DE3009482C2

DE3009482C2 - Endoskop mit einem Ultraschallwandler

Info

Publication number: DE3009482C2
Application number: DE3009482A
Authority: DE
Inventors: Otaro Hino Tokyo Ando; Toshitaka Hachioji Tokyo Suwaki
Original assignee: Olympus Optical Co Ltd
Current assignee: Olympus Corp
Priority date: 1979-03-12
Filing date: 1980-03-12
Publication date: 1983-04-07
Also published as: US4375818A; DE3009482A1

Description

Die Erfindung betrifft ein Endoskop mit einem in diesem verstellbaren Ultraschall-Sende-Empfangswandler entsprechend dem Oberbegriff des Anspruchs

Bei einem bekannten derartigen endoskopartigen Diagnosegerät (DE-OS 23 05 501) wird in eine Speiseröhre eines Patienten zur Gewinnung von Herzschnitt-

Widern eine Ultraschall-Sonde eingeführt, die ein Sondenrohr aufweist, das ein Ultraschall-Sende-Empfangssystem zur flächenweisen Abtastung körperinterner Organe mittels eines im wesentlichen senkrecht zur Längsachse des Rohres abgestrahlten Uitraschall-Sende-Strahls sowie elektrische Verbindungsleitungen für den Anschluß des Systems an ehie körperexterne Ultraschall-Schnittbild-Anzeigevorrichtung enthält Der Ultraschallwandler des Sende/Empfangssystems ist in Richtung der Längsachse des starr ausgebildeten Sondenrohres verschieblich. Ein solches Gerät versucht im Gegensatz zu bekannten flexiblen Endoskopen für Ultraschall-Beobachtung des Problem der genauen Lokalisierung der Beobachtung dadurch -u lösen, daß der Ultraschall-Wandler mit einem speziellen Längstrieb und Stellungsgeber ausgestattet ist. Dieses Gerät läßt sich jedoch nicht überall hin, insbesondere nicht in den Magen oder Darm einführen. Außerdem ließen sich wegen des unbestimmten Abstandes zwischen dem Ultraschallwandler und der Magen- ode- Darmwand bestimmte Teile nicht oder nur sehr unbestimmt beobachten.

Bei bekannten Ultraschall-Endoskopen ist eine Anordnung bekannt, bei der ein Ultraschall-Wandler in das Rektum eingesetzt und innerhalb eines Wasser enthaltenden Balges zur Prostata-Untersuchung gedreht wird. Es ist auch ein Endoskop bekannt, das im distalen Ende eines Katheters zum Einsatz in die Hauptarterie bzw. das Herz angeordnet ist. Bei einer anderen Anordnung sind mehrere Ultraschall-Wandler in einer Reihe an der Seite eines Sondenrohres in axialer Richtung oder in Umfangsrichtung angeordnet, um den Beobachtungsbereich zu vergrößern. Sie dienen zur linearen Abtastung, wozu sie nacheinander elektrisch angesteuert werden.

Diese Diagnosegeräte oder Endoskope ermöglichen aber keine optische Beobachtung der Bauchhöhle od. dgl, so daß, wenn diese in die Bauhhöhle eingesetzt werden, der Nachteil bestehen bleibt, daß die Stelle, an der sich der Ultraschallwandler in der Bauchhöhle w befindet oder die Richtung, in der er orientiert ist, nicht erkennbar ist Wenn das Gerät in die Bauchhöhle eingesetzt wird, führt die Unmöglichkeit, das Innere der Bauchhöhle beobachten zu können, zu einer Gefährdung des Patienten. Obwohl die Anordnung des Gerätes in einer relativ flachen Körperhöhle einfacher Form, wie dem Rektum oder der Speiseröhre, möglich ist, ist es doch sehr schwer, es in eine Körperhöhle einzubringen, die eine kompliziertere Form und ein beträchtliche Tiefe hat, wie z. B. den Magen, den Zwölffinger- oder den Dünndarm, wofür eine sehr hohe Geschicklichkeit des Arztes erforderlich ist. Diese Probleme lassen sich allein durch die Verwendung eines Endoskops gegenüber anderen Geräten nicht lösen. Ein medizinisches Endoskop, das keine erheblichen Schmerzen und keine Verletzung des Patienten bewirkt, ist in seiner Dicke begrenzt Ein Endoskop, daß durch die Speiseröhre zur Magen- oder Zwölffingerdarm-Beobachtung eingeführt wird, darf keinen größeren Durchmesser als etwa 13 bis 14 mm aufweisen. Dies bedingt, daß ein Ultraschallwandler sehr geringer Größe zu verwenden ist, um in das Endoskop einbaubar zu sein. Ein derzeitig verfügbarer Ultraschallwandler, der zur elektronischen Sektorabtastung Verwendet wird und mehrere Elemente hat, hat Abmessungen von etwa 10x13x16 mm³ und kann daher nicht in ein Endoskop eingebaut werden. Es kann somit nur ein mit einem einzigen Element versehener Ultraschallwandler verwendet werden, der naturgemäß nur einen sehr beschränkten Beobachtungsbereich hat

Der Erfindung liegt demgemäß die Aufgabe zugrunde, die Beobachtungsmöglichkeit des eingangs genannten Endoskops mit Ultraschallabtastung vom Körperinneren aus dahingehend zu verbessern, daß eine leistungsfähigere Beobachtung und eine Erweiterung des Beobachtungsbereiches im Körper erreicht wird.

