DE69118823T2

DE69118823T2 - Ultraschall-Diagnostikvorrichtungen zum Darstellen medizinischer Geräte im Körper eines Lebewesens

Info

Publication number: DE69118823T2
Application number: DE69118823T
Authority: DE
Inventors: Joseph D Aindow; Howard Fidel; Kip Robert Nelson
Original assignee: Advanced Technology Laboratories Inc
Current assignee: Advanced Technology Laboratories Inc
Priority date: 1990-11-14
Filing date: 1991-11-13
Publication date: 1996-09-05
Anticipated expiration: 2011-11-14
Also published as: JPH0643242A; DE69118823D1; EP0486269A1; US5158088A; ATE136755T1; EP0486269B1

Description

Diese Erfindung betrifft diagnostische Ultraschall-Systeme, die nicht-invasiv innere Teile des Körpers abbilden, und insbesondere die Verwendung solcher Systeme zum Vornehmen der Plazierung eines medizinischen Instrumentes im Körper.
Diagnostische Ultraschall-Abbildungssysteme können in Verbindung mit chirurgischen und anderen invasiven Operationen verwendet werden, um die örtliche Plazierung von medizinischen Instrumenten im Körper zu unterstützen. Zum Beispiel beschreiben die U.S.-Patente 4,697,595 und 4,706,681 Herzkatheter und Schrittmacherzuleitungen, die Ultraschall- Wandler bzw. Ultraschall-Transducer tragen. Wenn diese Vorrichtungen in Verbindung mit einem Ultraschall-Abbildungssystem verwendet werden, kann die Lage des Katheters oder der Zuleitungen im Körper auf einem Ultraschall-Bild durch Empfang oder Übertragung von Ultraschall-Signalen zwischen dem abbildenden Wandler und dem an der invasiven Vorrichtung angebrachter Wandler dargestellt werden.
Diese Technik einer Integrierung von Ultraschall-Wandlern in invasiven medizinischen Instrumenten ist ebenso auf Vorrichtungen vom Nadel-Typ angewendet worden, wie in den U.S.-Patenten 3,556,079 (Omizo) und 4,249,539 (Vilkomerson et al.) dargestellt. In dem Patent von Omizo werden Doppler-abfragende Wellen von der Spitze einer Nadel nach vorne gerichtet. Wenn die Nadel den Körper durchdringt, werden Rückstreuwellen von sich bewegenden Fluiden in einem Blutgefäß oder Organ empfangen und wird eine konventionelle Doppler-Schwebungsfrequenz erfaßt. Der Empfang des Doppler- Tones stellt einen Hinweis dar, daß die Nadel auf das Blutgefäß oder Organ, welches das Fluid enthält, gerichtet ist; wenn die Nadel fehlgeleitet wird, werden keine Rückstreuwellen reflektiert und läßt der Doppler-Ton nach bzw. hört auf.
Die inhärenten Grenzen der hoch gerichteten Technik von Omizo erkennend, stellt Vilkomerson et al. ein System mit einem ungerichteten Wandler bzw. Transducer zur Verfügung, der an der Nadelspitze angeordnet ist. Bei Verwendung in Verbindung mit einem Bildwandler bzw. Abbildungswandler bzw. Abbildungstransducer ist der ungerichtete Wandler in der Lage, Ultraschall-Wellen mit dem Bildwandler unabhängig von dessen Ausrichtung mit dem Bildwandler auszutauschen, wobei das System von Vilkomerson et al. ermöglicht, eine sichtbare Markierung in dem Ultraschall-Bild, welches die Lage der Nadelspitze anzeigt, kontinuierlich bereitzustellen. Allerdings stellt das System von Vilkomerson et al. verschiedene kritische Anforderungen an seinen Benutzer, wie einen Arzt, der einen Biopsievorgang durchführt. Ein Ultraschall-Bildwandler scannt bzw. tastet einen verhältnismäßig ebenen Bereich des Körpers ab, welcher in einem zweidimensionalen Bild dargestellt wird. Die Nadel allerdings ist frei bzw. unabhängig, sich in drei Dimensionen zu bewegen, wenn sie den Körper durchdringt. Daher arbeitet das System von Vilkomerson et al. ausgezeichnet für seinen vorgesehenen Zweck, wenn die Nadelspitze in der Abtastebene angeordnet ist, kann aber seine Operation unbestimmt sein, wenn der Arzt zuerst den Körper durchdringt und versucht, diese Ausrichtung zu erreichen. Unter diesen anfänglichen Bedingungen des Verfahrens muß der Arzt seine Aufmerksamkeit auf die Einbringung und Führung der Biopsienadel richten, wenn sie den Körper des Patienten durchdringt. Zur gleichen Zeit muß der Arzt den Bildwandler bedienen und den Bildmonitor beobachten, um gleichzeitig den Wandler und die Nadel auszurichten, so daß sich die Gewebestruktur, die zu untersuchen ist, und die Nadelspitze in der Bildebene befinden. Die Gleichzeitigkeit von dem Biopsieverfahren und dem Abbildungsverfahren erlegt selbst hoch erfahrenen Praktikern strenge Anforderungen auf. Es würde wünschenswert sein, Systemmerkmale bereitzustellen, welche diese Anforderungen an den Arzt während einer Plazierung der Biopsienadel erleichtern würden.
Ein auf eine Erleichterung dieser Anforderungen gerichteter Versuch ist in dem U.S.-Patent 4,407,294 (Vilkomerson) dargestellt. Bei diesem dort gezeigten System weist eine Biopsienadel zwei Detektor-Wandler bzw. Detektor-Transducer auf, die an der Nadelspitze angeordnet sind. Ultraschall- Wellen, die zu der Nadelspitze während des Biopsievorganges gerichtet sind, werden zu geringfügig unterschiedlichen Zeiten durch die zwei Wandler abhängig von der Ausrichtung der Nadel relativ zu dem Bildwandler empfangen. Vilkomerson führt dann einen Phasenvergleich der Signale, welche durch die zwei Wandler empfangen sind, durch und verwendet das Ergebnis des Phasenvergleiches (zum Beispiel nacheilende oder voreilende Phase), um entweder einen "nach-links-bewegen-" oder "nach-rechts-bewegen-" Indikator zu aktivieren. Es ist beabsichtigt, daß der Indikator dem Arzt eine Führung hinsichtlich der gewünschten Handhabung entweder der Nadel oder des Bildwandlers zur Verfügung stellt, um die Nadelspitze in die Bildebene zu (ver-)bringen. Allerdings räumt das Patent ein, daß eine Unbestimmtheit in einem solchen System vorhanden ist, da "links" oder "rechts" keine absolute Bedeutung haben. Dies liegt daran, als eine Drehung der Nadel oder des Bildwandlers eine Umkehr der Links- Rechts-Ausrichtung zur Folge hat. Um diesem Problem zu begegnen, schlägt Vilkomerson vor, Indizien bzw. Anzeichen an dem äußeren Ende der Nadel vorzusehen. Das Ergebnis besteht zusätzlich zu den zuvor erwähnten Anforderungen darin, daß der Arzt weiterhin die Richtungsindikatoren und die Nadelindizien überwachen muß. Daher kann der Biopsievorgang selbst noch anspruchsvoller werden.
Gemäß der vorliegenden Erfindung ist ein Ultraschall-Abbildungssystem zum Darstellen der Lage eines medizinischen Instrumentes im Körper eines Patienten, wie in Anspruch 1 definiert, zur Verfügung gestellt.
Zu den Zeichnungen:
Fig. 1 stellt ein System zum Abbilden einer Biopsienadel auf Ultraschall-Weise dar, das in Übereinstimmung mit den Grundsätzen der vorliegenden Erfindung ausgebildet ist,
Fig. 3 stellt ein Biopsienadelstilett bzw. eine Biopsienadelsonde mit einem Ultraschall-Wandler an der Spitze des Stiletts bzw. der Sonde dar,
