DE3211029C2

DE3211029C2 - Abtasthalterung für eine Ultraschall-Diagnosesonde

Info

Publication number: DE3211029C2
Application number: DE3211029A
Authority: DE
Inventors: Akira Koyano; Seiichiro Tokio/Tokyo Mizuno
Original assignee: Aloka Co Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 1981-03-26
Filing date: 1982-03-25
Publication date: 1986-10-09
Also published as: FR2502485B1; US4444197A; FR2502485A1; IT8248085A0; DE3211029A1; JPS6343103B2; IT1147667B; JPS57160444A

Abstract

Sondenabtastvorrichtung für die Ultraschalldiagnose mittels einer Ultraschall-Diagnosevorrichtung. Der Abtaster weist eine Sondenhalterung mit sechs Gelenken auf, die jeweils in einer vorbestimmten Ebene drehen können. Die Sondenhalterung ist an einem Ende auf einem Fuß gelagert und trägt an ihrem anderen Ende eine Ultraschallsonde. Jedes dieser sechs Gelenke ist mit einem Winkelaufnehmer versehen, der den Stellungswinkel des jeweiligen Gelenks ermittelt. Die Ultraschallsonde läßt sich daher bei beliebiger Strahlrichtung beliebig positionieren. Die Lageinformationen aus den Winkelaufnehmern dienen dazu, der Ultraschall-Diagnosevorrichtung zusätzliche Funktionen zu erteilen.

Description

Die Erfindung betrifft eine Abtasthalterung für eine Ultraschall-Diagnosesonde mit einem auf einer senkrechten Stütze in der horizontalen Ebene drehbeweglich angelenkten ersten Arm, an welchem das eine Ende eines zweiten Armes schwenkbar angelenkt ist, dessen anderes Ende einen Gabelkopf trägt

Bei der Anfertigung von Probentomogrammen mit Ultraschall-Diagnosevorrichtungen ist es erforderlich, eine Ultraschallsonde genau in die Sollage bezüglich der zu untersuchenden Probe zu bringen. Hierzu muß man die Sonde im dreidimensionalen Raum an den gewünschten Ort bringen und ihre Winkelrichtung einstellen. In der Praxis erfolgt dies mit einer geeigneten Halterung der Sonde.

Derartige herkömmliche Sondenhalterungen bestehen aus einem Fuß, den man in der Nähe der zu untersuchenden Probe aufstellt, und einem Halterungssystem, das an einem Ende vom Fuß gelagert wird und an dessen anderem Ende die Ultraschallsonde befestigt ist.

Die Bedienungsperson bringt dann mittels der Halterung die Ultraschallsonde in die Sollage und betätigt die Ultraschall-Diagnosevorrichtung zur Sichtdarstellung eines Tomogramms der untersuchten Probe.

Die Sondenhalterungen nach dem Stand der Technik sind jedoch dahingehend nachteilig, daß man sie nicht präzise an eine beliebige Stelle bezüglich der zu untersuchenden Probe bringen und auch den Strahl nicht beliebig richten kann.

Eine Abtasthalterung der eingangs genannten Art ist aus der DE-AS 28 26 277 bekannt Diese Halterung besteht im wesentlichen aus einem Zentralfuß, der sich zentrisch unter einer Liege befindet. Um die Verbindung zum Ultraschallkopf der ebenfalls im wesentlichen zentrisch zur Liege arbeitet, herstellen zu können, muß ein seitlich über die Liege überstehender Schwenkausleger vorhanden sein. Damit die gewünschten Bewegungen des Gerätes durchgeführt werden können, ist am freien Ende des Schwenkauslegers eine Hubsäule und an deren oberen Ende ein Drehglied vorgesehen, das einen um die Drehachse schwenkbaren Kasten trägt. An diesem Kasten ist schließlich ein Geienkarm mit dem Ultraschallkopf angeordnet.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Abtasthalterung der eingangs genannten Art anzugeben, mit welcher eine kompaktere, leichtere und bedienungsfreundlichere Diagnoseeinheit geschaffen werden kann.

Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß der Gabelkopf bezüglich der Längsachse des zweiten Armes drehbeweglich angeordnet und in dessen Gabel ein Stab schwenkbar gelagert ist an dessen freien Enden die Sonde über ein um die Längsachse des Stabes bewegba res Drehgelenk angeordnet ist.

Die Erfindung hat den Vorteil, daß sich die Diagnosesonde bequem bei beliebig gewählter Strahlrichtung an einen willkürlich gewählten Ort bringen läßt.

