DE3722943A1

DE3722943A1 - Vorsatzstueck fuer ultraschallsonde

Info

Publication number: DE3722943A1
Application number: DE19873722943
Authority: DE
Inventors: Kaoru Machida; Akifumi Suzuki; Masayuki Takano; Yushichi Kikuchi
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 1986-07-29
Filing date: 1987-07-10
Publication date: 1988-02-04
Also published as: US4867169A; DE3722943C2

Description

Die Erfindung betrifft ein an einer Ultraschallsonde für klinische Anwendung angebrachtes Vorsatzstück.

Ultraschallsonde umfaßt ein Wandlerfeld oder -array mit einer Vielzahl von in einer einzigen Richtung ausge richteten Wandlerelementen, durch die Ultraschallstrahlen in Richtung auf einen menschlichen Körper ausgestrahlt und in diesem zu seiner Abtastung in einer vorbestimmten Richtung abgelenkt werden. Gemäß einer Sektorabtastmethode werden die Ultraschallstrahlen beispielsweise fächerförmig abgelenkt, während gemäß einer Linearabtastmethode die Ultraschallstrahlen in Richtungen parallel zueinander ab gelenkt werden. Vom Innenbereich des menschlichen Körpers reflektierte Ultraschall-Strahlen werden von den Wandlerelementen empfangen und in elektrische Signale umgewandelt. In Über einstimmung mit den elektrischen Signalen wird dann ein tomographisches Bild oder Tomogramm auf einer Kathoden strahlröhre wiedergegeben. Für die sequentielle Auswertung von Tomogrammen des menschlichen Körpers führt eine Be dienungsperson die Ultraschallsonde in einer Richtung senk recht zur Ablenkrichtung der Ultraschallstrahlen.

Wenn ein nahe der Oberfläche der Haut des Patienten gelegenes Organ untersucht werden soll, wird häufig ein ein akustisches Medium enthaltendes Vorsatzstück (attachment) an der Ultra schallsonde angebracht. Die Fig. 1 bis 3 veranschaulichen ein solches Vorsatzstück 2 mit einem ein akustisches Me dium aufnehmenden Kunstharz-Gehäuse 3 und einem Anschluß teil 4 für die Anbringung des Gehäuses 3 an einer Sonde 1. Am distalen Endabschnitt des Gehäuses 3 ist eine Kontakt membran 5 aus Silikongummi oder -kautschuk vorgesehen.

Gemäß den Fig. 1 und 2 weist das Gehäuse 3 normalerweise eine kubische Form auf. Insbesondere besitzt eine parallel zur Ablenkrichtung der Ultraschallstrahlen gelegene Fläche 6 gemäß Fig. 1 eine rechteckige Form. Ebenso besitzt auch eine senkrecht zur Ablenkrichtung der Ultraschallstrahlen gelegene Fläche 7 eine rechteckige Form. Aus diesem Grund weist die Kontaktmembran 5 eine vergleichsweise große Breite W auf. Wenn die Bedienungsperson die Ultraschall sonde bewegt oder führt, ist daher der Reibungswiderstand zwischen der Hautoberfläche und der Kontaktmembran des Vor satzstücks ziemlich groß. Das Vorsatzstück ist daher bei der Führung der Sonde über die Hautoberfläche ungünstig zu bedienen. Wenn das Vorsatzstück, während es mit der Hautoberfläche in Berührung steht, gedreht wird, kann es keine zufriedenstellende Berührung mit dem menschlichen Körper aufrechterhalten, wodurch der Kontakt zwischen der Kontaktmembran des Vorsatzstücks und der Hautoberfläche beeinträchtigt wird.

Gemäß den Fig. 1 bis 3 weist das Vorsatzstück eine flache Kontaktmembran auf. Aus diesem Grund werden die Ultra schallstrahlen, wie durch die Pfeile in Fig. 3 angedeutet, an der Innenfläche der Kontaktmembran 5 reflektiert, an der Innenfläche des Gehäuses 3 mehrfach reflektiert und dann von den Wandlerelementen empfangen. Hierbei wird ein Mehrfachreflexionsbild auf der Kathodenstrahlröhre wieder gegeben, wodurch eine genaue Diagnose (Ablesung oder Aus wertung) verhindert wird. Wenn mit einer flachen Kontakt membran z.B. der Halsbereich untersucht werden soll, kann kein einwandfreier Kontakt zwischen der Membran und der Hautoberfläche hergestellt werden.

Das Vorsatzstück kann einen flexiblen Wasserbeutel auf weisen. Wenn dieser dabei mit der Hautoberfläche in Be rührung gebracht wird, wird aufgrund seiner flachen Kontakt membran ein Mehrfachreflexionsbild auf der Kathodenstrahl röhre wiedergegeben, so daß in diesem Fall keine genaue Diagnose (Auswertung) möglich ist.

