Wandler-Anordnung bei progressiv unterschiedlichen Zeiten eingebaut sind.
Weitere Einzelheiten der Erfindung sowie erzielte Vorteile ehen aus der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen, ferner aus der Zeichnung hervor; in dieser zeigen:
Fig. 1 die eigentliche Wandler-Anordnung mit geradlinig
begrenzten Einzel-Elementen und Fig. 2 eine andere Formgebung der Wandler-Anordnung, wobei die Spalte zwischen den Einzel-Elementen nicht geradlinig verlaufen.
90 9844/0835
Fig. 1 zeigt eine erste Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Wandler-Anordnung 10, worin die einzelnen Elemente E1 bis E8 jeweils die Form eines Trapezoids haben. Zwar ist in der Zeichnung die gesamte Wandler-Anordnung 10 als aus acht Elementen bestehend dargestellt, aber selbstverständlich ist jede gewünschte Elementen-Anzahl möglich. Jedes der einzelnen Elemente E1 bis E0 beinhaltet ein Paar Me-
I ο
tall-Elektroden 11 und 12, die beispielsweise Silber- oder Aluminiumelektroden sein können. Zwischen diesen Elektroden 11 und 12 ist ein piezo-elektrisches Material 13, welches typischerweise ein keramisches Material - wie beispielsweise keramisches Bariumtitanat - sein kann, angeordnet. Die Basis oder Grundplatte 14, mit welcher jedes der Elemente E, bis E0 verbunden ist, besteht aus einem Material ι ο
wie beispielsweise Epoxydharz, und dient als Auflage für die gesamte Wandler-Anordnung 10. Zweckmäßigerweise kann auch ein Bindemittel wie beispielsweise Epoxydharz zwischen den einzelnen Elementen der gesamten Anordnung Verwendung finden.
Es versteht sich, daß wenn nacheinander jedes der Elemente E' bis Ε« erregt wird, jeweils ein Strahl Ultraschall-Energie rechtwinklig zur freien Oberfläche der Anordnung erzeugt wird. Dieser Strahl kann ferner auf elektronischem Wege mittels eines Verzögerungsschalters zum Erregen der Elemente E1 bis Eg der Anordnung zunehmend zeitlich verzögert ge-
909844/0835
steuert sein; ein Fokussieren des Strahles läßt sich durch gleichzeitiges Erregen des ersten und letzten Elementes E. und E0, sodann der nächsten beiden Elemente E„ und E-
Io i I
und so fort bis zum Mittelelement erzielen. Die hierfür erforderlichen elektronischen Mittel sind aus dem Stand der Technik bekannt und brauchen darum nicht mehr besonders beschrieben werden.
Aus Fig. 2 ist zu ersehen, daß die Formgebung der Elemente "e„ bis eo von der Formgebung der Elemente E„ bis E0 gemäß Fig. 1 unterschiedlich ist; trotz dieser internen Formgebungs-Unterschiede isfc indessen die Gesamtanordnung 20 identisch mit der Gesamtanordnung 10 gemäß Fig. 1.
Bei beiden Fig. 1 und 2 dient ein Buchstabe A zum Anzeigen der Dicken-Resonanz-Schwingungsart (thickness resonance mode) eines jeden einzelnen Elementes der Anordnung, während der Buchstabe B zum Anzeigen der Breiten-Resonanz-Schwingungsart (width resonance mode) der einzelnen Elemente dient. Es hat sich herausgestellt, daß die Anwendung einer nicht einheitlichen Breite der Einzel-Elemente E1 bis E« und e.. bis e« die Breiten-Resonanz-Schwingungen der Elemente dämpft. Derart wird der Umfang der Energie-Übertragung von der Dicken- auf die Breiten-Resonanz-Schwingungsart heruntergebracht, welch letztere hohe Empfindlichkeit erbringt» Das Anwenden eines vollständigen Schnittes oder einer derartigen
909844/0835
_ 1 β _
IO
Trennung zwischen den Elementen E1 bis E„ und e.. bis e« beseitigt die mechanische Koppelung zwischen den Elementen; der Umfang der akustischen Rückkoppelung (cross talk) zwischen den Elementen wird dadurch heruntergesetzt.
909844/0835

Claims (12)

