DE3702355A1 - Ultraschallabbildungsgeraet - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Ultraschallabbildungsgerät, das B-Modus- und Doppler-Modusbilder wiederzugeben ver­ mag.

Ultraschallabbildungsgeräte werden verbreitet auf ver­ schiedenen technischen Gebieten eingesetzt. Als von be­ sonderer Bedeutung erwies sich die Entwicklung von Ultra­ schallabbildungsgeräten als diagnostische Ultraschall­ geräte auf dem Gebiet der Medizin. Ein neueres Ultra­ schallabbildungsgerät vermag sowohl ein Tomographie­ bild bzw. Tomogramm (d.h. ein B-Modusbild) als auch ein Blutstrombild (d.h. ein Dopplermodusbild) wiederzugeben. Ein solches Ultraschallabbildungsgerät wird für die Herz- oder Karotisdiagnose bzw. -untersuchung eingesetzt. Da­ bei können sowohl ein Tomogramm eines zu untersuchenden (Körper-)Teils als auch ein Blutströmungszustand des im Tomogramm dargestellten Blutgefäßsystems wiedergegeben werden.

Es gibt zwei Arten bisheriger Ultraschallabbildungs­ geräte, welche die beiden genannten Modusbilder wie­ derzugeben vermögen. Das erste Gerät weist eine B-Modus- Ultraschallsonde und eine Dopplermodus-Einzelsonde in einem akustischen Medium auf. Die erstere Sonde wird dabei mit einem 7,5- oder 10-MHz-Hochfrequenztreiber- oder -ansteuersignal angesteuert (driven), um B-Modus- Bilddaten hoher Auflösung zu gewinnen. Die letztere Sonde wird mit einem 3,5-MHz-Niederfrequenzsignal an­ gesteuert und gibt ein Dopplersignal für die Messung einer Blutströmungsgeschwindigkeit aus.

Das zweitgenannte Gerät verwendet eine elektronische lineare Ultraschallsonde. Zur Gewinnung eines B-Modus­ bilds wird eine elektronische Abtastung durchgeführt; für die Gewinnung eines Dopplermodusbilds wird ein Ultra­ schallstrahl in schräger Richtung emittiert.

Das erstgenannte bisherige Ultraschallabbildungsgerät benötigt zwei Arten von Sonden, wodurch der Gesamtauf­ bau der Sonde(n) bzw. des Geräts kompliziert wird, was eine verschlechterte Zuverlässigkeit bedingt und War­ tungsprobleme aufwirft. Das zweitgenannte bisherige Ultra­ schallabbildungsgerät wird im B-Modus und im Doppler- Modus mit gleicher Frequenz angesteuert oder betrieben. Infolgedessen können die B-Modus- und Doppler-Modus­ bilder oder -abbildungen, die entgegengesetzte Frequenz­ eigenschaften bzw. -gänge aufweisen, nicht optimal er­ zeugt werden. Insbesondere kann die Auflösung der B- Modusbilder bei hoher Ansteuerfrequenz verbessert wer­ den, bei denen jedoch das Dopplersignal stark gedämpft wird, so daß sich kein gutes Doppler-Modusbild erzielen läßt. Da zudem die Dopplerverschiebung der Blutströmungs­ geschwindigkeit proportional ist, ist die höchste meßbare Strömungsgeschwindigkeit begrenzt.

Aufgabe der Erfindung ist damit die Schaffung eines Ultraschallabbildungsgeräts, das ein B-Modusbild hoher Auflösung zu erzeugen vermag und ohne Komplizierung des Sondenaufbaus eine Doppler-Messung eines mit hoher Ge­ schwindigkeit strömenden Strömungsmittels erlaubt.

Diese Aufgabe wird durch die im Patentanspruch 1 gekenn­ zeichneten Merkmale gelöst.