Aufgabe der Erfindung ist damit die Schaffung eines an einer Ultraschallsonde für klinische Anwendung angebrachten oder anbringbaren Vorsatzstücks, das eine verbesserte Be dienbarkeit und eine verbesserte Berührung mit einer Haut oberfläche zu gewährleisten vermag und mit dem die Wieder gabe eines Mehrfachreflexionsbilds auf einer Kathoden strahlröhre (bzw. einem Bildschirm) verhindert werden kann und demzufolge eine genaue Diagnose oder Auswertung er möglicht wird.

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

Ein erfindungsgemäßes Vorsatzstück für eine Ultraschall sonde weist den im folgenden beschriebenen Aufbau auf. Wenn das Vorsatzstück mit der Hautoberfläche eines Körpers in Berührung gebracht wird, strahlt die Ultraschallsonde Ultraschallstrahlen längs einer ersten Ebene in Richtung auf den Körper aus, der mit den Ultraschallstrahlen abge tastet wird. Die Ultraschallsonde weist eine Konvergenz einheit auf, welche die Ultraschallstrahlen auf einen Punkt in der ersten Ebene konvergiert. Das Vorsatzstück weist einen Aufnahmeteil für die Aufnahme eines akustischen Mediums, einen Anschlußteil für die Anbringung des Auf nahmeteils an der Ultraschallsonde und eine dem Anschluß teil gegenüberliegend angeordnete und mit der Hautober fläche in Berührung bringbare Kontaktmembran auf. Die Ab messung der Kontaktmembran ist kleiner als diejenige des Anschlußteils, wenn der Aufnahmeteil im Schnitt in einer Ebene senkrecht zur ersten Richtung betrachtet wird. Der Aufnahmeteil ist so ausgebildet, daß er die durch die Konvergenzeinheit konvergierten Ultraschallstrahlen nicht abschirmt.

Wie erwähnt, ist (sind) die Abmessung(en) der Kontakt membran kleiner als beim bisherigen Vorsatzstück. Bei der Führung der Ultraschallsonde durch die Bedienungsperson ist daher die (der) Reibungskraft (oder -widerstand) zwi schen der Kontaktmembran und der Hautoberfläche klein. Infolgedessen ist dabei die Bedienbarkeit des Vorsatz stücks verbessert, ohne daß der Aufnahmeteil die konver gierten Ultraschallstrahlen abschirmt. Wenn die Kontakt membran während ihrer Berührung mit der Hautoberfläche geschwenkt wird (Schwenkabtastung), kann sich das Vorsatz stück ohne weiteres dem menschlichen Körper anpassen. Aus diesem Grund kann die Berührung zwischen Kontaktmembran und Hautoberfläche besser sein, ohne daß dabei der Auf nahmeteil die konvergierten Ultraschallstrahlen abschirmt.

Erfindungsgemäß ragt die Kontaktmembran im Schnitt durch das Vorsatzstück in der ersten Ebene (gewölbt) nach außen, wobei sie einen vorbestimmten Krümmungsradius aufweist. Aus diesem Grund wird der Übertragungs- oder Durchlaßgrad (transmittance) der durch die Kontaktmembran hindurch aus gesandten Ultraschallstrahlen verbessert, während eine Mehrfachreflexion der Ultraschallstrahlen von der Kontakt membran zu erster und zweiter Fläche vermieden werden kann. Eine unerwünschte Reflexion der Ultraschallstrahlen vom Inneren des Aufnahmeteils kann dabei verhindert wer den. Infolgedessen erscheint auf der Kathodenstrahlröhre kein Mehrfachreflexionsbild, so daß eine genaue Diagnose oder Auswertung ermöglicht wird.

Im folgenden ist eine bevorzugte Ausführungsform der Er findung im Vergleich zum Stand der Technik anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 eine Darstellung eines bisherigen Vorsatzstücks für eine Ultraschallsonde für klinische Anwendung, aus einer y-Richtung gesehen,

Fig. 2 eine Ansicht des Vorsatzstücks nach Fig. 1, aus einer x-Richtung gesehen,

Fig. 3 eine teilweise im Schnitt gehaltene Ansicht des Vorsatzstücks nach Fig. 1, aus einer y-Richtung gesehen,

Fig. 4 eine perspektivische Darstellung eines erfindungs gemäßen Vorsatzstücks für eine Ultraschallsonde für klinische Anwendung,

Fig. 5 eine Ansicht des Vorsatzstücks nach Fig. 4, aus der y-Richtung gesehen,

Fig. 6 eine Ansicht des Vorsatzstücks nach Fig. 4, aus der x-Richtung gesehen,

Fig. 7 eine in vergrößertem Maßstab gehaltene Ansicht des Vorsatzstücks nach Fig. 4 im Schnitt längs der x-Richtung,