  1. THE COMMONWEALTH OF AUSTRALIA, C/- The Department Of Health/ of Alexander Building, Phillip, Australian Capital Territory (Australien)
    Patentansprüche
    1 .J Vorrichtung zur Ultraschall-Untersuchung eines Objektes mittels einer Wandler-Anordnung, zu welcher Anordnung eine Vielzahl von einander benachbarten Wandler^Elementen gehört, um Ultraschall-Impulse längs eines Strahles in das zu untersuchende Objekt zu richten und deren Echos wieder zu empfangen, dadurch gekennzeichnet, daß die Breite eines jeden der Wandler-Elemente (E.,E0...EQ,...E^ o ,E Λ ,E ;
    λα ο η—Λ η—ι η
    e* ,e_..-,.e«,.. .e _2/e _i »e ) quer zur Längsrichtung des Elementes über die Länge des Elementes nicht einheitlich ist.
  2. 2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine lineare Ultraschall-Wandler-Anordnung angewandt ist.
  3. 3. Vorrichtung nach Anspruch 1 bzw. 2, dadurch gekennzeichnet , daß die Breite eines jeden einzelnen der Wandler-Elemente (E. bis E ) über die ganze Länge des Elementes von dessen einem bis zu dessen anderem Ende stetig veränderlich ist.
    909844/0835
    Hafnaroplatx 3 8500 Nürnberg It
    Telefon (09 ti} 20 408t-83
    Telex 06/22 327
    Telegramme "Patwetzel"
    Bayer. Verelnabank Nbg. 6 311S9S
    Stadtsparkasee Nb(J. 1.528.354
    Postscheckkonto Nürnberg 11151-853
  4. 4. Vorrichtung nach Anspruch 1 bzw. 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Vielzahl von Wandler-Elementen aus zwei Reihen von Elementen gebildet ist/ daß hiervon bei einer ersten Reihe von Elementen (z.B. E2/E4/E6/Eg) die Breite des Einzel-Elementes über dessen Länge von dessen einem Ende bis zu dessen anderem Ende in einer gegebenen Richtung stetig zunimmt und daß bei einer zweiten, mit der ersten alternierenden Reihe von Elementen (z.B. E.. ,E_,E_fE_) die Breite des Einzel-Elementes über dessen Länge von dessen einem Ende bis zu dessen anderem Ende in der gegebenen Richtung stetig abnimmt.
  5. 5. Vorrichtung nach Anspruch 1 bzw. 2, dadurch gekennzeichnet/ daß die Breite eines jeden einzelnen der Wandler-Elemente (e2 bis e„) über die ganze Länge des Elementes von dessen einem Ende bis zu dessen anderem Ende abnimmt und dann zunimmt.
  6. 6. Vorrichtung nach Anspruch 1 bzw. 2, dadurch gekennzeichnet/ daß die Breite eines jeden einzelnen der Wandler-Elemente (e.. bis e_) über die ganze Länge des Elementes von dessen einem bis zu dessen anderem Ende zunimmt und dann abnimmt.
  7. 7. Vorrichtung nach Anspruch 1 bzw. 2, dadurch gekennzeichnet/ daß die Vielzahl von Wandler-Elementen aus zwei Reihen
    909844/0835
    von Elementen gebildet ist, daß hiervon bei einer ersten Reihe von Elementen (z.B. e./e.,e,,ej die Breite des Ein-
    ί 4 D O
    zel-Elementes über dessen Länge von dessen einem Ende bis zu dessen anderem Ende in einer gegebenen Richtung zunächst abnimmt und dann wieder zunimmt und daß bei einer zweiten, mit der ersten alternierenden Reihe von Elementen (z.B. e-, e3'e5/e7^ die Bre*te ^es Einzel-Elementes über dessen Länge von dessen einem Ende bis zu dessen anderem Ende in der gegebenen Richtung zunächst zunimmt und dann wieder abnimmt.
  8. 8. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 7/ dadurch gekennzeichnet, daß die Vielzahl einander benachbarter Wandler-Elemente (E1 bis EQ; e. bis eo) von
    1 ο Ί ο
    einer Grundplatte (14) getragen ist.
  9. 9. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß sich ferner ein verbindendes Material zwischen jeweils einander benachbarten Elementen aus der Vielzahl der Wandler-Elemente (E1 bis E0; e4 bis eo)
    ι öl ö
    befindet.
  10. 10. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung an sich bekannte Mittel zum Erregen der Elemente (E- bis E0; e„ bis eo)
    I öl
    der Wandler-Anordnung (10) in der Art beinhaltet, daß Impulse von Ultraschall-Energie jeweils längs eines Strahles in das zu untersuchende Objekt richtbar sind.
    909844/0835
  11. 11. Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß zusätzliche Mittel zum Erregen der Elemente der Wandler-Anordnung (10) in einer solchen Phasen-Relation eingebaut sind, daß der Ultraschall-Strahl fokussiert in der Längsebene des Wandlers abtastet.
  12. 12. Vorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß außer den Mitteln zum Fokussieren und Abtasten durch
    den Strahl zusätzliche Mittel zum Erregen der Elemente der Wandler-Anordnung (10) bei progressiv unterschiedlichen
    Zeiten eingebaut sind.
    9098 44/0835
DE19792915761 1978-04-19 1979-04-19 Vorrichtung zur ultraschall-untersuchung eines objektes Withdrawn DE2915761A1 (de)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
AU410978 1978-04-19