Das erfindungsgemäße Ultraschallabbildungsgerät umfaßt einen einzigen Ultraschallwandler, in welchem erste und zweite Ultraschallwandlerelemente integriert sind. Das erste Ultraschallwandlerelement wird mit hoher Frequenz angesteuert oder betrieben, um ein B-Modusbild zu lie­ fern, während das zweite Ultraschallwandlerelement zur Gewinnung eines Doppler-Bilds mit niedriger Frequenz an­ gesteuert oder betrieben wird. Die beiden Wandlerelemente werden durch einen Umschaltkreis selektiv umgeschaltet, um ein dem B-Modusbild entsprechendes Hochfrequenzsignal und ein dem Doppler-Modusbild entsprechendes Niederfre­ quenzsignal zu liefern. Die beiden Signale werden durch einen Filterkreis getrennt und jeweils einem Bildsignal­ prozessor bzw. einem Doppler-Signalprozessor eingespeist. Diese beiden Frequenzsignale werden sodann durch die je­ weiligen Prozessoren verarbeitet, deren Ausgangssignale einer Wiedergabe- oder Anzeigeschaltung eingespeist und als Tomographiebild (oder Tomogramm) eines Untersuchungs­ bereichs bzw. als sein Strömungsmittel-Geschwindigkeits­ datenbild wiedergegeben werden.

Im folgenden sind bevorzugte Ausführungsformen der Er­ findung anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zei­ gen:

Fig. 1 ein Blockschaltbild eines Ultraschallgeräts gemäß einer Ausführungsform der Erfindung,

Fig. 2 einen Schnitt durch einen Ultraschallwandler,

Fig. 3 eine graphische Darstellung des Frequenzgangs des Ultraschallwandlers gemäß Fig. 2,

Fig. 4 eine graphische Darstellung des Frequenzgangs eines beim Gerät nach Fig. 1 verwendeten Fil­ ters,

Fig. 5 eine Darstellung einer Ultraschall-Linearabtastung mittels des Ultraschallwandlers,

Fig. 6 eine Darstellung eines Überwachungs- oder Unter­ suchungs-Bildschirms,

Fig. 7 eine Darstellung einer Ultraschallsektorabtastung mittels eines Ultraschallwandlers bei einem Ultra­ schallabbildungsgerät gemäß einer anderen Aus­ führungsform der Erfindung und

Fig. 8 eine Darstellung einer Ultraschallsektorabtastung mittels eines Konvextyp-Ultraschallwandlers.

Ein Ultraschallwandler bei einem in Fig. 1 dargestellten Ultraschallabbildungsgeräts ist ein Zweikanal-Ultraschall­ wandler 11 mit der in Fig. 2 gezeigten Anordnung. Ein piezoelektrisches Keramikelement 1 besitzt eine Dicken- Resonanzfrequenz 2f 0 und eine Dicke (z.B. λ/4, mit λ= Wellenlänge bei Resonanzfrequenz f 0) entsprechend etwa 1/2 der Wellenlänge bei der Frequenz 2f 0. Auf den bei­ den Hauptflächen des Keramikelements 1 sind jeweils Elektroden 5 a und 5 b ausgebildet. Ein unterlegtes (back) Dämpfkeramikelement (load-ceramic) 2 ist auf der vom Keramikelement 1 abgewandten Fläche der Elektrode 5 a ausgebildet und dient als Hochimpedanz-Unterlegschicht. Das Dämpfkeramikelement 2 besitzt praktisch dieselbe Dicke (z.B. λ/4) wie das Keramikelement 1. Ein Schall­ absorptionselement 3 aus z.B. einem Gummi- oder Kautschuk­ material mit niedriger Schallimpedanz ist auf der von der Elektrode 5 a abgewandten Fläche des Dämpfkeramikelements 2 ausgebildet.