Fig. 8 eine in vergrößertem Maßstab gehaltene Ansicht des Vorsatzstücks nach Fig. 4 im Schnitt längs der y-Richtung,

Fig. 9 und 10 Darstellungen zur Verdeutlichung der Wir kungsweise des Vorsatzstücks gemäß der Erfindung, wobei Fig. 9 die Wirkungsweise bei der sequen tiellen Aufnahme von Tomogrammen eines menschlichen Körpers und Fig. 10 die Wirkungsweise bei der Schwenkabtastung veranschaulichen,

Fig. 11 eine Darstellung eines Kathodenstrahlröhren-Bild schirms, auf dem das Tomogramm wiedergegeben wird, und

Fig. 12 eine graphische Darstellung einer STC-Kurve.

Die Fig. 1 bis 3 sind eingangs bereits erläutert worden.

Fig. 4 veranschaulicht ein an einer Ultraschallsonde für klinische Anwendung anbringbares Vorsatzstück (als Koppler). Aus Vereinfachungsgründen sind die x-, y- und z-Richtungen auf die in Fig. 4 gezeigte Weise definiert. Außerdem sind die +z-Richtung als Aufwärtsrichtung und die -z-Richtung als Abwärtsrichtung definiert.

Im folgenden ist eine Ultraschallsonde für klinische An wendung kurz beschrieben. Gemäß Fig. 7 weist die Ultra schallsonde 10 mehrere Wandlerelemente 11 auf, die in den ±x-Richtungen ausgerichtet sind. Die Wandlerelemente 11 strahlen Ultraschallstrahlen in +z-Richtung zu einem mensch lichen Körper aus, der mit den in ±x-Richtungen abgelenkten Ultraschallstrahlen abgetastet wird. Bei der in Fig. 7 ge zeigten Sektorabtastmethode werden insbesondere die Ultra schallstrahlen in einer scheinbaren Fächerform erzeugt und abgelenkt. Die von den Innenbereichen des menschlichen Körpers reflektierten Ultraschallstrahlen werden von den Wandlerelementen 11 empfangen. Der Körper wird dabei mit den Ultraschallstrahlen längs einer die x- und z-Achsen einschließenden Ebene abgetastet. Die empfangenen Ultra schallstrahlen werden in elektrische Signale umgewandelt, wobei gemäß Fig. 11 ein den elektrischen Signalen entspre chendes tomographisches Bild bzw. Tomogramm auf einem Kathodenstrahlröhren-Bildschirm 54 wiedergegeben wird. Für die sequentielle Auswertung der Tomogramme des mensch lichen Körpers bewegt oder führt die Bedienungsperson die Ultraschallsonde 10 in den ±y-Richtungen.

Gemäß Fig. 4 umfaßt das Vorsatzstück 20 einen Aufnahme teil 30 für die Aufnahme und Speicherung eines akustischen Mediums und einen Anschlußteil 40 für die Anbringung des Aufnahmeteils 30 an der Ultraschallsonde 10. Der Aufnahme teil 30 weist eine erste und eine zweite Fläche 31 bzw. 32 auf, die senkrecht zur x-Richtung verlaufen und die, aus der x-Richtung gesehen, eine trapezartige Form be sitzen. Der Aufnahmeteil 30 weist eine dritte und eine vierte Fläche 33 bzw. 34 (in Fig. 4 nicht sichtbar) zur Verbindung der ersten und zweiten Flächen 31 bzw. 32 auf. Dritte und vierte Fläche 33 bzw. 34 sind zur +z-Richtung geneigt oder schräggestellt. Infolgedessen ist der Ab stand zwischen den Unterkanten von dritter und vierter Fläche 33 bzw. 34 in der y-Richtung kleiner als ein Ab stand zwischen den Oberkanten dieser Flächen in y-Richtung. Gemäß Fig. 7 legen die vier Flächen 31-34 ein erstes zy lindrisches Element 35 fest. Die Unterkanten der vier Flächen 31-34 bilden eine sich in +z-Richtung öffnende erste Öffnung 26. Die Oberkanten der vier Flächen 31-34 bilden eine sich in -z-Richtung öffnende zweite Öffnung 27.