Nachdem man die Sonde bezüglich der zu untersuchenden Probe in eine gewünschte Lage gebracht hat, kann man beispielsweise die dieser Lage entsprechenden Daten aus der Abtastvorrichtung ableiten und dazu benutzen, der Ultraschall-Diagnosevorrichtung, mit welcher der Abtaster verwendet wird, zusätzliche Funktionen zu erteilen.

Im folgenden wird die Erfindung anhand der Zeichnung beschrieben. In dieser zeigt

F i g. 1 den Aufbau einer Abtasthalterung für eine Ultraschall-Diagnosesonde, und

F i g. 2 ein Blockdiagramm einer Ultraschall-Diagnosevorrichtung zum Einsatz mit der in F i g. 1 gezeigten Ausführungsform.

Die F i g. 1 zeigt eine bevorzugte Ausführungsform. Dabei bezeichnet das Bezugszeichen 10 in der Figur eine sektor- bzw. fächerförmig abtastende Sonde, die, nachdem sie an eine zu untersuchende Probe (nicht gezeigt) angesetzt worden ist, aus einer (nicht gezeigten) Diagnosevorrichtung erregt wird und einen Ultraschallstrahl 100 abgibt, dessen Echosignal von der Diagnosevorrichtung zur Anfertigung eines Tomogramms der Probe ausgewertet wird.

Die Sonde 10 wird dabei mit einer Abtastmechanik in die Sollage gebracht, die einen Fuß 12, der an der zu untersuchenden Probe aufgestellt wird, und eine Halterung 14 aufweist, die an einem Ende vom Fuß 12 getragen wird und an ihrem anderen Ende die Sonde 10 trägt. Die Halterung 14 hat sechs Gelenke, die jeweils in einer vorbestimmten Ebene schwenken können, sowie sechs an diesen Gelenken angebrachte Winkelaufnehmer.

Eine Stütze 16 ist drehbar auf der Oberseite des Fußes 12 angeordnet und ein auf der Stütze 16 befestigter Gabelkopf 16a trägt schwenkbar ein Ende eines Armes 18. Das andere Ende des Armes 18 trägt schwenkbar ein Ende eines Armes 20, dessen anderes Ende ebenfalls einen Gabelkopf 22 trägt, der seinerseits bezüglich der Achse des Arms 20 drehbar ist. Die Gabel 22a des Gabelkopfes 22 trägt schwenkbar einen Stab 24, der bezüglich der Achse des Gabelkopfteiles 22i> schwenkbar ist. Am Ende des Stabes 24 ist die Sonde 10 drehbar angeordnet. Wie bereits erwähnt, enthält die Abtasthalterung 14 sechs Gelenke zur Drehung in jeweils einer vorbestimmten Ebene.

Wo die tragende Stütze 16 auf dem Fuß 12 befestigt ist, ist ein Winkelaufnehmer 26 vorgesehen, der den Drehwinkel der Stütze 16 ermittelt. Wo an der Gabel 16a der Arm 18 befestigt ist, befindet sich der Winkelaufnehmer 28, der den Schwenkwinkel des Arms 18 feststellt, und am Befestigungspunkt des Arms 20 am Arm 18 ist der Winkelaufnehmer 30 vorgesehen, welcher den Schwenkwinkel des Arms 20 feststellt. Weiterhin befindet sich der Winkeiaufnehmer 32, der den Drehwinke! des Gabelkopfes 22 ermittelt, dort, wo der Gabelkopf 22 am Arm 20 befestigt ist, ein weiterer Winkeiaufnehmer 34, der den Schwenkwinkel des Stabes 24 feststellt, am Übergang des Stabes 24 zur Gabel 22a und schließlich ein Winkelaufnehmer 36, der den Drehwinkel der Sonde 10 angibt, am oberen Ende des Stabes 24. Die Signale aus den Winkelaufnehmern 26, 28, 30, 32, 34, 36 gehen

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auf die Diagnosevorrichtung als Informationen über die bene Lage, fixiert die Sonde 10 in der angegebenen

Lage der Sonde 10 bezüglich des Fußes 12 der Abtast- Strahlrichtung und fertigt dann mit der Ultraschall-Dia-

halterungsmechanik. gnosevorrichtung ein weiteres Tomegramm des glei-

Die F i g. 2 zeigt ein Blockdiagramm der Ultraschall- chen Schnitts wie in der vorhergehenden Untersuchung

Diagnosevorrichtung, mit der zusammen die in F i g. 1 5 an. Etwaige Unterschiede im Zustand der untersuchten

gezeigte Ausführungsform eingesetzt wird. Die Diagno- Probe lassen sich daher präzise feststellen und beurtei-

sevorrichtung 38 enthält eine Sende-Empfangseinheit len.