Ein diese Aufgabe lösendes Endoskop ist im Anspruch 1 und mehrere AusgestaUungen sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet

Dadurch, daß die öffnung der den Ultraschall-Wandler aufnehmenden Kammer mit einer hochelastischen Membran verschlossen ist, die durch in die Kammer eingepumpte Ultraschall-Kopjlungsflüssigkeit nach außen erweiterbar ist, wird eine bessere Auflösung wegen des Wegfalls von Reflexionsflächen zwischen Ultraschallwandler und Körperwand erzielt Außerdem läßt sich der Bereich der Ultraschallbeobachtung mit dem Auge verfolgen, so daß genau jene Stellen beobachtet werden, die für den Arzt von besonderer Bedeutung sind. Es muß nicht indirekt auf den Ort der Beobachtung geschlossen werden. Die erfindungsgemäße Ausbildung ermöglicht eine mechanische B-Sektorabtastung im distalen Ende eines sehr dünnen Endoskops, das sich aufgrund seiner Kleinheit auch an schwer zugänglichen Stellen einsetzen läßt. Die Schwenkbewegung des Ultraschallwandlers kann von außen oder von innen her durch die Verstelleinrichtung erzeugt werden. Durch eine Beobachtung des beleuchteten Bereiches und eine B-Sektorabtastung mit entsprechender Abtastwinkelrückmeldung und die dadurch bedingte Kompaktheit des Abtast- und Beobachtungsteils ist die Erfassung eines innenliegenden Organteils möglich, auf das ein in einer Sonde fest eingebauter, ein ausreichend großes Bildfeld erfassender Wandler in der Regel nicht hätte ausgerichtet werden können. Die Verstelleinrichtung für den Ultraschallwandler kann im am distalen Ende des Schlauches vorgesehenen Gehäuse oder auch an der körperexternen Anzeigevorrichtung vorgesehen sein. Die Verbindung zum Ultraschallwandler erfolgt dann zweckmäßigerweise über ein Seil oder eine flexible Welle. Zusätzlich zum Antriebsmotor kann ein weiterer Detektormotor vorgesehen sein, der von einer gemeinsamen oder gesonderten synchronisierten Energiequelle gespeist wird und aus dessen Winkeldrehung der Abtastwinkel des Ultraschallwandlers abgeleitet wird.

Zusätzlich kann ein Magnetkreis vorgesehen sein, der in einer Trennwand zwischen dem Gehäuse des Ultraschallwandlers und einem Gehäuse für den Antriebsmotor angeordnet und mit einem magnetischen Fluid gefüllt ist, so daß der Motor von der Ultraschall-Kopplungsflüssigkeit (Ultraschall-Überiragungsmedium) im Gehäuse durch das magnetische Fluid abgedichtet ist. Der mit einem magnetischen Fluid gefüllte Magnetkreis in der Trennwand zwischen dein Wandler- und dem Antriebsmotorgehäuse verringert den mechanischen Verlust an Ausgangsleistung und verschließt das Gehäuse wasserdicht.

Mit dem distalen Ende des Endoskops kann der Ultraschall-Wandler tief in einen Körperhohlraum eingeführt werden, so daß der Abstand des Wandlers von einem Körperorgan, von dem eine tomographische Ultraschall-Abbildung erstellt werden soll, gering ist und die Ultraschallenergie aus geringer Entfernung emittiert werden kann. Dadurch wird der Einfluß benachbarter Körpergewebe durch Absorption von

■ Ultraschallenergie vermindert. Es kann somit Ultraschallenergie mit hoher Frequenz von etwa 5 bis 10 MHz verwendet werden. Die kleinere Ultraschall-Wellenlänge verbessert die Auflösung des in der Anzeigevorrichtung erzeugten Bildes beträchtlich.

Ein Organ wie die Bauchspeicheldrüse, die für eine Ultraschall-Abbildung von der Körperoberfläche aus anatomisch ungünstig liegt, kann durch die Magenwand leicht abgebildet werden.