Gemäß Fig. 7 ist eine aus flexiblem Silikongummi oder -kautschuk geformte Kontaktmembran 36 am unteren Ende des ersten zylindrischen Elements 35 angebracht. Dabei sind insbesondere an den unteren Enden des ersten zylindrischen Elements 35 Flansche 37 und 38 (vgl. Fig. 8) angeformt. Die Endabschnitte der Kontaktmembran 36 sind über die Außenflächen der Flansche 37 und 38 gezogen und an ihnen angeklebt. Ein Ringelement 39 ist auf die Außenfläche der Endabschnitte der Kontaktmembran 36 aufgezogen und mit ihnen verklebt. Dabei besitzen die unteren Enden von dritter und vierter Fläche 33 bzw. 34 gemäß Fig. 5 eine nach unten gekrümmte oder gewölbte Form. Gemäß Fig. 7 ragt die Kontaktmembran 36 entsprechend der gekrümmten Form des Flansches 38 (mit einer entsprechenden Wölbung) nach unten. Der Grund für die Abwärtswölbung der Kontakt membran 36 wird später noch näher erläutert werden.

Gemäß den Fig. 7 und 8 weist der Anschlußteil 40 eine fünfte und eine sechste Fläche 42 bzw. 43 auf, die senk recht zu den ±x-Richtungen liegende Ebenen 61 und 62 sowie schräge Ebenen 63 und 64 aufweisen, und er ist mit siebten und achten Flächen 44 bzw. 45 versehen, die senkrecht zu den ±y-Richtungen liegen. An den Innenseiten von fünfter und sechster Fläche 42 bzw. 43 sind Flansche 65 angeformt. Die fünften bis achten Flächen 42-45 legen ein zweites zylindrisches Element 41 fest, dessen oberer Endabschnitt eine Öffnung 46 bildet. Durch die Öffnung 46 hindurch wird die Ultraschallsonde 10 in das zylindrische Element 41 eingesetzt. An siebter und achter Fläche 44 bzw. 45 sind in -z-Richtung abstehende Klemmstücke 47 angeformt, die bei der Anbringung der Sonde 10 am Anschlußteil 40 Stufenabschnitte 12 der Ultraschallsonde 10 hintergreifen. Auf diese Weise ist das Vorsatzstück 20 an der Ultraschall sonde 10 gehaltert. Der Anschlußteil 40 ist außerdem mit einer Einspritzöffnung 48 für das Einspritzen eines akustischen (Kopplungs-) Mediums versehen.

Zwischen dem Aufnahmeteil 30 und dem Anschlußteil 40 ist eine aus Silikongummi oder -kautschuk geformte Membran 50 angeordnet. Gemäß den Fig. 7 und 8 ist der End- bzw. Rand abschnitt der Membran 50 an den Flanschen 65 sowie am Innenumfang von siebter und achter Fläche 44 bzw. 45 ange klebt. Der Randabschnitt der Membran 50 wird dabei durch ein Ringelement 51 an die genannten Flächen angedrückt. Der mittlere Abschnitt der Membran 50 bildet eine noch näher zu beschreibende akustische Linse 52.

Der Aufnahmeteil 30 und der Anschlußteil 40 sind auf die in Fig. 4 gezeigte Weise zusammengesetzt. Im Anschluß teil 30 ist das akustische Medium in einem Raum s enthal ten, der durch das zylindrische Element 35, die Kontakt membran 36 und die Membran 50 festgelegt ist. Das akustische Medium besteht aus Wasser oder einem kolloidalen Material.

Wie erwähnt, ist der Abstand zwischen den Unterkanten von dritter und vierter Fläche 33 bzw. 34 in y-Richtung kleiner als der entsprechende Abstand zwischen ihren Oberkanten in y-Richtung. Aus diesem Grund ist der Abstand entspre chend einer Länge der Kontaktmembran 36 in den ±y-Richtungen kleiner als beim herkömmlichen Vorsatzstück. Wenn die Be dienungsperson die Sonde 10 gemäß Fig. 9 in y-Richtung führt, ist daher die Reibung zwischen Kontaktmembran 36 und Hautoberfläche im Vergleich zum bisherigen Vorsatz stück wesentlich verringert. Hierdurch wird die Bedienbar keit oder Führbarkeit des Vorsatzstücks verbessert. Wenn die Kontaktmembran 36, während sie mit der Hautoberfläche in Berührung steht, gemäß Fig. 10 geschwenkt oder gekippt wird (Schwenkabtastung), kann das Vorsatzstück 20 eine zu friedenstellende Berührung mit dem menschlichen Körper aufrechterhalten. Infolgedessen kann die Berührung oder der Kontakt zwischen Kontaktmembran 36 und Hautoberfläche verbessert sein. In Fig. 9 ist bei 55 ein befallener oder zu untersuchender Körperteil angedeutet.

Gemäß Fig. 8 werden die von den Wandlerelementen 11 ausge strahlten Ultraschallstrahlen konvergiert bzw. fokussiert. Dabei liegen dritte und vierte Fläche 33 bzw. 34 außerhalb des Konvergenzbereichs der Ultraschallstrahlen, so daß letztere durch diese Flächen 33 und 34 nicht abgeschirmt werden. Wenn insbesondere dritte und vierte Fläche 33 bzw. 34 parallel zu einer gedachten Ebene, auf welcher die Ultraschallstrahlen konvergiert werden, ausgebildet sind, kann die Länge der Kontaktmembran 36 in y-Richtung weit gehend verkleinert sein.