Fig. 3 stellt in Form eines Blockdiagrammes ein System zum Empfangen und Verarbeiten einer Ultraschall-Energie von einem Wandler eines medizinischen Instrumentes in Übereinstimmung mit den Grundsätzen der vorliegenden Erfindung dar,
Fig. 4 ist eine detaillierte schematische Zeichnung des Vorverstärkers des Systems der Fig. 3,
Fig. 5 ist eine detaillierte und schematische Blockzeichnung von den Untersystemen zur AGC und Anzeigemodulation des Systems der Fig. 3,
Fig. 6 ist ein detailliertes und schematisches Blockdiagramm von den Untersystemen zur visuellen Markierung und zum Testen sowie Eichen des Systems der Fig. 3, und
Fig. 7 bis 9 stellen Wellenformen dar, welche den Betrieb des Sytems der Fig. 3 bis 6 veranschaulichen.
Zunächst auf die Fig. 1 Bezug nehmend ist ein System, das in Übereinstimmung mit den Grundsätzen der vorliegenden Erfindung ausgebildet ist, für eine Abbildungsplazierung einer Biopsienadel auf Ultraschall-Weise gezeigt. Eine hohle Biopsienadel 10 ist in den Körper eines Patienten in Stellung gebracht gezeigt, wobei sie die Hautoberfläche 10 durchdrungen hat. Die hohle Nadel trägt in sich einen invasiven Biopsie(-meß-)fühler, der als ein Stilett bzw. eine Sonde 20 konfiguriert ist (in Fig. 2 gezeigt), welcher einen aus PVDF-Material hergestellten Ultraschall-Wandler bzw. Ultraschall-Transducer 22 aufweist, der an dem distalen Ende des Stiletts bzw. der Sonde befestigt ist. Ultraschall-Wellen 18 strahlen von dem Wandler eines Ultraschall-Abbildungs(-meß-)fühlers 14 aus und sind auf den Bereich des Körpers, der zu untersuchen ist, gerichtet. Der Wandler des (Meß-)fühlers wird durch Übertragungsimpulse erregt, die durch das Abbildungssystem 16 über ein Kabel 17 bereitgestellt sind, und eine Ultraschall-Echoinformation, die durch den Wandler des Abbildungsmeßfühlers empfangen wird, wird zu dem Abbildungssystem über das Kabel zurück übertragen, in welchem sie verwendet werden, ein ebenes Bild des Körperbereiches zu bilden. Die Ultraschall-Wellen, die durch den Abbildungsmeßfühler erzeugt werden, können durch die Verwendung eines Multielementwandlers bzw. Multielementtransducers elektronisch gesteuert werden oder die Wellen können durch einen Mechanismus in dem Meßfühler, der den Wandler dreht oder in Schwingung versetzt, mechanisch gesteuert werden. Die zweckdienlichen Signale, die notwendig sind, um die Ultraschall-Wellen zu steuern, können ebenso mit dem Kabel 17 übermittelt werden.
Wenn Ultraschall-Wellen durch den Stilettwandler bzw. Sondenwandler 22 empfangen werden, werden sie durch den Wandler in elektrische Signal umgewandelt, dessen Signale durch eine Verdrahtung in dem Stilett bzw. der Sonde und außerhalb dazu, wie bei 30 gezeigt, an ein Transpondermodul 12 übermittelt werden. In Antwort auf diese empfangenen Signale erzeugt das Transpondermodul einen hörbaren Ton über einen Lautsprecher 90 und erzeugt ein Videomarkierungssignal, welches die Position des Wandlers 22 in der Bildebene des Abbildungsmeßfühlers 14. Das Videomarkierungssignal wird durch eine Verbindung mit dem Kabel 17 an die Bildanzeige bzw. das Bilddisplay des Ultraschall-Abbildungssytems 16 übertragen, wo es an der geeigneten Lage auf dem Display angezeigt wird. Wie im einzelnen unten ausgeführt wird, werden der hörbare Ton des Lautsprechers 90 und die angezeigte Videomarkierung in Übereinstimmung mit der Intensität der Ultraschall-Energie, die durch den Wandler 22 empfangen wird, moduliert. Dies stellt dem Benzutzer hörbare und sichtbare Hinweise der Nähe der Nadelspitze zu dem ebenen Bereich des Körpers, der abzubilden ist, zur Verfügung.
Das Stilett bzw. die Sonde 20 ist in einer teilweisen Querschnittsansicht in Fig. 2 gezeigt. Das Stilett bzw. die Sonde umfaßt einen Hohlkörper 21 aus nichtrostendem Stahl. In dem hohlen mittigen Bereich des Körpers abgestützt befindet sich ein Kupferdraht 24, der von einem Epoxidharz 26 umgeben ist, um den Draht gegenüber dem nichtrostenden Stahlkörper zu isolieren. An der distalten Spitze des Stiletts bzw. der Sonde 20 befindet sich ein Wandler 22, der aus einem PVDF-Film hergestellt ist. Die hintere Fläche des Wandlers ist an dem Kupferdraht durch ein UV-gehärtetes Epoxidharz 28 befestigt, das eine kapazitive elektrische Verbindung zwischen der hinteren Fläche des Wandlers 22 und dem Draht vorsieht. Es ist keine physikalische Verbindung zu der vorderen Fläche des Wandlers vorhanden, die mit dem nichtrostenden Stahlkörper galvanisch gekoppelt ist. Wenn Ultraschall-Wellen durch den Wandler empfangen werden, werden sie in Differentialsignale umgewandelt, die durch den Draht 24 und den Körper 21 zu einem abgeschirmten bzw. geschützten, verdrillten Drahtpaar 30 an dem proximalen Ende des Stiletts bzw. der Sonde übertragen werden. An dem Ende des gedrillten Drahpaares befindet sich ein Verbinder bzw. Verbindungselement 32, der bzw. das eine Verbindung zu dem Transpondermodul 12 herstellt. In einer konstruierten Ausführungsform des Stiletts bzw. der Sonde der Fig. 2 umfaßt der Wandler 22 eine Stück eines PVDF-Filmes mit einem Durchmesser von 0,1778 mm (sieben Tausendstel eines Inches) und eine Dicke von 52 Mikrometern. Dieses im wesentlichen ebene Profil des Wandlers gegenüber der Spitze des Stiletts bzw. der Sonde und durch Epoxidharz verstärkt bzw. versehen veranlaßt den Wandler, ein im wesentlichen konisches Antennnenprofil auszustellen, das in die Vorwärtsrichtung von der Stilettspitze bzw. Sondenspitze ausgerichtet ist.
Die Fig. 3 zeigt in Form eines Blockdiagrammes die Verarbeitungsschalttechnik des Transpondermodules 12. Der Wandler 22 des Stiletts bzw. der Sonde ist durch die Drähte 30 mit der Primärwicklung eines Transformators 34 verbunden. Der Transformator 34 sieht eine direkte elektrische Stromisolierung zwischen dem Stilett bzw. der Sonde und der Modulschalttechnik vor. Durch den Wandler 22 entwickelte Signale in Antwort auf eine von dem Abbildungsmeßfühler empfangene Ultraschall-Wellenenergie sind folglich mit dem Eingang eines Vorverstärkers 40 transformatorgekoppelt. Der Ausgang des Vorverstärkers ist mit dem Eingang eines Verstärkers 42 zur automatischen Verstärkungsregelung (AGC) gekoppelt. Durch die Verstärkungscharakteristik des AGC- Verstärkers verstärkte Ultraschall-Energiesignale werden durch einen Ganzwellenamplitudendetektor 44 ermittelt. Die ermittelten Signale werden an einen AGC-Abtast- und Halte- Verstärkerschaltkreis 60 angelegt, der die ermittelten Signale abtastet und eine AGC-Steuerspannung im Verhältnis zu dem Pegel der ermittelten Signale entwickelt. Die ermittelten Signale werden auch an einen Eingang eines Vergleichers bzw. einer Vergleichsschaltung 46 angelegt, in welchem bzw. in welcher der Signalpegel mit dem AGC-Steuerspannungspegel verglichen wird. Der Vergleicher 46 erzeugt einen Impuls in Antwort auf ermittelte Signale, welche die variable Schwelle der AGC-Spannung überschreiten. Diese ermittelten Impulse werden dann an einen Vorwärts-/Rückwärts-Regler 50 für eine weitere Verarbeitung bzw. Bearbeitung angelegt. Die AGC-Steuerspannung wird auch an den Verstärkungsregelungseingang des AGC-Verstärkers 42 und an einen Ratenzeitgeber bzw. eine Ratenschaltuhr 70 angelegt. Der Ratenzeitgeber 70 erzeugt modulierende Signale proportional zu der AGC-Steuerspannung für einen Markierungssignalbündelgenerator 80 und einen Oszillator/Verstärker 177. Der Oszillator/Verstärker erzeugt einen hörbaren Ton durch einen Lautsprecher 90, der durch das modulierende Signal von dem Ratenzeitgeber moduliert ist.