Die gleichzeitige Verwendung eines optischen Beobachtungssystems ermöglicht es, eine unmittelbar Abbildung der Innenwand eines Körperhohlraums und die tomographische Ultraschall-Abbildung von hinter der Wand gelegenen Organteilen zur Diagnose gleichzeitig zu beobachten. Dies ermöglicht es auch, die Ultraschallenergie exakt auf die Stelle zu richten, die zu beobachten ist.

Durch die Vermeidung von Reflexion und einer Dämpfung der Ultraschallenergie mittels der den gesamten Raum zwischen Wandler-Sendefläche und Oberfläche des zu beobachtenden Körperteils ist auch das Signal-Rausch-Verhältnis der tomographischen Abbildung verbessert.

Auch durch die erhebliche Schwenkbarkeit des Ultraschall-Wandlers wird die Auflösung der Abbildung erhöht.

Der Abtastwinkelgeber kann gesondert vom Antriebsmotor vorgesehen sein, um synchron mit diesem zu arbeiten. Ist er mit einem Abtastwinkelgeber verbunden, so können Größe und Gewicht des distalen Endes des Endoskops, in dem die mechanische Abtastung erfolgt, verringert werden.

Bei der Ausbildung gemäß Anspruch 11 ist ein gesonderter Abtastwinkelgeber nicht erforderlich.

Ausführungsbeispiele der Erfindung sind anhand einer Zeichnung näher erläutert, in der zeigt

Fig. 1 eine Ansicht eines Endoskops mit einem schwenkbaren Ultraschall-Wandler im Gehäuse des distalen Endes des Endoskopschlauches,

F i g. 2 einen Längsschnitt durch das distale Ende des ohne Membran dargestellten Endoskops nach F i g. 1,

Fig.3 einen Querschnitt durch einen Ultraschall-Wandler für das Endoskop nach F i g. 2,

Fig.4 und 5 Querschnitte durch weitere Ausführungsformen des Ultraschall-Wandlers,

Fig. 6 einen Längsschnitt durch das distale Ende einer weiteren Ausführungsform der mechanischen B-Sektorabtastung des Endoskops nach F i g. 2, wobei die Membran nicht dargestellt ist,

Fig. 7 und 8 Seitenansichten weiterer Ausführungsformen einer Verstelleinrichtung für den Ultraschall-Wandler des Endoskops nach den F i g. 2 und 6,

Fig. 9 und iO perspektivische Ansichten von Abtastwinkelgebern,

F i g. 11 einen Längsschnitt durch das distale Ende einer weiteren Ausführungsform mit mechanischer B-Sektorabtastung,

Fig. 12 ein Blockschaltbild, aus dem die Anordnung der Pumpe zum Zu- und Abführen einer Ultraschall-Kopplungsflüssigkeit in das Gehäuse mit dem Ultraschallwandler nach F i g. 11 hervorgeht,

F i g. 13 ein Blockschaltbild der elektrischen Teile des Endoskops,

Fig. 14 den Bildschirm einer Kathodenstrahlröhre, der eine mit dem Gerät nach Fig. 13 rekonstruierte tomographische Ultraschallabbildung darstellt,

Fig. 15 bis 18 Blockschaltbilder weiterer Ausführungsformen des Endoskops,

Fig. 19 einen Längsschnitt durch das distale Ende eines Endoskops nach F i g. 11 mit abgewandeltei Membran,

F i g. 20 einen Längsschnitt durch das distale Ende einer weiteren Ausführungsform des Endoskops mi mechanischer B-Sektorabtastung nach F i g. 11,

Fig. 21 eine perspektivische Darstellung des teilwei se geschnitten dargestellten Magnetkreises nacf F ig. 20,

F i g. 22 eine Stirnansicht einer weiteren Ausführungs form des Magnetkreises,

F i g. 23A und 23B Querschnitte des distalen Ende; eines Endoskops mit mechanischer B-Sektorabtastung wobei F i g. 23A das Endoskop im Betrieb und F i g. 23E das Endoskop außer Betrieb zeigt,

F i g. 24 eine Stirnansicht eines Endoskops nacl Fig.23Aur.d23B,

F i g. 25 eine Darstellung der Richtcharakteristik de; Ultraschall-Strahls in Abhängigkeit vom Durchmessei des Ultraschall-Wandlers,

Fig.26 und 27 Querschnitte des Ultraschall-Wand lers des Endoskops der F i g. 23A und 23B,

F i g. 28 einen Querschnitt einer Ausführungsform dei Antriebseinrichtung für den Ultraschall-Wandler dei F i g. 26 und 27,

Fig. 29 und 30 Querschnitte einer weiteren Ausfüh rungsform der Verstelleinrichtung,

Fig. 31 eine Darstellung zur Erläuterung dei Ermittlung des Abtastwinkels des Wandlers der F i g. 2i und 30,