Im folgenden ist ein Vorteil erläutert, der sich daraus ergibt, daß die Kontaktmembran 36 nach unten ragt bzw. in Abwärtsrichtung gewölbt ist. Die von den Wandlerelementen 11 ausgestrahlten Ultraschallstrahlen werden häufig von der Innenfläche der Kontaktmembran 36 reflektiert. Da beim bisherigen Vorsatzstück gemäß Fig. 3 die Kontaktmembran flach ist, werden die Ultraschallstrahlen von der Innen fläche des Seitenteils des Vorsatzstücks mehrfach reflek tiert und dann von den Wandlerelementen empfangen oder abgenommen. In diesem Fall wird gemäß Fig. 11 ein Mehr fachreflexionsbild 53 auf einem Bildschirm wiedergegeben, wodurch eine genaue Diagnose oder Auswertung verhindert wird. Bei der Erfindung ist dagegen gemäß Fig. 7 die Kon taktmembran 36 nach unten gewölbt. Wie durch die doppelt strichpunktierte Linie in Fig. 7 angedeutet, weist die Kontaktmembran 36 vorzugsweise einen Krümmungsradius senk recht zu den ausgestrahlten Ultraschallstrahlen auf. Dabei werden die Ultraschallstrahlen nach der Snell′schen Regel in der Richtung entgegengesetzt zur Ausstrahlungsrichtung reflektiert. Hierdurch wird der Durchlaß- oder Übertra gungsgrad (transmittance) der Ultraschallstrahlen ver bessert, während seitwärts reflektierte Ultraschallstrahlen vermieden werden können. Infolgedessen werden die Ultra schallstrahlen im Inneren des Vorsatzstücks nicht mehrfach reflektiert. Im Gegensatz zum bisherigen Vorsatzstück wird daher auf dem Bildschirm kein Mehrfachreflexionsbild wiedergegeben, so daß damit eine genaue Diagnose oder Aus wertung ermöglicht wird. Wenn hierbei, wie durch die aus gezogene Linie in Fig. 7 angedeutet, die Kontaktmembran 36 mit einem vorbestimmten Krümmungsradius nach unten ge wölbt ist, erscheint auf dem Kathodenstrahlröhren-Bild schirm kein Mehrfachreflexionsbild, so daß eine genaue Diagnose oder Auswertung nicht behindert wird. Da die Kon taktmembran 36 nach unten gewölbt ist, kann sie in enge Berührung mit einer Vertiefung (z.B. einer Halsgrube) in der Körperoberfläche gebracht werden. Infolgedessen läßt sich ein besserer Kontakt zwischen Kontaktmembran 36 und Hautoberfläche erzielen.

Bevorzugt liegen erste und zweite Fläche 31 bzw. 32 gemäß Fig. 7 senkrecht zur x-Richtung. Wenn erste und zweite Fläche, wie durch die doppelt strichpunktierte Linie in Fig. 7 angedeutet, nach außen geneigt sind, wird eine Mehr fachreflexion der Ultraschallstrahlen verhindert. Hier durch wird jedoch die Bedienbarkeit oder Führbarkeit des Vorsatzstücks verschlechtert. Wenn erste und zweite Fläche 31 bzw. 32 nach innen geneigt sind, können Artefakte in einem bzw. von einem interessierenden Bereich bzw. Unter suchungsbereich ausgeschaltet werden. In diesem Fall können jedoch die Ultraschallstrahlen mehrfach reflektiert wer den. Aus den angegebenen Gründen sind erste und zweite Fläche 31 bzw. 32 bevorzugt senkrecht zur x-Richtung ange ordnet.

Die an der Membran 50 oder durch diese geformte akustische Linse 52 ist nachstehend beschrieben. Für die Beobachtung eines nahe der Hautoberfläche des Patienten liegenden Organs (z.B. Schilddrüse oder (große) Halsschlagader) mit hoher Bildgüte und in einem weiten Sehfeld liegt der Brenn punkt P ₁ der akustischen Linse der Sonde vorzugsweise nahe der Hautoberfläche; bevorzugt koinzidiert er mit dem Un tersuchungsbereich.