Ermittelte Impulse, die durch den Vergleicher 46 erzeugt werden, werden für eine Anzeige eines Videomarkierungssignales auf der Bildanzeige verarbeitet bzw. bearbeitet. Die Verarbeitung bzw. Bearbeitung beginnt mit dem Empfang von Übertragungsimpulsen für den Bildwandler, die an dem Eingang eines Austastimpulsgenerators 100 über das Kabel 17 empfangen werden. Jeder Übertragungsimpuls veranlaßt den Austastimpulsgenerator 100, einen Impuls zu erzeugen, der den Vorwärts-/Rückwärts-Regler 50 veranlaßt, initialisierende Daten in einen Vorwärts-/Rückwärts-Zähler 52 zu laden. Der Zähler 52 beginnt dann von der initialisierenden Zählung aus vorwärts zu zählen. Nach dem Empfang eines Impulses von dem Vergleicher 46, der eine Empfangszeit einer Ultraschall-Welle durch den Stilettwandler bzw. Sondenwandler anzeigt, veranlaßt der Vorwärts-/Rückwärts-Regler die Richtung der Zählung umzukehren und beginnt der Zähler 52, zurück auf Null zu zählen. Eine Zählung von Null zeigt die vollständige Laufzeit bzw. Umschaltzeit für eine Ultraschall-Welle, um die Stilettspitze bzw. Sondenspitze zu erreichen, und für ein Echo, um von der Stilettspitze bzw. Sondenspitze zum Bildwandler zurückzukehren, an. Daher markiert diese vollständige Laufzeit, wie durch den Zähler 52 bestimmt, die Zeit, zu welcher eine Markierung dem Abbildungssystem zugesendet werden sollte, um die Lage der Stilettspitze bzw. Sondenspitze in dem Bild zu markieren.
Ein Überprüfungsschaltkreis 54 wird durch Impulse von dem Austastimpulsgenerator 100 synchronisiert und wirkt in Übereinstimmung mit dem Regler 50 und dem Zähler 52, um eine Markierungsinformation für eine Anzeige zu überprüfen bzw. nachzuprüfen. Der Ausgang des Überprüfungsschaltkreises ist an einen Eingang des Markierungssignalbündelgenerators 80 gekoppelt, der ein Markierungssignalbündelsignal erzeugt, das für eine Ermittlung durch das Abbildungssystem geeignet ist. Das Markierungssignalbündelsignal wird durch ein Signal von dem Ratenzeitgeber moduliert, derart, daß die angezeigte Markierung einen sichtbaren Hinweis der Nähe der Stilettspitze bzw. Sondenspitze zu der Bildebene vorsieht. Das Markierungssignalbündelsignal wird an das Abbildungssystem durch das gleiche Kabel 17 angelegt, das die Übertragungsimpulse zu dem Austastimpulsgenerator liefert.
Auf die Fig. 4 Bezug nehmend sind der Vorverstärker 40 und ein Trenntransformator in größerem Detail gezeigt. Die Differentialsignale der Ultraschall-Wellenenergie, die durch das gedrillte Drahtpaar 30 übertragen sind, werden an die Primärwicklung eines Transformators 134 angelegt. Die Sekundärseite des Transformators ist mit einem Tief-Q-Bandpaßverstärker 142 gekoppelt, der Informationssignale in dem Durchlaßbereich zu einem Tiefpaßfilter 144 weiterleitet. Das Tiefpaßfilter 144 weist eine Grenzfrequenz auf, die (aus-)gewählt ist, um Signale oberhalb von Frequenzen des Interesses in den Ultraschall-Energiesignalen für eine bessere Rauschunempfindlichkeit zu entfernen. Die gefilterten Signale werden von einem Differentialverstärker 146 verstärkt und über einen Transformator 148 mit dem AGC- Verstärker 42 gekoppelt.
Die AGC-Schalttechnik und eine Audio- und Video-Modulationssignalschalttechnik ist schematisch in der Fig. 5 gezeigt. Ermittelte Ultraschall-Welleninformationssignale von dem Detektor 44 werden mit der Basis eines Transistors 162 gekoppelt, der den Pegel der abzutastenden Signale veranlaßt, ein Zeitkonstantennetzwerk, welches einen Kondensator 164 und einen Widerstand 165 umfaßt, zu laden. Der Kondensator wird schnell durch den Transistor auf im wesentlichen den Peak bzw. die Spitze der ermittelten Ultraschall-Wellen geladen und langsam durch den Widerstand 165 entladen. Eine Zeitkonstante von annähernd einer Sekunde für das Netzwerk veranlaßt das Netzwerk, eine Ladung aus einer Anzahl von aufeinanderfolgend empfangenen Wellen abzutasten und zu akkumulieren. Somit ist der Spannungspegel, auf welchen der Kondensator geladen wird, ein Maß der Menge oder Intensität der Ultraschall-Wellenenergie, die durch den Stilettwandler bzw. Sondenwandler 22 über eine Zeitdauer empfangen wird. Dieses Spannungspegelsignal wird durch den AGC-Verstärker 160 verstärkt, um eine ACG-Steuerspannung zu erzeugen, die, wenn Ultraschall-Wellenenergie empfangen wird, zunimmt und in Abwesenheit von Ultraschall-Wellenenergie abnimmt. Wenn die AGC-Steuerspannung an den Verstärkungsregelungseingang des AGC-Verstärkers 42 angelegt wird, stellt der Verstärker eine maximale Verstärkung in der Abwesenheit einer empfangenen Ultraschall-Energie und eine verminderte Verstärkung, wenn sich der Wandler 22 in der Bildebene befindet und eine Ultraschall-Energie konstant empfängt, aus.
Die AGC-Steuerspannung wird auch an einen Eingang des Vergleichers bzw. der Vergleichsschaltung 46 angelegt, wobei eine verhältnismäßig niedrige Schwelle in der Abwesenheit eines Ultraschall-Wellenempfangs und eine zunehmende Schwelle, wenn sich der Wandler 22 der Bildebene nähert und mit der Bildebene zusammenfällt, dargestellt wird.
Die AGC-Steuerspannung wird weiterhin an Eingänge eines Betriebsverstärkers 166 und eines Vergleichers bzw. einer Vergleichsschaltung 168 angelegt. Der Vergleicher und der Betriebsverstärker empfangen auch Bezugsspannungspegel von Potentiometern bzw. Regelwiderständen 167 und 169. Der Ausgang des Vergleichers 168 ist mit einem Leistungsmonitor bzw. Leistungssichtgerät 200 gekoppelt, der bzw. das einen Zeitgeber umfaßt, welcher initialisiert ist, wenn eine Energie an das Transpondermodul erst eingeschaltet wird.
Wenn der Zeitgeber des Leistungsmonitors ohne eine Änderung des Zustandes durch den Vergleicher 168 einen Zustand, der nach einer Zeitdauer ohne Empfang einer Ultraschall-Wellenenergie existieren würde, abschaltet, schaltet der Leistungsmonitor die Energiezufuhr 202 aus. Ein Empfang von Ultraschall-Wellenenergie bevor der Zeitgeber abschaltet, erhöht allerdings die AGC-Steuerspannung, wodurch der Vergleicher 168 veranlaßt wird, den Zustand zu ändern und den Zeitgeber zurückzusetzen. Dieses Stillegungsnetzwerk veranlaßt das Transpondermodul, automatisch ausgeschaltet zu werden, wenn es sich nicht in Betrieb befindet, wodurch dem Modul ermöglicht wird, durch Batterien mit einer Beibehaltung der Batterieleistung gespeist zu werden.