Auf der (Außen-)Fläche der Elektrode 5 b ist eine aus einem Epoxyharz bestehende akustische Anpassungsschicht 4 ausgebildet, die eine Dicke (z.B. λ/8) entsprechend 1/4 der Wellenlänge bei der Frequenz 2f 0 besitzt. Die Elek­ troden 5 a und 5 b sind jeweils mit Zuleitungen 6 a bzw. 6 b verbunden.

Beim Zweikanal-Ultraschallwandler 11 mit dem beschriebe­ nen Aufbau dient eine Verbundschicht aus dem Keramik­ element 1 und dem Dämpfkeramikelement 2 und mit einer Gesamtdicke von λ/2 als akustische Sonde mit einer Reso­ nanzfrequenz 2f 0. Die akustische Anpassungsschicht 4 einer Dicke λ/8 dient als Sonde mit einer Resonanzfre­ quenz f 0.

Der Ultraschallwandler 11 gemäß Fig. 2 weist den in Fig. 3 dargestellten Frequenzgang auf. Wie aus die­ sen beiden Kennlinien hervorgeht, gewährleisten zwei Frequenzsignale mit Mittenfrequenzen von 3,7 MHz bzw. 7,8 MHz eine maximale Sende/Empfangsleistung des Wand­ lers 11. Bei einem bisherigen Einkanal-Wandler wird eine Anpassung zwischen einem piezoelektrischen Ele­ ment und einem Schallfeldmedium bei einer Frequenz f 0 entsprechend λ/4 erreicht, wobei die Sende/Empfangs­ leistung bei 2f 0 verschlechtert ist. Beim erfindungs­ gemäßen Zweikanal-Wandler kann dagegen eine ausreichend hohe Sende/Empfangsleistung des Signals der Frequenz 2f 0 erzielt werden.

Der Ultraschallwandler 11 ist über einen Umschaltkreis 12 mit einer Sendeschaltung 13 und einer Empfangsschal­ tung 17 verbunden. Die Sendeschaltung 13 umfaßt einen Impulsgeber (pulser) 16 zur Lieferung eines Hochspan­ nungs-Ansteuer- oder -Treiberimpulses zum Wandler 11 über den Umschaltkreis 12. Die Eingangsklemme des Impulsgebers 16 ist mit der Ausgangsklemme eines Sende­ verzögerungskreises 15 verbunden, um einen Ansteuer- oder Treiberimpuls nach Maßgabe eines vom Sendeverzöge­ rungskreis 15 erzeugten Laufzeit- oder Verzögerungssignals abzugeben. Die Laufzeit oder Verzögerungszeit des Kreises 15 wird durch ein Ausgangssignal von einem Sendeverzöge­ rungsregler 14 bestimmt, wobei dieses Ausgangssignal der Abtastrichtung und der Fokussierstellung des Ultraschall­ strahls entspricht.

Die Empfangsschaltung 17 umfaßt einen Vorverstärker 18 zum Verstärken eines vom Ultraschallwandler 11 über den Umschaltkreis 12 gelieferten Echosignals und einen an die Ausgangsklemme des Vorverstärkers 18 angeschlosse­ nen Empfangsverzögerungskreis 20. An die Steuereingangs­ klemme des Empfangsverzögerungskreises 20 ist ein Empfangsverzögerungsregler 19 angeschlossen, und die Ausgangsklemme des Empfangsverzögerungskreises 20 ist mit einer Addierstufe 21 verbunden, deren Ausgangs­ klemme über ein Bandpaßfilter 24 mit einer Wiedergabe- oder Anzeigeschaltung 30 verbunden ist.

Das Bandpaßfilter 24 weist zwei Bandpaßfiltercharakteristika F 1 und F 2 mit Mittenfrequenzen f 0 bzw. 2f 0 auf. Die Mitten­ frequenzen des Filters 24 sind für jeden Geschwindig­ keits- oder Nennimpuls (rate pulse) unter der Steue­ rung einer Zentraleinheit (CPU) 22 umschaltbar. Ins­ besondere wird die Charakteristik ( bzw. der Frequenz­ gang) F 2 zum Filtern des B-Modussignals, die Charakteristik F 1 zum Filtern des Doppler-Modussignals gewählt.