Publications (1)

Publication Number Publication Date
DE2915761A1 true DE2915761A1 (de) 1979-10-31

Family

ID=3694568

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE19792915761 Withdrawn DE2915761A1 (de) 1978-04-19 1979-04-19 Vorrichtung zur ultraschall-untersuchung eines objektes

Country Status (8)

Country Link
US (1) US4254661A (de)
JP (1) JPS555678A (de)
AT (1) AT368865B (de)
AU (1) AU529113B2 (de)
CA (1) CA1130439A (de)
DE (1) DE2915761A1 (de)
FR (1) FR2423207A1 (de)
GB (1) GB2019565B (de)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0025092A1 (de) * 1979-07-20 1981-03-18 Siemens Aktiengesellschaft Ultraschallwandleranordnung und Verfahren zu ihrer Herstellung

Families Citing this family (52)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3122036C2 (de) * 1981-05-29 1983-12-08 Mannesmann AG, 4000 Düsseldorf Prüfkopfhalterung für Einzel- und Mehrfachprüfköpfe
JPS59225045A (ja) * 1983-06-07 1984-12-18 松下電器産業株式会社 超音波探触子
JPS6193951A (ja) * 1983-09-13 1986-05-12 Nippon Dempa Kogyo Co Ltd 超音波探触子及びその製造方法
US4549533A (en) * 1984-01-30 1985-10-29 University Of Illinois Apparatus and method for generating and directing ultrasound
US4582065A (en) * 1984-06-28 1986-04-15 Picker International, Inc. Ultrasonic step scanning utilizing unequally spaced curvilinear transducer array
DE3720574A1 (de) * 1987-06-22 1989-01-05 Deutsch Pruef Messgeraete Ultraschall-mehrfachpruefkopf
NL8801776A (nl) * 1988-07-13 1990-02-01 Optische Ind De Oude Delft Nv Ultrasone transducent omvattende tenminste een rij ultrasone elementen.
JPH09138224A (ja) * 1995-11-14 1997-05-27 Mitsubishi Electric Corp アレイ探触子
JP3282472B2 (ja) * 1995-11-27 2002-05-13 三菱電機株式会社 複合型探触子装置
US6725721B2 (en) * 2001-10-22 2004-04-27 Magnetic Analysis Corporation Ultrasonic multi-element transducers and methods for testing
JP4703382B2 (ja) * 2005-02-14 2011-06-15 富士フイルム株式会社 振動子アレイの構造、およびその作製方法、並びに超音波プローブ
US7652410B2 (en) 2006-08-01 2010-01-26 Insightec Ltd Ultrasound transducer with non-uniform elements
US7757559B2 (en) 2007-05-25 2010-07-20 Magnetic Analysis Corporation Oblique flaw detection using ultrasonic transducers
EP2400894A1 (de) * 2009-02-24 2012-01-04 Koninklijke Philips Electronics N.V. Ultraschall-gefässdurchblutungssensor mit dreieckiger sensorgeometrie
US9177543B2 (en) 2009-08-26 2015-11-03 Insightec Ltd. Asymmetric ultrasound phased-array transducer for dynamic beam steering to ablate tissues in MRI
GB0916427D0 (en) * 2009-09-21 2009-10-28 Univ Dundee Ultrasound transducer array
WO2011045669A2 (en) 2009-10-14 2011-04-21 Insightec Ltd. Mapping ultrasound transducers
US8691145B2 (en) 2009-11-16 2014-04-08 Flodesign Sonics, Inc. Ultrasound and acoustophoresis for water purification
US9852727B2 (en) 2010-04-28 2017-12-26 Insightec, Ltd. Multi-segment ultrasound transducers
US10967298B2 (en) 2012-03-15 2021-04-06 Flodesign Sonics, Inc. Driver and control for variable impedence load
US9745548B2 (en) 2012-03-15 2017-08-29 Flodesign Sonics, Inc. Acoustic perfusion devices
US9796956B2 (en) 2013-11-06 2017-10-24 Flodesign Sonics, Inc. Multi-stage acoustophoresis device
US9752113B2 (en) 2012-03-15 2017-09-05 Flodesign Sonics, Inc. Acoustic perfusion devices
US10953436B2 (en) 2012-03-15 2021-03-23 Flodesign Sonics, Inc. Acoustophoretic device with piezoelectric transducer array