Der Ausgang des Betriebsverstärkers 166 folgt der AGC-Steuerspannung auf invertierte Weise. Die Ausgangsspannung des Betriebsverstärkers wird an einen Zeitgeber 170 vom 555-Typ angelegt, der eine Zeitkonstante aufweist, welche durch ein Widerstands-Kondensatornetzwerk 172 aufgebaut ist. Die Zeitkonstante des Netzwerkes 172 wird derart (aus-)gewählt, daß der Zeitgeber 170 Ein-Hertz-Impulse an der Grenze des AGC-Steuerspannungsbereiches, in der Abwesenheit einer Ultraschall-Wellenerfassung bestehend, erzeugt. Wenn die Spannung von dem Betriebsverstärker abnimmt, während Ultraschall-Wellenenergie durch den Biopsiemeßfühler empfangen wird, nimmt die Frequenz der Impulse, welche durch den Zeitgeber erzeugt werden, entsprechend auf eine maximale Frequenz von annähernd drei Hertz zu. Das Potentiometer 167 stellt eine Einrichtung zum manuellen Trimmen der Rate dieses BLINK-Signalerzeugers durch den Zeitgeber 170 zur Verfügung.
Dieses variierende Raten-BLINK-Signal wird über einen Wechselrichter bzw. Inverter 174 an einen anderen Zeitgeber 176 vom 555-Typ angelegt, der als ein torgesteuerter Oszillator konfiguriert ist. Der Oszillator 176 erzeugt torgesteuerte Signalbündel von Drei-Kilohertz-Signalen, die durch einen Verstärker 178 verstärkt werden, um den Lautsprecher 90 anzutreiben. In der Abwesenheit eines Empfangs von Ultraschall-Wellenenergie durch den Wandler 22 ist der Lautsprecher 90 inaktiv. Dies resultiert daraus, daß der Oszillator 176 nur in Antwort auf einen Impuls von einer monostabilen Kippschaltung 177, die an den Rückschaltungseingang des Oszillators angelegt ist, freigegeben wird. Wie unten beschrieben wird, wird die Kippschaltung 177 in Antwort auf die überprüfte Ermittlung einer Ultraschall-Wellenenergie ausgelöst bzw. getriggert und erzeugt einen Impuls mit einer Breite, die wenigstens größer ist als die niedrigeste Bildrahmenrate des Abbildungssystems. Wenn das Biopsiemeßfühlerstilett bzw. die Biopsiemeßfühlersonde beginnt, eine konstante Aufeinanderfolge von Ultraschall-Wellen zu empfangen, wird die Kippschaltung 177 daher wiederholend ausgelöst, so daß der Oszillator 176 konstant freigegeben wird. Wenn sich die Stilettspitze bzw. die Sondenspitze der Abtastebene nähert und beginnt, Ultraschall-Wellenenergie zu empfangen, beginnt daher der Lautsprecher, mit der Rate eines Tones pro Sekunde zu ertönen. Und wenn die Stilettspitze bzw. Sondenspitze mit der Bildebene zusammenfällt oder diese schneidet, wobei Ultraschall-Wellen in schneller und kontinuierlicher Aufeinanderfolge empfangen werden, nimmt die Rate des Tones auf eine maximale Rate von drei Tönen pro Sekunde zu. Daher wird der Arzt, welcher die Biopsienadel und das Biopsiestilett bzw. die Biopsiesonde betätigt, hörbar zu einer Koinzidenz mit der Bildebene geführt.
Eine schematische Zeichnung des Abschnittes des Systems, das eine visuelle Markierung der Lage der Stilettspitze bzw. Sondenspitze in dem Ultraschall-Bild erzeugt, ist in der Fig. 6 gezeigt. Wie in der Fig. 1 gezeigt ist, ist das Transpondermodul 12 mit dem Kabel 17, welches die Übertragungsimpulse von dem Abbildungssytem 16 an den Meßfühler 14 befördert, verbunden und bringt auch das Ultraschall-Echo zu dem Abbildungssystem von dem Meßfühler zurück. Die Übertragungsimpulse, in der Fig. 6 mit TRIG bezeichnet, werden an den Eingang einer monostabilen Kippschaltung 102 angelegt. Der Q-nicht-Ausgang der Kippschaltung 102 ist mit dem "Ladungs-"eingang des Vorwärts-/Rückwärts-Zählers 52 gekoppelt. Ein Impuls an diesen Ladungseingängen bewirkt eine Anfangszählung in dem Zähler 52 von einem voreingestellten Datenregister 156. Dieser Datenwert kann selektiv eingestellt werden, um die Laufzeitmessung, die durch den Zähler 52 vorgenommen ist, zu eichen.
Der Q-nicht-Ausgang der Kippschaltung 102 gibt eine bistabile Kippschaltung bzw. ein Flip-Flop 110 frei und taktet eine bistabile Kippschaltung bzw. ein Flip-Flop 152 auf seinen Einstellzustand bzw. Sollzustand in Vorwegnahme eines Empfangs eines Impulses von dem Bioposiemeßfühler 20. Der Q-nicht-Ausgang ist auch über eine Diode 170 mit einem Eingang einer monostabilen Markierungssignalbündelkippschaltung 180 gekoppelt, die jedes unbeabsichtigte Auslösen bzw. Triggern der Kippschaltung 180 in Antwort auf einen Empfang des TRIG-Impulses von dem Abbildungssystem oder der Initialisierung des Zählers 52 verhindert. Das Einstellen der bistabilen Kippschaltung 152 ruft den hohen Frequenzsystemtakt CLK hervor, um die bistabile Kippschaltung 154 des Vorwärts-/Rückwärts-Reglers zurückzustellen, und der Q- Ausgang dieser bistabilen Kippschaltung wird in einen niedrigen Zustand versetzt. Dieser Ausgang wird mit dem Vorwärts-/Rückwärts-Regelungseingang des Zählers 52 gekoppelt, der nun zum Vorwärtszählen gesteuert wird. An dem Ende der Dauer des Impulses der Kippschaltung 102 beginnt der Zähler 52, von seiner Anfangszählung in Antwort auf Impulse des CLK-Signales zu zählen. [)er Q-nicht-Ausgang der bistabilen Kippschaltung 154, die sich nun in einem hohen Zustand befindet, wird mit dem D-Eingang einer bistabilen Überprüfungskippschaltung bzw. eines bistabilen Überprüfungs-Flip- Flop 158 gekoppelt, deren bzw. dessen stationärer Zustand die Einstellbedingung ist. Die bistabile Überprüfungskippschaltung 158 wird durch Impulse von dem Q-Ausgang der Kippschaltung 102 getaktet, und der Q-Ausgang der bistabilen Kippschaltung 158 löst die Kippschaltung 177 aus bzw. triggert diese. Wenn keine Ultraschall-Welle durch den Biopsiemeßfühler 20 in Antwort auf den augenblicklichen TRIG-Impuls ermittelt wird, veranlaßt der nächste TRIG- Impuls den Impuls von der Kippschaltung 102, die bistabile Überprüfungskippschaltung 158 einzustellen, und bleibt dessen Q-nicht-Ausgang niedrig. Dieser Zustand des Q-nicht- Ausganges der bistabilen Kippschaltung 158 vermeidet ein Auslösen bzw. Triggern der Markierungssignalbündelkippschaltung 180.
Nach dem Empfang einer detektierbaren Ultraschall-Welle durch den Biopsiemeßfühler 20 erzeugt der Vergleicher 46 einen Impuls, wie zuvor beschrieben. Dieser Impuls stellt die bistabile Kippschaltung 110 ein. Der Q-nicht-Ausgang der bistabilen Kippschaltung 110 ist mit dem Verstärkungsregelungseingang des AGC-Verstärkers 42 gekoppelt und das Einstellen der bistabilen Kippschaltung zwingt die Verstärkung des Verstärkers in einen minimalen Verstärkungszustand. Dies verhindert einen Geräuschempfang durch das System, nachdem eine Ultraschall-Welle ermittelt ist, oder die Ausbreitung bzw. Übertragung von Markierungssignalbündelimpulsen durch den AGC-Verstärker, bis die bistabile Kippschaltung 110 in Antwort auf den nächsten TRIG-Impuls zurückgesetzt wird.