Die Anzeigeschaltung 31 umfaßt eine Dopplersignal-Ver­ arbeitungsschaltung 25 und eine Bildsignal-Verarbeitungs­ schaltung 26, die beide mit dem Ausgang des Bandpaßfil­ ters 24 verbunden sind. Die Ausgangsklemmen der beiden Verarbeitungsschaltungen 25 und 26 sind an die Eingangs­ klemme eines Digitalabtastwandlers (DSC) 27 angeschlos­ sen, dessen Ausgangsklemme mit einer Addierstufe 28 ver­ bunden ist, die außerdem mit dem Ausgang eines Über­ lagerungskreises 29 verbunden ist, um das Bildsignal vom Wandler 27 der Information vom Überlagerungskreis 29 zu überlagern. Das Überlagerungsbild wird auf einem Monitor bzw. einer Anzeigeeinheit 30 wiedergegeben.

Die Zentraleinheit 22 steuert alle Operationen des Ultra­ schallabbildungsgeräts. Die Zentraleinheit 22 ist mit dem Umschaltkreis 12, dem Sendeverzögerungsregler 14, dem Empfangsverzögerungsregler 19, dem Bandpaßfilter 24, dem Überlagerungskreis 29, der Dopplersignal-Verarbei­ tungsschaltung 25, der Bildsignal-Verarbeitungsschaltung 26 und dem Digitalabtastwandler 27 verbunden.

Die Arbeitsweise des Ultraschallabbildungsgeräts ist nachstehend erläutert. Zur Erzeugung eines B-Modus­ bilds wird eine Programminformation zur Ausführung einer Linearabtastung gemäß Fig. 5 von der Zentral­ einheit 22 zum Sendeverzögerungsregler 14 geliefert. Letzterer setzt die für das erste Aussteuern bzw. Lenken und Fokussieren des Ultraschallstrahls erfor­ derliche Lauf- oder Verzögerungszeit im Sendeverzöge­ rungskreis 15. Letzterer liefert zum Impulsgeber 16 ein der in ihm gesetzten oder vorgegebenen Verzöge­ rungszeit entsprechendes Verzögerungssignal.

In Abhängigkeit vom Verzögerungssignal liefert der Impulsgeber 16 einen Hochspannungs-Ansteuerimpuls zum Umschaltkreis 12. Dabei schaltet der Umschaltkreis in Abhängigkeit von einem Umschaltsignal von der Zentral­ einheit (CPU) 22 um, um Ansteuer- oder Treiberimpulse zu den dem Strahl B 1 gemäß Fig. 5 entsprechenden Ultra­ schallwandlerelementen zu liefern. Dabei werden die Treiberimpulse über die Zuleitungen 6 a und 6 b gemäß Fig. 2 an die Elektroden 5 a bzw. 5 b des Ultraschall­ wandlerelements angelegt. Bei Ansteuerung durch diese Treiberimpulse emittiert der Ultraschallwandler 11 den Strahl B 1 zum Untersuchungsobjekt hin.

Wenn ein Echo vom Untersuchungsobjekt auf den Ultraschall­ wandler 11 auftrifft, werden Echosignale über den Um­ schaltkreis 12 dem Vorverstärker 18 in der Empfangs­ schaltung 17 eingespeist. Die durch den Vorverstärker 18 verstärkten Echosignale werden durch den Empfangs­ verzögerungskreis 20 verzögert. Der Verzögerungskreis 20 verzögert das Eingangssignal um eine Lauf- oder Ver­ zögerungszeit entsprechend der Sendeverzögerungszeit vom Empfangsverzögerungsregler 19.