US9458450B2 (en) 2012-03-15 2016-10-04 Flodesign Sonics, Inc. Acoustophoretic separation technology using multi-dimensional standing waves
US10689609B2 (en) 2012-03-15 2020-06-23 Flodesign Sonics, Inc. Acoustic bioreactor processes
US10322949B2 (en) 2012-03-15 2019-06-18 Flodesign Sonics, Inc. Transducer and reflector configurations for an acoustophoretic device
US9567559B2 (en) 2012-03-15 2017-02-14 Flodesign Sonics, Inc. Bioreactor using acoustic standing waves
US9950282B2 (en) 2012-03-15 2018-04-24 Flodesign Sonics, Inc. Electronic configuration and control for acoustic standing wave generation
US9272234B2 (en) 2012-03-15 2016-03-01 Flodesign Sonics, Inc. Separation of multi-component fluid through ultrasonic acoustophoresis
US9752114B2 (en) 2012-03-15 2017-09-05 Flodesign Sonics, Inc Bioreactor using acoustic standing waves
US9783775B2 (en) 2012-03-15 2017-10-10 Flodesign Sonics, Inc. Bioreactor using acoustic standing waves
US10370635B2 (en) 2012-03-15 2019-08-06 Flodesign Sonics, Inc. Acoustic separation of T cells
US10704021B2 (en) 2012-03-15 2020-07-07 Flodesign Sonics, Inc. Acoustic perfusion devices
US10737953B2 (en) 2012-04-20 2020-08-11 Flodesign Sonics, Inc. Acoustophoretic method for use in bioreactors
EP2813846A3 (de) * 2013-04-02 2015-02-25 Sonotec Ultraschallsensorik Halle GmbH Segmentierte Ultraschallwandler und Gasblasenerfassungsvorrichtung damit
US9745569B2 (en) 2013-09-13 2017-08-29 Flodesign Sonics, Inc. System for generating high concentration factors for low cell density suspensions
US9725710B2 (en) 2014-01-08 2017-08-08 Flodesign Sonics, Inc. Acoustophoresis device with dual acoustophoretic chamber
US9744483B2 (en) 2014-07-02 2017-08-29 Flodesign Sonics, Inc. Large scale acoustic separation device
US10106770B2 (en) 2015-03-24 2018-10-23 Flodesign Sonics, Inc. Methods and apparatus for particle aggregation using acoustic standing waves
US11708572B2 (en) 2015-04-29 2023-07-25 Flodesign Sonics, Inc. Acoustic cell separation techniques and processes
US11420136B2 (en) 2016-10-19 2022-08-23 Flodesign Sonics, Inc. Affinity cell extraction by acoustics
US11021699B2 (en) 2015-04-29 2021-06-01 FioDesign Sonics, Inc. Separation using angled acoustic waves
US11377651B2 (en) 2016-10-19 2022-07-05 Flodesign Sonics, Inc. Cell therapy processes utilizing acoustophoresis
CN108025333B (zh) * 2015-07-09 2020-10-02 弗洛设计声能学公司 非平面和非对称压电晶体及反射器
US11459540B2 (en) 2015-07-28 2022-10-04 Flodesign Sonics, Inc. Expanded bed affinity selection
US11474085B2 (en) 2015-07-28 2022-10-18 Flodesign Sonics, Inc. Expanded bed affinity selection
US10710006B2 (en) 2016-04-25 2020-07-14 Flodesign Sonics, Inc. Piezoelectric transducer for generation of an acoustic standing wave
US11085035B2 (en) 2016-05-03 2021-08-10 Flodesign Sonics, Inc. Therapeutic cell washing, concentration, and separation utilizing acoustophoresis
EP3481361A1 (de) 2016-05-03 2019-05-15 Flodesign Sonics, Inc. Therapeutische zellwaschung, -konzentration und -trennung mittels akustophorese
US11214789B2 (en) 2016-05-03 2022-01-04 Flodesign Sonics, Inc. Concentration and washing of particles with acoustics
CN114900773A (zh) 2017-12-14 2022-08-12 弗洛设计声能学公司 声泳***及其操作方法、控制声换能器及声学***的方法