(S/E-Einheit) 40, die die Abgabe des Ultraschallstrahls Wie bereits erwähnt, läßt sich die Sonde 10 in dieser 100 der Sonde 10 steuert und die von der Sonde 10 Ausführungsform in eine beliebige Lage und Strahlrichaufgenommenen reflektierten Echosignale erfaßt, sowie io tung bringen. Die Einstellung der Sende auf die Sollage einen Abtastkonverter 44, der die vom Sende-Emp- kann daher mit hoher Genauigkeit erfolgen,
fangsteil 40 erfaßten Signale zu Bildsignalen umwandelt, Nachdem weiterhin bei dieser Ausführungsform die die sich zur Darstellung auf einer Sichtanordnung 42 Lage und Strahlrichtung der Ultraschallsonde 10 in eieignen. Die Diagnosevorrichtung 38 enthält weiterhin nem gegebenen tomographischen Prozeß aus den Lageeinen Prozessor 46, der die Winkelsignale aus den Win- 15 daten der Winkelaufnehmer 26,28,30,32,34,36 durch kelaufnehmern 26,28,30,32,34,36 zur Ermittlung der den Prozessor 46 bestimmt und die Ergebnisse dieses Lage und der Strahlrichtung der Sonde 10 verarbeitet Vorgangs festgehalten bzw. gespeichert worden sind, und die Resultate an den Abtastkonverter 44 weitergibt kann später ein Tomogramm des gleichen Teils der ProSteuersignale aus einer von der Bedienungsperson beta- be hergestellt werden, so daß etwaige Änderungen des tigten Tastatur 48 gehen zum Prozessor 46 und zum 20 Zustands der Probe sich präzise beurteilen lassen.
Abtastkonverter 44. Der Prozessor 46 beginnt zu arbei- In dieser Ausführungsform ist die Halterung 14 mit ten, wenn die Steuersignale eintreffen. Beim Eingang sechs Gelenken ausgeführt Da jedes dieser Gelenke mit der Steuersignale aus der Tastatur 48 und der Resultate einem der Winkelaufnehmer 26,28,30,32,34,36 ausgeaus dem Prozessor 46 erscheinen auf der Sichtanord- rüstet ist, erhält man eine einfachere Werteverarbeitung nung unter Ansteuerung durch den Abtastkonverter 44 25 und daher eine kürzere Verarbeitungsdauer im Prozessowohl die Lage als auch die Strahlrichtung der Sonde sor46.

in Form von Zeichen, Symbolen oder Graphikelemen- Es ist bekannt, daß vom Kostenstandpunkt aus als ten sowie das Tomogramm der untersuchten Probe. Der Prozessor 46 vorzugsweise ein Kleinrechner dient Lie-Prozessor 46 enthält Mittel zum Speichern der Ergeb- gen jedoch in der Halterung sieben oder mehr Gelenke nisse, d. h. der die Lage und die Strahlrichtung der Son- 30 vor, werden die vom Prozessor 46 durchzuführenden de 10 angebenden Daten, und der Abtastkonvertev 44 Verarbeitungsaufgaben so kompliziert daß beim Einkann eine Sichtdarstellung der Lage und der Strahlrich- satz eines Mikroprozessors die erhebliche Bearbeitung der Sonde 10 auf der Sichtanordnung 42 veranlas- tungsdauer den Nutzen der Ultraschall-Diagnosevorsen, in dem er ihr die gespeicherten Daten des Prozes- richtung beeinträchtigt
sors 46 zuführt. 35 Daher enthält diese Ausführungsform nur sechs Ge-

In dieser Beschreibung läßt jedes der Gelenke der lenke mit jeweils einem Winkelaufnehmer; die Bearbei-

Abtasthalterung 14 sich in einem bestimmten Winkel tungsdauer läßt sich auf diese Weise minimal halten,

festlegen oder aus einer solchen Festlegung lösen. Als nächstes sei eine Verbundabtastung unter Benut-

Im folgenden soll die Arbeitsweise dieser wie zuvor zung der Ultaschallsondenhalterung in dieser Ausfüh-

beschriebenen Abtastvorrichtung beschrieben werden. 40 rungsform beschrieben.