Die Echosignale vom Empfangsverzögerungskreis 20 wer­ den der Addierstufe 21 eingespeist und durch diese addiert. Das Summensignal wird als B-Modusbildsignal zum Bandpaßfilter 24 ausgegeben. Da das Bandpaßfilter 24 die durch ein Signal von der Zentraleinheit 22 be­ stimmte Filtercharakteristik F 2 besitzt, wird das B- Modussignal über das Bandpaßfilter 24 der Bildsignal- Verarbeitungsschaltung 26 eingespeist. Das durch letztere verstärkte (bzw. verarbeitete) Bildsignal wird dem Digitalabtastwandler 27 eingegeben und durch diesen in ein Fernsehsignal umgesetzt, das seinerseits dem Monitor bzw. der Anzeigeeinheit 30 eingespeist und durch diesen bzw. diese als Einzeilen-B-Modusbild wiedergegeben wird.

Wenn die erste Zeile B 1 wiedergegeben worden ist, wird der Ultraschallwandler 11 in Abhängigkeit vom Treiber­ impuls für die Wiedergabe der zweiten Zeile B 2 ange­ steuert. Dabei werden die Verzögerungszeiten von Sende- und Empfangsverzögerungskreis 15 bzw. 20 und Umschalt­ kreis 12 entsprechend der Zeile B 2 umgeschaltet. Wenn auf diese Weise das Untersuchungsobjekt mit dem Ultra­ schallstrahl von Zeile B 1 zu Zeile B 2 abgetastet wird, wird das Tomographiebild des abgetasteten Bereichs, d.h. das B-Modusbild 41, auf der Anzeigeeinheit 30 wiederge­ geben (vgl. Fig. 6).

Eine Bedienungsperson betätigt unter Beobachtung des B-Modusbilds eine Bedientafel 23. Dabei werden eine Richtung eines Bereichs, für den eine Blutströmungs­ messung nötig ist, z.B. eine Richtung eines Doppler­ strahls DB, sowie eine Abgreif- oder Abtastposition eingestellt. Diese Informationseinheiten werden durch die Zentral­ einheit 22 dem Überlagerungskreis 29 eingegeben; die Dopplerstrahl-Richtungsinformation und die Abtastposi­ tionsinformation werden über die Addierstufe 28 der Anzeigeeinheit 30 eingespeist, wobei Richtung und Position (bzw. Lage) durch einen Peil-Zeiger ange­ zeigt werden. Wenn die gewünschte Richtung und die Posi­ tion in der Anzeige auf der Anzeigeeinheit visuell bestätigt sind, wird der Doppler-Modus eingestellt. In diesem Fall liefert die Zentraleinheit 22 opti­ male Verzögerungszeitinformation und optimale Trei­ berimpulsfrequenzinformation zum Sendeverzögerungs­ regler 14. Letzterem wird insbesondere eine Laufzeit- oder Verzögerungsinformation zum Emittieren eines Ultraschallstrahls unter einem Winkel R, z.B. eine Treiberimpulsfrequenzinformation mit einer Mitten­ frequenz von 3,7 MHz eingespeist.

Der Sendeverzögerungsregler 14 setzt im Sendeverzöge­ rungskreis 15 die Lauf- oder Verzögerungszeit zur Er­ möglichung einer Emission des Ultraschallstrahls unter einem Winkel R vom Ultraschallwandler 11. Außerdem liefert der Verzögerungsregler 14 ein Signal mit einer Mittenfrequenz von 3,7 MHz zum Verzögerungskreis 15.

Wenn das Ausgangssignal vom Verzögerungskreis 15 dem Impulsgeber 16 eingespeist wird, liefert dieser über den Umschaltkreis 12 einen Treiberimpuls einer Mitten­ frequenz von 3,7 MHz zum Wandler 11. Die Ultraschall­ wandlerelemente (a) des Ultraschallwandlers 11 werden nach Maßgabe dieser Treiberimpulse angesteuert. Dabei dient die akustische Anpassungsschicht 4 als Doppler- Ultraschallsonde zum Emittieren eines Dopplermessung- Ultraschallstrahls DB. Eine Echowelle als Antwortsignal auf den Ultraschallstrahl DB wird vom Ultraschallwand­ ler 11 empfangen.