Genauer gesagt: wenn das Vorsatzstück ohne akustische Linse an der Ultraschallsonde 10 angebracht ist, liegt der Brenn punkt P ₁ der akustischen Linse 13 der Sonde 10 um die Tiefe der Wassermenge im Vorsatzstück näher an der Haut oberfläche als dann, wenn kein Vorsatzstück an der Ultra schallsonde angebracht ist. Falls jedoch die Tiefe der Wassermenge im Vorsatzstück außerhalb der vorbestimmten Größe liegt, stimmt häufig der Brennpunkt P ₁ nicht mit dem Untersuchungsbereich überein. Wenn beispielsweise die Strecke zwischen der akustischen Linse 13 der Sonde 10 und dem Brennpunkt P ₁ der Linse 6 cm beträgt, beträgt die Tiefe des Untersuchungsbereichs 2 cm. Wenn die Wasser tiefe im Vorsatzstück 2 cm beträgt, liegt der Brennpunkt P ₁ an einer um 4 cm von der Hautoberfläche entfernten Stelle. Infolgedessen weicht der Brennpunkt um 2 cm vom Untersuchungsbereich ab. In diesem Fall kann das Bild des Untersuchungsbereichs nicht klar bzw. scharf wiederge geben werden.

Wenn hierbei die Wassertiefe im Vorsatzstück vergrößert wird, kann der Brennpunkt in Übereinstimmung mit dem Un tersuchungsbereich gebracht werden. Andererseits wird da bei die Bedienbarkeit oder Führbarkeit des Vorsatzstücks beeinträchtigt.

Je tiefer außerdem der Beobachtungsbereich ist, um so schwächer sind die von diesem Bereich reflektierten Ultra schallsignale in einem Ultraschall-Diagnosegerät. Aus diesem Grund wird der Gewinn oder die Verstärkung in Über einstimmung mit einer in Fig. 12 gezeigten Verstärkungs kompensationskurve (STC-Kurve) kompensiert. Wenn jedoch das Vorsatzstück zur Vergrößerung der Tiefe des in ihm enthaltenen Wasservolumens vergrößert wird, wird durch die Kompensationsoperation die Verstärkung (gain) mehr als erforderlich vergrößert, weil nämlich die Intensität der das Wasser im Vorsatzstück durchlaufenden Ultraschall signale kaum verringert wird. Infolgedessen tritt an der Membran 36 Mehrfachreflexion auf, wodurch auf dem Bild schirm Artefakte erscheinen, wie sie in Fig. 11 bei 53 an gedeutet sind.

Wenn an der Ultraschallsonde nur die akustische Linse, nicht aber das Vorsatzstück angebracht ist, gelangt die Ultraschallsonde in zu große Nähe zum Untersuchungsbe reich. Da in diesem Fall gemäß Fig. 11 die Abbildung des Untersuchungsbereichs in einer oberen Position U des Sek tors wiedergegeben wird, wird das Sehfeld der Bildabtastung eingeengt.

Beim erfindungsgemäßen Vorsatzstück gemäß Fig. 8 ist die akustische Linse 52 an der Membran 50 bzw. durch diese geformt. Die akustische Linse 52 weist, aus der x-Richtung gesehen, eine vorspringende oder nach unten gewölbte Form auf. Der Krümmungsradius der Oberseite der akustischen Linse 52 entspricht dem der akustischen Linse 13 der Ultra schallsonde 10. Der Krümmungsradius der Unterseite der akustischen Linse 52 ist kleiner als derjenige ihrer Ober seite. Bei gemeinsamer Verwendung der akustischen Linsen 13 und 52 entspricht dabei ein Brennpunkt dem Punkt P ₂. Der Brennpunkt P ₂ liegt dabei näher an der Hautoberfläche als der Brennpunkt P _1. Infolgedessen können der Brennpunkt und der Untersuchungsbereich in Koinzidenz bzw. Überein stimmung miteinander gebracht werden, ohne die Wassertiefe im Vorsatzstück zu vergrößern und ohne Sonde und Unter suchungsbereich einander zu stark anzunähern. Infolge dessen ist es nicht nötig, das Vorsatzstück zur Vergröße rung der Wassertiefe zu vergrößern, so daß die Verstärkung nicht mehr als nötig angehoben zu werden braucht. Auf diese Weise werden Artefakte auf dem Bildschirm vermieden.

Bei Verwendung verschiedener Vorsatzstücke mit akustischen Linsen, die jeweils verschiedene Brennweiten aufweisen, können daher verschiedene innere Organe 55 (z.B. Schild drüse und Halsschlagader), die nahe der Hautoberfläche liegen, mit hoher Bildgüte und mit einem weiten Sehfeld beobachtet werden.

Die Erfindung ist auch auf eine Linearabtastsonde anwend bar.