Der durch den Vergleicher 46 erzeugte Impuls gibt auch die bistabile Kippschaltung 152 des Vorwärts-/Rückwärts-Reglers frei, wodurch dessen Q-nicht-Ausgang in einen hohen Zustand gezwungen wird. Diese Zustandsänderung wird in der bistabilen Kippschaltung 154 durch den nächsten CLK-Impuls getaktet und die Änderung des Zustandes der bistabilen Kippschaltung 154 veranlaßt den Zähler 52, rückwärts zu zählen. Diese Änderung der Zählrichtung markiert die Laufzeit einer Ultraschall-Welle von dem Abbildungsmeßfühler 14 zu dem Biopsiemeßfühler 20. Wenn der Zähler 52 auf eine Zählung von Null zurückzählt, wird ein Ausführungsimpuls an dem CO- Ausgang des Zählers erzeugt, der die theoretische Zeit der Rückkehr eines Ultraschall-Echos von dem Biopsiemeßfühler 20 zu dem Abbildungsmeßfühler 14 markiert. Zu diesem Zeitpunkt sollte ein Signal in den Echorückkehrweg zum Abbildungssystem für eine geeignete Anzeige einer sichtbaren Markierung der Stilettspitze bzw. Sondenspitze in dem Ultraschall-Bild injiziert werden. Entsprechend löst zu diesem Zeitpunkt der CO-Impuls von dem Zähler eine monostabile Kippschaltung 182 aus bzw. triggert diese, um einen Impuls zu erzeugen, der den freien Eingang der Markierungssignalbündelkippschaltung 180 freigibt. Allerdings erzeugt die Kippschaltung 180 kein Markierungssignalbündel, da sie zu diesem Zeitpunkt durch den niedrigen Zustand des Q-nicht- Ausganges der bistabilen Kippschaltung 158 gesperrt wird.
Der nächste TRIG-Impuls und der resultierende Impuls, der an dem Q-Ausgang der Kippschaltung 102 erzeugt wird, taktet den niedrigen Zustand des Q-nicht-Ausganges der bistabilen Kippschaltung 154 in der bistabilen Überprüfungskippschaltung 158. Der Q-nicht-Ausgang der bistabilen Kippschaltung 158 ist nun hoch und die Markierungssignalbündelkippschaltung wird durch die Überprüfungskippschaltung nicht länger gesperrt. Die Kippschaltung 177 wird ebenso durch die bistabile Kippschaltung 158 ausgelöst, wodurch dem Oszillator 176 ermöglicht wird, einen hörbaren Ton zu erzeugen. Wenn die Ultraschall-Energie durch den Biopsiemeßfühler 20 in Antwort auf den augenblicklichen TRIG-Impuls empfangen wird, zählt der Zähler 52 daher wieder vorwärts und rückwärts, erzeugt einen CO-Impuls und löst die Kippschaltung 182 aus. Der durch die Kippschaltung 182 erzeugte Impuls schaltet die Kippschaltung 180 durch und die 2,25-MHz- Impulsfolge an dem A-Eingang der Kippschaltung 180 veranlaßt die Kippschaltung 180, eine Folge von 70-Nanosekunden- Impulsen für die Dauer von zwei Mikrosekunden des Impulses von der Kippschaltung 182 zu erzeugen.
Die vorhergehende Betriebsabfolge wird in den Signalformen bzw. Wellenformen der Fig. 7 verdeutlicht. Die empfangenen TRIG-Impulse sind in der Signalform 7a gezeigt und die korrespondierenden BL-Impulse, welche durch die Kippschaltung 102 erzeugt werden, sind in der Signalform 7d gezeigt. Die Signalform 7b veranschaulicht die Zählung des Zählers 52, welcher gesehen ist, um auf einen Anfangswert am Ende der BL-Impulse eingestellt zu werden. Der Zähler zählt dann vorwärts, bis ein Impuls 400 vom Vergleicher 46 empfangen wird (Fig. 7c), wobei der Zähler zu diesem Zeitpunkt beginnt, rückwärts zu zählen. Ein Pfeil 404 markiert die Zeit, in welcher ein CO-Impuls erzeugt wird, wobei aber zu diesem Zeitpunkt kein Markierungssignalbündel aufgrund des Zustandes der bistabilen Überprüfungskippschaltung erzeugt wird. Der zweite BL-Impuls 405 ändert den Zustand der bistabilen Überprüfungskippschaltung genau vor einem Takten der bistabilen Kippschaltungen 152 und 154 des Vorwärts-/Rückwärts-Reglers, um den Zähler in der Vorwärtsrichtung zu takten. Der Zähler 52 zählt wieder vorwärts, bis ein zweiter Impuls 402 durch den Vergleicher 46 erzeugt wird. Die Richtung des Zählers wird wieder umgekehrt und der Zähler zählt rückwärts, bis ein CO-Impuls erzeugt wird, wie durch den Pfeil 406 gezeigt ist. Dieser CO-Impuls veranlaßt die bistabilen Kippschaltungen 180 und 182 des Markierungssignalbündelgenerators, ein Markierungssignalbündel 408 wegen des Zustandes der bistabilen Überprüfungskippschaltung zu erzeugen.
Der Empfang einer Reihe von Ultraschall-Wellen in Antwort auf eine Folge von aufeinanderfolgenden TRIG-Impulsen veranlaßt die bistabile Überprüfungskippschaltung 158, auf deren Rückstellzustand bzw. Rücksetzzustand, einem Empfang von jedem TRIG-Impuls folgend, getaktet zu werden. Damit wird Markierungssignalbündel durch die Kippschaltung 180 in Antwort auf jede der aufeinanderfolgenden Ultraschall-Wellen erzeugt. Wenn der Biopsiemeßfühler einmal aussetzt bzw. versagt, eine detektierbare Ultraschall-Welle, die einem TRIG-Impuls folgt, zu empfangen, müssen zwei aufeinanderfolgende Empfänge auftreten, bevor die bistabile Überprüfungskippschaltung wieder zurückgestellt wird und ein Markierungssignalbündel erzeugt wird.
Das Markierungssignalbündel wird an die Leitung des Kabels 17 angelegt, welches die Echoinformationsimpulse von dem Abbildungsmeßfühler 14 zu dem Ultraschall-System 16 überträgt. Folglich wird das Markierungssignalbündel als ein starker Echoempfang an der Stelle der Stilettspitze bzw. Sondenspitze durch das Abbildungssystem behandelt und wird entsprechend angezeigt.
Das durch den Zeitgeber 170 erzeugte BLINK-Signal wird an den freien Eingang der Kippschaltung 182 des Markierungssignalbündelgenerators angelegt. Die Wählimpulse des BLINK- Signales während eines Empfangs von Ultraschall-Wellen halten die Kippschaltung 182 vom Erzeugen von Impulsen periodisch ab. Die resultierende Wirkung auf die Ultraschall- Bildanzeige besteht darin, daß die sichtbare Markierung erscheint, um synchron mit den Wählimpulsen des BLINK-Impulses aufzublinken und zu erlöschen.
Das BLINK-Signal ist in der Fig. 8b dargestellt und dessen Gegenteil, das den Audiooszillator 176 des hörbaren Hinweises durchläßt, ist in der Fig. 8a gezeigt. Beide Signalformen bzw. Wellenformen dieser Figuren sind auf einen Zeitmaßstab der Fig. 8c bezogen. Wenn nur eine kleine Menge von Ultraschall-Energie empfangen wird, erlischt die sichtbare Markierung für eine nur kurze Zeitdauer jeder Sekunde, wie durch den niedrig-gehenden Impuls 414 angedeutet. Dementsprechend wird der Lautsprecher 90 durch einen Impuls 410 durchgeschaltet, um nur einen kurzen "Piepton" jede Sekunde zu erzeugen. Wenn sich aber der Biopsiemeßfühler der Bildebene nähert, auf welche die Ultraschall-Wellen gerichtet sind, nimmt die Intensität der empfangenen Ultraschall- Energie wie die Raten dieser Impulse zu. Der Lautsprecher 90 wird dann mit einer höheren Rate, bis zu einer maximalen Rate von drei Malen pro Sekunde, durch Impulse 412 "piepen" und die sichtbare Markierung wird mit der gleichen höheren Rate durch Impulse 416 blinken. Daher wird der Arzt zu der Bildebene durch die zunehmenden Raten dieser sichtbaren und hörbaren Hinweise geführt.