Die von den Ultraschallwandlerelementen (a) des Ultra­ schallwandlers 11 ausgegebenen Echosignale werden über den Umschaltkreis 12 dem Vorverstärker 18 eingegeben und durch diesen verstärkt. Die verstärkten Echosignale vom Vorverstärker 18 werden durch den Empfangsverzöge­ rungskreis 20 mit einer Verzögerungszeit entsprechend der Sendeverzögerungszeit verzögert. Die verzögerten Signale werden der Addierstufe 21 eingegeben. Ein Ausgangssignal von der Addierstufe 21 wird an das Bandpaßfiler 24 angelegt. Da letzteres in diesem Fall die Filtercharakteristik F 1 aufweist, wird das Ausgangs­ signal von der Addierstufe 21 als Dopplersignal der Dopplersignal-Verarbeitungsschaltung 25 eingespeist.

Die Verarbeitungsschaltung 25 mißt eine Dopplerfrequenz des Dopplersignals und gibt Blutströmungsgeschwindig­ keitsdaten aus. Die Messung einer Blutströmungsgeschwin­ digkeit anhand eines Dopplersignals ist an sich bekannt. Beispielsweise ist eine Dopplerfrequenzberechnung in der USA-Patentanmeldung 8 88 510 offenbart.

Das Blutströmungsgeschwindigkeitssignal von der Doppler­ signal-Verarbeitungsschaltung 25 wird dem Digitalabtast­ wandler 27 eingespeist und (durch diesen) in ein Fernseh­ signal umgesetzt. Das Doppler-Fernsehsignal vom Wandler 27 wird über die Addierstufe 28 der Anzeigeeinheit 30 eingegeben. Gemäß Fig. 6 wird (sodann) ein Blutströmungs­ geschwindigkeitsbild 44 zusamnen mit dem B-Modusbild wiedergegeben. Die Linie 42 auf dem B-Modusbildschirm 41 zeigt die Richtung und den Blutmeßpunkt des Dopplerstrahls DB an.

B-Modus- und Doppler-Bilder 41 bzw. 44, die auf der An­ zeigeeinheit 30 wiedergegeben werden, können visuell beobachtet bzw. betrachtet werden, um unmittelbar die Position oder Lage des Untersuchungsobjekts und seinen Blutströmungszustand zu bestimmen. Die Doppler-Meß­ richtung und der -meßpunkt können durch Aktualisierung der Eingabeinformation an der Bedientafel 23 geändert werden.

Da bei der beschriebenen Ausführungsform der Zweikanal- Ultraschallwandler vorgesehen ist, kann der Ultraschall- Sende/Empfangsvorgang bei optimalen Frequenzen für die Erzeugung der B-Modus- und Doppler-Modusbilder durchge­ führt werden. Die Hochfrequenzkomponenten der Echosignale vom Ultraschallwandler entsprechen dem B-Modus-Bildsignal, während die Niederfrequenzkomponenten dem Doppler-Modus­ bild entsprechen; diese Komponenten werden durch das (Bandpaß-)Filter mit entsprechenden Filtercharakteristika selektiv gefiltert. Im Doppler-Modus kann ein Signal eines großen Rauschabstands (Signal/Rauschenverhältnis) erzielt werden, während im B-Modus ein Bildsignal einer hohen Auflösung erzielt werden kann. Durch Verwendung des Zweikanal-Wandlers können die Anordnung bzw. der Aufbau des Ultraschallwandlers vereinfacht, seine Zu­ verlässigkeit verbessert und auch die Wartung verein­ facht werden; außerdem läßt sich der Ultraschallwandler aufgrund seines kompakten Aufbaus einfach handhaben.