Die Bedienungsperson bewegt die Sonde in eine ge- Eine Verbundabtastung liegt allgemein vor, wenn die wünschte Stellung auf der zu untersuchenden Probe Lage und die Strahlrichtung der Sonde mit einer Komibeispielsweise einer Gewebeprobe) und fixiert die Ge- bination von zwei oder mehr einfachen Abtastbewegunlenke so, daß der Strahl aus der Sonde auf die Probe gen variiert werden, die man beispielsweise als Linear-, fallen kann. 45 Kreis-, Fächer-, Bogen- oder dergleichen Bewegung

Nachdem die Abtasthalterung auf diese Weise aufge- wählt. Mit einer Verbundabtastung erhält man qualita-

stellt worden ist, werden die Daten aus den Winkelauf- tiv hochwertige Tomogramme.

nehmern an den Prozessor 46 gegeben, der sie zu den Um mit der in F i g. 1 gezeigten Ausführungsform ei-

Lage- und Strahlrichtungswerten der Sonde 10 verar- ne Verbundabtastung durchzuführen, fixiert man drei

beitet. 50 Gelenke der Halterung 14 so, daß die Abtastung durch

Da die Abtasthalterung 14, wie bereits erwähnt, mit die mechanische Abtastbewegung der Halterung 14 ei-

sechs Gelenken ausgeführt ist, lassen die Lage und die nerseits und durch die elektronische Fächerbewegung

Strahlrichtung der Sonde 10 sich zuverlässig und frei des Sondenstrahls andererseits erfolgt,

bezüglich der zu untersuchenden Probe einstellen. Fixiert man in F i g. 1 beispielsweise die Stütze 16, den

Im folgenden soll erläutert werden, wie die Abtasthai- 55 Gabelkopf 22 und die Sonde 10, kann die Halterung 14

terung zur Anfertigung vom Tomogrammen des glei- die Sonde 10 auf einer vorbestimmten gradlinigen Ab-

chen Querschnitts der gleichen Probe zu unterschiedli- tastkontur bewegen und in eine beliebige gewählte

chen Zeitpunkten eingesetzt werden kann. Richtung bringen. In diesem Fall erhält man mit der

Die Bedienungsperson veranlaßt über dit Tastatur 48 mechanischen gradlinigen Abtastung durch die Haltedie Ausgabe der Lage- und Strahlrichtungsdaten für die 60 rung 14 einerseits und der elektronischen Fächerabta-Sonde 10 aus der vorEehenden Tomoeraphieuntersu- stung durch die Sonde 10 andererseits eine Verbund-Fächung und das Einspeisen dieser Daten in den Konver- cherabtastung. Während der Verbundabtastung wertet ter 44. Die Lage und Strahlrichtung der Sonde 10 aus der Prozessor 46 die Lagedaten und die Strahlrichtungsder vorhergehenden Tomographieuntersuchung wer- date^ der Sonde 10 aus und gibt die Ergebnise an den den dann auf der Sichtanordnung 42 in Form von Zei- 65 Abtastkonverter 44, der die von der S/E-Einheit 40 erchen. Symbolen oder Graphikelementen dargestellt. mittelten Wellensignale und die aus dem Prozessor er-

Danach bewegt die Bedienungsperson die Sonde 10 haltenen Ergebnisse zu Bildsignalen umwandelt. Der

in die von der Ultraschalldiagnosevorrichtung angege- Sichtteil 42 gibt ein breites kontinuierliches Fächerto-

mogramm entlang der Verbundabtastkontur aus; gleichzeitig können die Lage und die Strahlrichtung der Sonde schriftmäßig dargestellt werden. Auf dem Bildschirm der Sichteinheit 42 sieht man also auch die Lage der Sonde bezüglich des Verbund-Abtastbildes.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

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30 35 40 45 50 55 60

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Claims

Patentanspruch:

Abtasthalterung für eine Ultraschall-Diagnosesonde mit einem auf einer senkrechten Stütze in der horizontalen Ebene drehbeweglich angelenkten ersten Arm, an welchem das eine Ende eines zweiten Armes schwenkbar angelenkt ist, dessen anderes Ende einen Gabelkopf trägt und mit Winkelaufnehmern an allen Gelenken, dadurch gekennzeichnet, daß der Gabelkopf (22) bezüglich der Längsachse des zweiten Armes (20) drehbeweglich angeordnet und in dessen Gabel (22a) ein Stab (24) schwenkbar gelagert ist, an dessen freiem Ende die Sonde (10) über ein um die Längsachse des Stabes (24) bewegbares Drehgelenk (36) angeordnet ist