Es ist verständlich, daß andere hörbare Hinweise als periodische "Pieptöne" ebenso verwendet werden können. Durch eine geeignete Skalierung des Ausganges des Vergleichers 166 der Fig. 5 und eine direkte Anlegung eines solchen Signales an den Oszillator 176 kann zum Beispiel die Frequenz einer kontinuierlichen Impulsfolge, die durch den Oszillator erzeugt wird, variiert werden. Dies würde den Oszillator veranlassen, eine niedrige Frequenz als Ultraschall-Energie, die zunächst empfangen wird, und eine schrittweise zunehmende Frequenz, wenn sich die Bildebene nähert, oder umgekehrt zu erzeugen. Alternativ könnte das Intensitäts-variable Signal, das durch den Vergleicher erzeugt wird, an einen Leistungsverstärkungseingang des Verstärkers 178 angelegt werden, was die Erzeugung eines Tones nach sich zieht, der sich in Übereinstimmung mit den Positionen der Nadel und der Bildebene von leise auf laut ändert.
Die Fig. 6 stellt ebenfalls ein Test- und Eichmerkmal für ein Transpondermodul und ein Abbildungssystem dar. Dieses Merkmal kann vor der Initiierung bzw. Einleitung eines chirurgischen Eingriffes und vor einer Verbindung des Biopsiemeßfühlers 20 mit dem Transpondermodul 12 ermöglicht werden, um einen Betrieb des Modules zu verifizieren und die Anzeige auf dem Abbildungssystem 16 zu eichen. Dieses Merkmal wird durch Öffnen eines Schalters 306 betätigt, der eine monostabile Kippschaltung 300 in die Lage versetzt, durch jeden TRIG-Impuls von dem Abbildungssystem ausgelöst bzw. getriggert zu werden. Jeder TRIG-Impuls veranlaßt den Q-nicht-Ausgang der Kippschaltung 300 für eine vorbestimmte Zeitdauer niedrig zu gehen, die der Zeit entspricht, welche für eine Ultraschall-Welle notwendig ist, um einen vorgegebenen Abstand von dem Abbildungsmeßfühler zu durchlaufen. Die Dauer des Impulses der Kippschaltung kann zum Beispiel auf 18 Mikrosekunden eingestellt werden, um drei Zentimetern einer Bewegung durch eine Ultraschall-Welle zu entsprechen. Die Abfallflanke des Impulses der Kippschaltung 300 löst den Markierungssignalbündelgenerator aus, der ein Markierungssignalbündel über das Kabel 17 zu dem Abbildungssystem in dieser Zeit überträgt. Bei dem vorliegenden Beispiel würde die Zeitsteuerung dieses Signalbündels eine sichtbare Markierung in einer Tiefe von drei Zentimetern unter der Hautlinie erzeugen.
Eine Erzeugung eines Markierungssignalbündels durch den Markierungssignalbündelgenerator wird in dem Test- und Eichmodus durch Anlegen des TEST-Signales von einem Wechselrichter bzw. Inverter 308 ermöglicht, um einen Eingang der bistabilen Überprüfungskippschaltung 158 freizugeben bzw. auszulösen. Die bistabile Kippschaltung ist dabei in einem Zustand gehalten, um eine kontinuierliche Erzeugung von Markierungssignalbündeln während dieses Betriebsmodus zu gestatten.
Das in dem Test- und Eichmodus durch die Kippschaltung 180 erzeugte Markierungssignalbündel ist über eine Diode 304 gekoppelt, um in den Bandpaßverstärker 142 des Vorverstärkers eingebracht zu werden (vgl. Fig. 4). Dieses eingebrachte Signalbündel wird durch den Vorverstärker und eine nachgeschaltete Schalttechnik in der gleichen Weise wie der Empfang einer Ultraschall-Welle durch den Biopsiemeßfühler 20 empfangen. Daher dient das eingebrachte Signalbündel dazu, den Vorverstärker, den AGC-Verstärker, den Detektor, den Vergleicher und die Zählerschalttechnik auszuüben, um deren Betrieb zu verifizieren. Wenn sich das Modul richtig im Betrieb befindet, wird das eingebrachte Signalbündel ermittelt und ruft eine Umkehr der Richtung des Zählers 52 an dem Markierungssignalbündelzeitpunkt, der annähernd 19,5 Mikrosekunden bei diesem Beispiel beträgt, hervor. Der Zähler kehrt dann die Richtung seiner Zählung um und zählt rückwärts, bis ein CO-Impuls bei der Zählung von Null erzeugt wird. Der CO-Impuls, welcher 19,5 Mikrosekunden nach dem Empfang des eingebrachten Signalbündels erzeugt wird, löst die Erzeugung eines zweiten Markierungssignalbündels zu einer Zeitsteuerung für eine Anzeige in einer Tiefe von sechs Zentimetern unter der Hautlinie aus. Während jedes TRIG-Impulsintervalls werden dem Abbildungssystem daher zwei Markierungssignalbündel, eines am Ende des Intervalles des Impulses der Kippschaltung 300 und das andere zweimal in diesem Intervall, zugesendet. Bei dem vorliegenden Beispiel werden die sichtbaren Markierungen in Bildtiefen von drei und sechs Zentimetern erzeugt.
Die Betriebsabfolge des Test- und Eichmerkmales ist durch die Signalformen bzw. Wellenformen der Fig. 9 dargestellt. Die Fig. 9a zeigt die Signale in dem Kabel 17, welche die von dem Abbildungssystem empfangenen TRIG-Impulse und die zu dem Abbildungssystem durch das Modul übertragenen Markierungssignalbündel beinhalten. Die Fig. 9b zeigt die durch die Kippschaltung 300 erzeugten Impulse und die Fig. 9c stellt die Zählung des Zählers 52 dar. An dem Ende des Impulses 420 wird ein Markierungssignalbündel 422 erzeugt und zu dem Abbildungssystem übertragen. Das Markierungssignalbündel 422 wird ebenso in den Vorverstärker eingebracht, der den Zähler 52 veranlaßt, mit dem Vorwärtszählen zu diesem Zeitpunkt zu beginnen. Wenn der Zähler Null erreicht, wie durch den Pfeil 424 angezeigt, erzeugt der CO- Impuls des Zählers ein zweites Markierungssignalbündel 426, das zu dem Abbildungssystem übertragen wird. Es kann bemerkt werden, daß, während dieses zweite Markierungssignalbündel ebenso in den Vorverstärker eingebracht wird, es sich nicht zum Detektor hindurch ausbreitet. Dies liegt an dem Empfang des ersten eingebrachten Markierungssignalbündels 422, das betätigt ist, um die bistabile Kippschaltung 110 einzustellen, welche die Verstärkung des AGC-Verstärkers nahe Null vermindert. Der AGC-Verstärker wird nicht wieder aktiviert, bis der nächste TRIG-Impuls empfangen wird und die bistabile Kippschaltung 110 zurückgestellt bzw. zurückgesetzt wird.
Wie der Rest der Fig. 9 zeigt, werden für jeden TRIG-Impuls zwei sichtbare Markierungen, d.h. 432 und 436, auf der Bildanzeige auf einmal und zweimal den Vielfachen der Dauer von Impulsen 420, 430 erzeugt.
Die kontinuierliche Übertragung dieser sichtbaren Markierungen zu dem Abbildungssystem erzeugt zwei Linien über das Bild, wie in dem beispielhaften Testbild der Fig. 1 gezeigt. Unter geeigneten Betriebsbedingungen erscheinen die zwei Linien in zwei Tiefen auf dem angezeigten Bild, wobei die größere Tiefe zweimal der geringeren Tiefe entspricht. In dem vorliegenden Beispiel sollten Abbildungssystemtaster die Linien in der Anzeige an den angezeigten Tiefen von drei und sechs Zentimetern zeigen. Wenn die Bildanzeige nicht zwei Linien in zwei Tiefen zeigt, wobei eine zweimal der anderen entspricht, wird dem Benutzer die Notwendigkeit bewußt gemacht, das Transpondermodul vor einem Beginnen mit einem chirurgischen Eingriff zu eichen oder anderweitig einzustellen.