Der Ultraschallwandler ist nicht auf einen solchen des Zweikanaltyps beschränkt, vielmehr kann er auch drei oder mehr Kanäle aufweisen, die selektiv umgeschaltet werden. Der Filterkreis zum Filtern der M- bzw. B- und Doppler-Modusbildsignale kann Hoch- und Tiefpaß­ filter umfassen.

Das Abtastsystem zur Erzeugung des B-Modusbildsignals ist nicht auf das Linearabtastsystem beschränkt, son­ dern kann auch durch ein Sektor(abtast)system ersetzt werden. Das Linearabtastsystem eignet sich für die Ab­ bildung eines Bereichs (z.B. Karotisbeobachtung), der eine selektive Beobachtung oder Betrachtung erfordert. Das Sektorabtastsystem eignet sich dagegen für die Be­ obachtung und Abbildung eines vorbestimmten Bereichs, z.B. des Herzens.

Im Betrieb des beschriebenen Ultraschallabbildungs­ geräts können der B-Modus und der Doppler-Modus ab­ wechselnd ausgeführt werden. Dabei können bei der B- Modus-Linear- oder -Sektorabtastung der Dopplerstrahl DB für jede Zeile emittiert und die B-Modus- und Doppler-Modusbildsignale abwechselnd erzeugt werden. Die Umschaltzeitpunkte dieser Signale können im Pro­ gramm in der Zentraleinheit 22 festgelegt sein.

Zur Vergrößerung der Zahl der abgetasteten oder abge­ griffenen (sampled) Signale der Doppler-Information können Einzelbild-B-Modusbilddaten in einem Einzel­ bildspeicher "eingefroren" bzw. festgehalten (frozen) werden, und das Abgreifen der Doppler-Information kann im B-Modus-Stillstandzustand durchgeführt werden, wo­ durch beliebige Abtast- oder Abgreifdaten gewonnen werden können und die Genauigkeit der Blutströmungs­ geschwindigkeitsmessung verbessert wird.

Im Doppler-Modus wird der Doppler-Ultraschallstrahl durch Änderung des Abstrahlwinkels R auf einen gewünschten Meß­ punkt gerichtet. Der Wandler kann hierdurch auch ange­ steuert werden, um die anzusteuernden Ultraschallwand­ lerelemente in deren Anordnungsrichtung zu ändern bzw. zu wechseln, so daß sich der Doppler-Ultraschallstrahl in Anordnungsrichtung dieser Elemente bewegt und den ge­ wünschten Meßpunkt durchläuft.

Fig. 8 veranschaulicht ein Gerät unter Verwendung eines Konvextyp-Ultraschallwandlers 40, der einen erweiterten Gesichtsfeldwinkel aufweist, so daß tiefe und flache Bereiche in weitem Umfang beobachtet werden können.

Claims (9)

1. Ultraschallabbildungsgerät, gekennzeichnet durch
eine Ultraschallwandlereinheit (11) zum Senden und Empfan­ gen einer Hochfrequenz-Ultraschallwelle für die Gewin­ nung eines B-Modus-Bilds und einer Niederfrequenz- Ultraschallwelle für die Gewinnung eines Doppler- Modus-Bilds,
eine Sendeeinheit (13) zum Ansteuern der Ultra­ schwallwandlereinheit für das Ausstrahlen (to output) einer Ultraschallwelle in einem B-Modus und einem Doppler-Modus,
eine Empfangseinheit (17) zum Verarbeiten eines Hochfrequenz-Echosignals entsprechend dem B-Modus und eines Niederfrequenz-Echosignals entsprechend dem Doppler-Modus, wobei die Hoch- und Niederfre­ quenz-Echosignale bei Ansteuerung der Ultraschall­ wandlereinheit gewonnen werden, und zum Ausgeben des Hochfrequenzsignals entsprechend dem B-Modus und des Niederfrequenzsignals entsprechend dem Doppler-Modus sowie
eine Anzeigeeinrichtung (31) zum Wiedergeben der Hoch- und Niederfrequenzsignale von der Empfangs­ einheit als B-Modus- bzw. Doppler-Modus-Bilder.

2. Gerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Ultraschallwandlereinheit einen Ultraschallwandler, in welchem ein erster Wandlerteil (1, 2) zum Ausge­ ben der Hochfrequenz-Ultraschallwelle und ein zwei­ ter Wandlerteil (4) zum Ausgeben der Niederfrequenz- Ultraschallwelle integriert sind, und eine Umschalt­ einheit (12) zum selektiven Umschalten der Ultra­ schallwandlerelemente im Ultraschallwandler auf­ weist.

3. Gerät nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Ultraschallwandler ein piezoelektrisches Kera­ mikelement (1) mit einer Dickenresonanzfrequenz 2f 0 sowie einer Vorder- und einer Rückseite, eine auf der Rückseite des piezoelektrischen Keramikelements (1) ausgebildete Unterlegschicht (2) einer Dicke ent­ sprechend 1/2 einer Wellenlänge bei der Dickenreso­ nanzfrequenz 2f 0, ein an einer Rückseite der Unter­ legschicht ausgebildetes Schallabsorptionselement (3) und eine an der Vorderseite des piezoelektrischen Keramikelements ausgebildete (vorgesehene) akustische Anpassungsschicht (4) mit einer Dicke entsprechend 1/4 einer Wellenlänge bei der Frequenz 2f 0 umfaßt.

4. Gerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Sendeeinheit eine Ansteuer- oder Treiberimpuls- Ausgabeeinheit (16) zum Liefern eines um eine für Linearabtastung erforderliche Lauf- oder Verzöge­ rungszeit verzögerten Ansteuer- oder Treiberimpulses und eines um eine für das Ausstrahlen eines Doppler- Strahls erforderliche Verzögerungszeit verzögerten Ansteuer- oder Treiberimpulses aufweist.

5. Gerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Sendeeinheit eine Ansteuer- oder Treiberimpuls- Ausgabeeinheit (16) zum Liefern eines um eine für eine Sektorabtastung erforderliche Lauf- oder Ver­ zögerungszeit verzögerten Ansteuer- oder Treiber­ impulses und eines um eine für das Ausstrahlen ei­ nes Doppler-Strahls erforderliche Verzögerungszeit verzögerten Ansteuer- oder Treiberimpulses aufweist.

6. Gerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Empfangseinheit eine Signalverarbeitungsschal­ tung (20) zum Verzögern der Hoch- und Niederfrequenz- Echosignale von der Ultraschallwandlereinheit (11) und zum Ausgeben des dem B-Modus entsprechenden Hoch­ frequenzsignals sowie des dem Doppler-Modus entspre­ chenden Niederfrequenzsignals, eine Filtereinheit (24) zum Filtern der Hoch- und Niederfrequenzsignale sowie eine Einheit (25) zum Berechnen einer Strömungs­ mittel-Strömungsgeschwindigkeit anhand des durch die Filtereinheit gefilterten Niederfrequenzsignals und zum Ausgeben von Strömungsmittel-Strömungsgeschwin­ digkeitsdaten aufweist.

7. Gerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Sendeeinheit eine Einheit (12) zum abwechseln­ den Ansteuern der Ultraschallwandlereinheit für zu­ mindest jede Abtastzeile im B-Modus und Doppler- Modus aufweist.

8. Gerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Empfangseinheit eine Einheit (26) zum "Einfrie­ ren" oder Festhalten (freezing) eines Einzelbild- Hochfrequenzsignals und eine Einheit zum Abgreifen oder Abtasten (sampling) des Niederfrequenzsignals in einer "Einfrier-" oder Festhalteperiode aufweist.

9. Gerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Ultraschallwandlereinheit einen Konvextyp-Ultra­ schwallwandler (40) aufweist.