Claims

1. Vorsatzstück (20), das an einer Ultraschallsonde (10) für klinische Anwendung anbringbar und mit einer Haut oberfläche eines organischen Körpers in Berührung bring bar ist, wobei die Ultraschallsonde (10) Ultraschall strahlen zum Körper hin ausstrahlt, um diesen mit den Ultraschallstrahlen längs einer ersten Ebene abzutasten, und eine Konvergenzeinheit (13) aufweist, welche die Ultraschallstrahlen auf einen in der ersten Ebene lie genden Punkt konvergiert oder fokussiert, und wobei das Vorsatzstück (20) einen Aufnahmeteil (30) zum Aufnehmen eines akustischen Mediums, einen an der einen Seite des Aufnahmeteils (30) angeordneten Anschlußteil (40) für die Anbringung des Aufnahmeteils (30) an der Ultra schallsonde (10) und eine an der anderen Seite des Auf nahmeteils (30) angeordnete Kontaktmembran (36), die mit der Hautoberfläche in Berührung bringbar ist, auf weist, dadurch gekennzeichnet, daß die Abmessung der Kontakt membran (36) im Schnitt durch den Vorsatzteil (20) in einer Ebene senkrecht zur ersten Ebene (gesehen) kleiner ist als die Abmessung des Anschlußteils (40) und daß der Aufnahmeteil (30) so geformt ist, daß er die durch die Konvergenzeinheit (13) konvergierten Ultraschall strahlen nicht abschirmt.

2. Vorsatzstück (20) nach Anspruch 1, dadurch gekenn zeichnet, daß die Kontaktmembran (36) aus einem fle xiblen Werkstoff geformt ist.

3. Vorsatzstück (20) nach Anspruch 1, dadurch gekenn zeichnet, daß der Aufnahmeteil (30) ein zylindrisches Element (35) mit einer ersten und einer zweiten Öffnung (26, 27) aufweist, die Kontaktmembran (36) die erste Öffnung (26) verschließend angeordnet ist, der Anschluß teil (40) an der zweiten Öffnung angeordnet ist und die Abmessung der ersten Öffnung (26) im Schnitt durch das zylindrische Element (35) in der Ebene senkrecht zur ersten Ebene (gesehen) kleiner ist als die Abmessung der zweiten Öffnung (27), so daß von der Ultraschall sonde (10) ausgestrahlte Ultraschallstrahlen durch die zweite Öffnung (27), das zylindrische Element (35), die erste Öffnung (26) und die Kontaktmembran (36) zum Körper übertragen und dabei durch die Konvergenzein heit (13) konvergiert werden, ohne daß das zylindrische Element (35) die Ultraschallstrahlen abschirmt.

4. Vorsatzstück (20) nach Anspruch 2, dadurch gekenn zeichnet, daß das zylindrische Element (35) durch eine erste und eine zweite Fläche (31, 32) sowie eine dritte und eine vierte Fläche (33, 34), welche erste und zweite Fläche (31, 32) miteinander verbinden, gebildet ist und dritte und vierte Fläche (33, 34) im Schnitt durch das zylindrische Element (35) in einer Ebene senkrecht zur ersten Ebene (gesehen) jeweils eine geneigte oder schräg gestellte Form aufweisen.

5. Vorsatzstück (20) nach Anspruch 4, dadurch gekenn zeichnet, daß erste und zweite Fläche (31, 32) senk recht zur ersten Ebene angeordnet sind.

6. Vorsatzstück (20) nach Anspruch 4, dadurch gekenn zeichnet, daß erste und zweite Fläche (31, 32) im Schnitt durch das zylindrische Element (35) in einer Ebene senkrecht zur ersten Ebene (gesehen) jeweils trapezförmig ausgebildet sind.

7. Vorsatzstück (20) nach Anspruch 4, dadurch gekenn zeichnet, daß dritte und vierte Fläche (33, 34) parallel zu einer gedachten geneigten (tapered) Ebene, auf wel cher die Ultraschallstrahlen konvergiert werden, aus gebildet sind.

8. Vorsatzstück (20) nach Anspruch 3, dadurch gekenn zeichnet, daß der Aufnahmeteil (30) eine die zweite Öffnung verschließende Hilfsmembran (50) aufweist.

9. Vorsatzstück (20) nach Anspruch 8, dadurch gekennzeich net, daß die Hilfsmembran (50) eine akustische Linse (52) aufweist, die - im Schnitt durch das zylindrische Element (35) in der Ebene senkrecht zur ersten Ebene (gesehen) - nach innen ragt (oder gewölbt ist).

10. Vorsatzstück (20) nach Anspruch 9, dadurch gekennzeich net, daß die Konvergenzeinheit eine akustische Linse (13) aufweist, ein Krümmungsradius einer Außenfläche der akustischen Linse (52) des Vorsatzstücks (20) einem Krümmungsradius einer Außenfläche der akustischen Linse (13) der Ultraschallsonde (10) gleich ist und ein Krümmungsradius einer Innenfläche der akustischen Linse (52) des Vorsatzstücks (20) kleiner ist als der Krüm mungsradius der Außenfläche der akustischen Linse (13) der Ultraschallsonde (10).