Claims

1. Ultraschall-Abbildungssystem zum Darstellen der Lage eines medizinischen Instrumentes im Körper eines Patienten, umfassend: einen Ultraschall-Bildwandler (14) zum übertragen von Ultraschall-Wellen über einen ebenen inneren Bereich des Körpers, ein medizinisches Instrument (10) zur Verwendung in dem Körper und mit einem Ultraschall-Wandler (22), der mit diesem zur Aufnahme von Ultraschall-Wellenenergie aus dem Bildwandler (14) verbunden ist, wenn sich der Wandler (22) des Instrumentes dem ebenen Bereich nähert und diesen schneidet, und Einrichtungen (16, 80, 90, 117) zum Erzeugen eines hörbaren oder sichtbaren Signales, dadurch gekennzeichnet, daß das System weiterhin umfaßt: eine Amplitudenerfassungseinrichtung (44), die auf einen Empfang von Ultraschall-Wellenenergie durch den Wandler (22) des Instrumentes reagiert, zum Erfassen des Pegeis von empfangener Ultraschall-Wellenenergie und Erzeugen eines dazu repräsentativen Pegelsignales, eine Einrichtung (60), die mit der Amplitudenerfassungseinrichtung (44) gekoppelt ist, zum Erzeugen eines variablen Signales, das als eine Funktion von Änderungen in dem Pegel von empfangener Ultraschall-Wellenenergie variiert, und eine Einrichtung (70), die auf das variable Signal reagiert und mit den das hörbare oder sichtbare Signal erzeugenden Einrichtungen (16, 80, 90, 177) gekoppelt ist, zur Modulation des hörbaren oder sichtbaren Signales als eine Funktion von Änderungen in dem Pegel von Ultraschall-Wellenenergie, die durch den Instrumentenwandler (22) aufgenommen ist.