Family Cites Families (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2961637A (en) * 1955-06-24 1960-11-22 Bendix Corp Underwater transducer having a longitudinally vibratile element
US3111595A (en) * 1959-09-25 1963-11-19 Acoustica Associates Inc Low frequency resonant transducers
US3079584A (en) * 1959-10-23 1963-02-26 Claude C Sims High pressure piezoelectric hydrophone with tungsten backing plate
US3150347A (en) * 1959-11-30 1964-09-22 Hanish Sam Underwater transducer element
US3699507A (en) * 1970-08-05 1972-10-17 Dynamics Corp Massa Div Baffle structure for underwater transducer array
US3992693A (en) * 1972-12-04 1976-11-16 The Bendix Corporation Underwater transducer and projector therefor
US3924259A (en) * 1974-05-15 1975-12-02 Raytheon Co Array of multicellular transducers
US3982144A (en) * 1974-08-23 1976-09-21 The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Navy Directional low-frequency ring hydrophone
AT381635B (de) * 1975-09-26 1986-11-10 Leitgeb Norbert Dipl Ing Dr Einrichtung zur untersuchung von objekten nach dem refelxionsprinzip

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0025092A1 (de) * 1979-07-20 1981-03-18 Siemens Aktiengesellschaft Ultraschallwandleranordnung und Verfahren zu ihrer Herstellung

Also Published As

Publication number Publication date
GB2019565A (en) 1979-10-31
GB2019565B (en) 1982-06-03
CA1130439A (en) 1982-08-24
FR2423207A1 (fr) 1979-11-16
FR2423207B1 (de) 1984-08-17
US4254661A (en) 1981-03-10
JPS555678A (en) 1980-01-16
ATA289879A (de) 1982-04-15
AT368865B (de) 1982-11-25
AU4610779A (en) 1979-10-25
AU529113B2 (en) 1983-05-26

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE2915761A1 (de) Vorrichtung zur ultraschall-untersuchung eines objektes
DE3334091C2 (de)
DE2855888C2 (de) Anlage und Verfahren zur Ultraschall- Abbildung mit verbesserter seitlicher Auflösung
EP0041664B1 (de) Verfahren zur Herstellung einer Ultraschallwandleranordnung
DE4209394C2 (de) Ultraschallabbildungsgerät
DE10262408B3 (de) Blockschalten bei Ultraschallabbildung
DE2660882C3 (de) Ultraschall-Bildgerät
DE2215001C3 (de) Vorrichtung zur Untersuchung innerer Körperorgane mittels Ultraschall
DE2308443A1 (de) Untersuchungsgeraet mit katheter zum untersuchen eines hohlen organes mit hilfe von ultraschallwellen und verfahren zum herstellen des katheters
DE19843219B4 (de) Verfahren und Einrichtung zur Ultraschall-Bündelformung mit räumlich codierten Sendungen
DE2944705A1 (de) Ultraschallkopf fuer lenkstrahlabbildungssysteme und verfahren zum herstellen einer an der vorderflaeche angepassten ultraschallschwingergruppe
DE3015837A1 (de) Ultraschall-abbildungsvorrichtung
DE2645738A1 (de) Ultraschallstrahlabtastung
DE3733776A1 (de) Ultraschallsonde
DE3147482C1 (de) Ultraschallpruefkopf mit einer Vielzahl von Ultraschallwandlern
DE2727691B2 (de) Ultraschallsonde
DE3526488A1 (de) Ultraschall-wandler mit piezoelektrischem verbundmaterial
DE2929541A1 (de) Ultraschallwandleranordnung
DE2502929A1 (de) Mehrfrequenz-ultraschalluntersuchungseinheit
DE2818915A1 (de) Vorrichtung zur erzeugung von bildern innerer strukturen unter verwendung von ultraschallwellen
DE3025168C2 (de) Schaltung zur Verarbeitung der von einem im B-Bild-Verfahren benutzten Mosaik von Ultraschallwandlern empfangenen Signale
DE3301023A1 (de) Kollimation von einem ultraschallwandler
DE3924919C2 (de)
DE2545506A1 (de) Echotomographiegeraet
DE3215242C2 (de)

Legal Events

Date Code Title Description
8141 Disposal/no request for examination