11. Vorsatzstück (20) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich net, daß der Anschlußteil (40) eine Öffnung (46), durch welche die Ultraschallsonde (10) einführbar ist, und ein Spannstück (47) zum Festhalten der Ultraschallsonde (10) am Anschlußteil (40) aufweist.

12. Vorsatzstück (20), das an einer Ultraschallsonde (10) für klinische Anwendung anbringbar und mit einer Haut oberfläche eines organischen Körpers in Berührung bring bar ist, wobei die Ultraschallsonde (10) Ultraschall strahlen zum Körper hin ausstrahlt, um diesen mit den Ultraschallstrahlen längs einer ersten Ebene abzutasten, und wobei das Vorsatzstück (20) einen Aufnahmeteil (30) zum Aufnehmen eines akustischen Mediums, einen an der einen Seite des Aufnahmteils (30) angeordneten Anschlußteil (40) für die Anbringung des Aufnahmeteils (30) an der Ultraschallsonde (10) und eine mit der Haut oberfläche in Berührung bringbare Kontaktmembran (36) aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß die Kontaktmembran (36) an der anderen Seite des Aufnahmteils (30) angeordnet ist und die Kontaktmembran (36) - im Schnitt durch das Vor satzstück (20) in der ersten Ebene (gesehen) - nach außen ragt oder vorsteht (bzw. gewölbt ist) und einen vorbestimmten Krümmungsradius aufweist.

13. Vorsatzstück (20) nach Anspruch 12, dadurch gekenn zeichnet, daß die Kontaktmembran (36) aus einem flexiblen Werkstoff geformt ist.

14. Vorsatzstück (20) nach Anspruch 12, dadurch gekenn zeichnet, daß der Aufnahmeteil (30) ein zylindrisches Element (35) mit einer ersten und einer zweiten Öffnung (26, 27) aufweist, das zylindrische Element (35) aus einer ersten und einer zweiten Fläche (31, 32) sowie einer dritten und einer vierten Fläche (33, 34), welche erste und zweite Fläche jeweils verbinden, geformt ist, die Kontaktmembran (36) die erste Öffnung (26) ver schließend angeordnet ist, der Anschlußteil (40) an der zweiten Öffnung (27) angeordnet ist und Ränder von dritter und vierter Fläche (33, 34), welche die erste Öffnung (26) festlegen, im Schnitt durch das zylindrische Element (35) in der ersten Ebene (gesehen) nach außen ragen und einen vorbestimmten Krümmungsradius aufweisen, so daß die Kontaktmembran (36) entsprechend dem Krüm mungsradius dieser Ränder nach außen ragt (oder gewölbt ist).

15. Vorsatzstück (20) nach Anspruch 12, dadurch gekenn zeichnet, daß dann, wenn das Vorsatzstück (20) an der Ultraschallsonde (10) angebracht ist und Ultraschall strahlen ausgestrahlt werden, der Krümmungsradius der Kontaktmembran (36) so festgelegt ist, daß die Kontakt membran (36) (jeweils) senkrecht zu den Ultraschall strahlen liegt.

16. Vorsatzstück (20) nach Anspruch 14, dadurch gekenn zeichnet, daß der Aufnahmeteil (30) eine die zweite Öffnung (27) verschließende Hilfsmembran (50) auf weist.

17. Vorsatzstück (20) nach Anspruch 16, dadurch gekenn zeichnet, daß die Hilfsmembran (50) eine akustische Linse (52) aufweist, die - im Schnitt durch das zy lindrische Element (35) in der Ebene senkrecht zur ersten Ebene (gesehen) - nach innen ragt (oder gewölbt ist).

18. Vorsatzstück (20) nach Anspruch 17, dadurch gekenn zeichnet, daß die Ultraschallsonde (10) eine akustische Linse (13) aufweist, ein Krümmungsradius einer Außen fläche der akustischen Linse (52) des Vorsatzstücks (20) einem Krümmungsradius einer Außenfläche der akustischen Linse (13) der Ultraschallsonde (10) gleich ist und ein Krümmungsradius einer Innenfläche der akustischen Linse (52) des Vorsatzstücks (20) kleiner ist als der Krümmungsradius der Außenfläche der akustischen Linse (13) der Ultraschallsonde (10).

19. Vorsatzstück (20) nach Anspruch 12, dadurch gekenn zeichnet, daß der Anschlußteil (40) eine Öffnung (46), durch welche die Ultraschallsonde (10) einführbar ist, und ein Spannstück (47) zum Festhalten der Ultraschall sonde (10) am Anschlußteil (40) aufweist.