2. Ultraschall-Abbildungssystem nach Anspruch 1, welches eine Ultraschall-Bildanzeigeeinrichtung (16) zum Anzeigen eines Ultraschall-Bildes eines inneren Bereiches des Körpers und eine Vorrichtung (80), die mit der Ultraschall-Bildanzeigeeinrichtung (16) gekoppelt ist, zum Erzeugen einer sichtbaren Markierung, welche die Lage eines medizinischen Instrumentes in dem inneren Bereich anzeigt, beinhaltet, wobei die Vorrichtung (80) weiterhin umfaßt: eine Einrichtung (300) zum Erzeugen eines Eichsignales, wobei das Eichsignal an die Ultraschall-Bildanzeigeeinrichtung (16) zur Anzeige in bezug auf eine vorbestimmte Tiefe des inneren Bereiches des Körpers angelegt wird.

3. Ultraschall-Abbildungssystem nach Anspruch 2, welches derart ausgebildet ist, daß das Eichsignal in einer ersten und einer zweiten Tiefe auf der Bildanzeigeeinrichtung (16) dargestellt wird, wobei die zweite Tiefe das Zweifache der ersten Tiefe beträgt.

4. Ultraschall-Abbildungssystem nach Anspruch 2 oder Anspruch 3, wobei die Vorrichtung weiterhin eine Einrichtung (180) zum Einbringen eines Testsignales, das einen empfangenen Ultraschall-Impuls in der Vorrichtung (80) darstellt, zum Testen des Betriebszustandes der Vorrichtung (80) umfaßt.

5. Ultraschall-Abbildungssystem nach Anspruch 4, welches derart ausgebildet ist, daß das Eichsignal in die Vorrichtung (80) als ein Testsignal eingebracht wird.

6. Ultraschall-Abbbildungssystem nach einem der Ansprüche 2 bis 5, welches derart ausgebildet ist, daß das Eichsignal an die Ultraschall-Bildanzeigeeinrichtung (16), die Betätigungen des Bildwandlers (14) folgt, angelegt wird.

7. Ultraschall-Abbildungssystem nach Anspruch 6, welches derart ausgebildet ist, daß das Eichsignal an die Ultraschall- Bildanzeigeeinrichtung (16) einen vorbestimmten Zeitpunkt nach Betätigung des Bildwandlers (14) zur Anzeige in einer vorbestimmten angezeigten Tiefe auf der Bildanzeigeeinrichtung (16) angelegt wird.

8. Ultraschall-Abbildungssystem nach Anspruch 7, welches derart ausgebildet ist, daß das Eichsignal an die Ultraschall-Bildanzeigeeinrichtung (16) zu einem ersten und einem zweiten vorbestimmten Zeitpunkt nach Betätigung des Bildwandlers (14) zur Anzeige in einer ersten und zweiten angezeigten Tiefe auf der Bildanzeigeeinrichtung (16) angelegt wird.

9. Ultraschall-Abbildungssystem nach Anspruch 1, weiterhin umfassend:

eine Ultraschall-Bildanzeige (16),

wobei der Ultraschall-Bildwandler (14) mit der Bildanzeige gekoppelt ist und der Ultraschallwandler (22) des medizinischen Instrumentes ausgebildet ist, um eine maximale Ultraschall-Wellenenergie zu empfangen, wenn sie in der Bildebene des Ultraschall-Bildwandlers angeordnet ist, wobei das System weiterhin umfaßt:

eine Einrichtung (80), die auf den Empfang der Ultraschall-Wellenenergie durch den Ultraschall-Wandler (14) des medizinischen Instrumentes reagiert, zum Erzeugen eines Bildanzeigesignales, das die Lage des Ultraschall-Wandlers (14) des medizinischen Instrumentes in dem Körper anzeigt.

10. Ultraschall-Abbildungssystem nach Anspruch 1 oder Anspruch 9, wobei die Modulationseinrichtung (70) ausgebildet ist, um ein hörbares oder sichtbares Signal über einen Modulationsbereich, der von maximalen und minimalen Modulationspegeln begrenzt ist, zu modulieren, wobei der maximale Modulationspegel verwendet wird, wenn der Ultraschall-Wandler des medizinischen Instrumentes in dem ebenen Bereich angeordnet ist.

11. Ultraschall-Abbildungssystem nach Anspruch 10, wobei die Modulationseinrichtung (70) ausgebildet ist, um die ein hörbares Signal erzeugenden Einrichtungen (16, 80, 90, 177) zu modulieren, um einen pulsierenden Ton zu erzeugen, wobei der Ton einen maximalen pulsierenden Wert aufweist, wenn es auf dem maximalen Modulationspegel moduliert wird.

12. Ultraschall-Abbildungssystem nach Anspruch 10, wobei die Modulationseinrichtung (70) ausgebildet ist, um die ein hörbares Signal erzeugenden Einrichtungen (16, 80, 90, 177) zu modulieren, um einen pulsierenden Ton zu erzeugen, wobei der Ton einen minimalen pulsierenden Wert aufweist, wenn es auf dem maximalen Modulationspegel moduliert wird.

13. Ultraschall-Abbildungssystem nach Anspruch 10, wobei die Modulationseinrichtung (70) ausgebildet ist, um die ein hörbares Signal erzeugenden Einrichtungen (16, 80, 90, 177) zu modulieren, um einen variablen Frequenzton zu erzeugen, wobei der Ton eine maximale Frequenz darstellt, wenn es auf dem maximalen Modulationspegel moduliert wird.

14. Ultraschall-Abbildungssystem nach Anspruch 10, wobei die Modulationseinrichtung (70) ausgebildet ist, um die ein hörbares Signal erzeugenden Einrichtungen (16, 80, 90, 177) zu modulieren, um einen variablen Frequenzton zu erzeugen, wobei der Ton eine minimale Frequenz darstellt, wenn es auf dem maximalen Modulationspegel moduliert wird.

15. Ultraschall-Abbildungssystem nach Anspruch 10, wobei die Modulationseinrichtung (70) ausgebildet ist, um die ein hörbares Signal erzeugenden Einrichtungen (16, 80, 90, 177) zu modulieren, um einen variablen Volumenton zu erzeugen, wobei der Ton ein minimales Volumen darstellt, wenn es auf dem maximalen Modulationspegel moduliert wird.

16. Ultraschall-Abbildungssystem nach Anspruch 10, wobei die Modulationseinrichtung (70) ausgebildet ist, um die ein hörbares Signal erzeugenden Einrichtungen (16, 80, 90, 177) zu modulieren, um einen variablen Volumenton zu erzeugen, wobei der Ton ein maximales Volumen darstellt, wenn es auf dem maximalen Modulationspegel moduliert wird.