F i g. 32 und 33 Querschnitte einer Verstelleinrichtung zum Antrieb des in den F i g. 29 und 30 dargestellter Ultraschall-Wandlers,

Fig.34 einen Querschnitt einer weiteren Ausfüh rungsform einer Verstelleinrichtung für den Ultraschall Wandler, wobei die Membran nicht dargestellt ist,

F i g. 35 einen Querschnitt einer abgewandelter Ausführungsform des Endoskops der F i g. 29 und 3( und der Membran,

F i g. 36 einen Querschnitt einer weiteren Ausfüh rungsform der Verstelleinrichtung für den Ultraschall Wandler,

F i g. 37 eine Einzelheit der Versteileinrichtung nach F i g. 36 und

F i g. 38 und 39 Querschnitte weiterer Verstelleinrich tungen für den Ultraschall-Wandler des Endoskop: nach Fig. 37.

Das Endoskop nach F i g. 1 ist ein flexibles Endoskop 1 für seitliche Beobachtung und hat eine körperexterns Ultraschall-Auswerte-Anzeigevorrichtung 2 bzw. eir Bedienungsteil 2, um verschiedene Bedienungsvorgänge durchführen zu können, und ein in einen Körpei einzuführendes Einsatztei! 6, das mit dem Bedienungs teil verbunden ist, und einen flexiblen Schlauch 1 geringen Durchmessers, einen biegsamen Teil 4 und eir distales Ende 5 aufweist Der flexible Schlauch 3, dei biegsame Teil 4 und das distale Ende 5 bilden zusammer das Einsatzteil 6, das in eine Bauchhöhle eines Patienter einführbar ist. Beim Einsetzen des Endoskops 1 wird das distale Ende 5 mit einem Gehäuse 12 für einer Uitraschall-Sende- und -Empfangswandler 11 (in folgenden als Ultraschallwandler oder kurz als US Wandler bezeichnet) zunächst in die Bauchhöhle eingeführt

Wie F i g. 2 zeigt, hat das Gehäuse 12 eine Öffnunj 12a, hinter der der Ultraschallwandler 11 angeordnet ist ferner ein Beleuchtungsfenster 15 mit einer Glasplatte 14, die vor der einen Stirnfläche eines als Lichtleitei

dienenden optischen Faserbündels 13 angeordnet ist, und ein Beobachtungsfenster 19 mit einer Glasplatte 18, hinter der ein optisches Abbildungssystem vor der Stirnfläche eines als Abbildungsleiter dienenden optischen Faserbündels 16 angeordnet ist. Die öffnung 12a und die Fenster 15 und 19 sind in axialem Abstand und auf einer Mantellinie des distalen Endes 5 abstandsgleich angeordnet Das Abbildungsfaserbündel 16 verläuft durch den biegsamen Teil 4 und den flexiblen Schlauch 3 zum proximalen Bedienungsteil 2, dessen andere Stirnfläche hinter einem Okular 7 liegt. Das BeleuchtungsfaserbUndel 13 verläuft ebenfalls durch den biegsamen Teil 4 und den flexiblen Schlauch 3 zum Bedienungsteil 2 und ist über ein Verbindungsrohr 8 vor eine nicht dargestellte Lichtquelle geführt. Dadurch kann durch das Okular die Innenwand einer Bauchhöhle beobachtet werden, während sie durch die Lichtquelle beleuchtet wird. Mit einem Betätigungshebel 9 läßt sich die Biegung des biegsamen Teils 4 verändern.

Wie F i g. 3 zeigt,jhat der Ultraschallwandler 11 einen Vibrator 21, der aus piezoelektrischem Material wie Pb(ZrXi)O₃, LiNbO₃, mit zwei Elektrodenschichten 22, 23 an der oberen und unteren Oberfläche besteht. Eine Isolierschicht 24 aus Epoxyharz ist auf die obere Oberfläche der Elektrodenschicht 22 aufgebracht, die eine Ultraschallenergieemissionsfläche darstellt, ebenso wie auf die Seitenflächen des US-Wandlers 11, um eine Anpassung der akustischen Impedanz an ein Ultraschallübertragungsmedium wie entlüftetem Wasser und eine elektrische Isolierung zu bewirken. Eine Ultraschalldämpfungsschicht 25, z. B. aus Epoxywolfram oder Wolframat, dem ein organisches Epoxyharz zugemischt ist, ist an der unteren Oberfläche der Elektrodenschicht 23 befestigt Die Dämpfungsschicht 25 dient zur Absorption der Ultraschallenergie, die von der unterern Oberfläche der Elektrodenschicht 23 emittiert werden kann, die der Ultraschallenergieemissionsfläche des US-Wandlers 11 gegenüberliegt Wie F i g. 2 zeigt, ist an der unteren Oberfläche der Dämpfungsschicht 25 das obere Ende einer Halterung 26 befestigt die auf einem Lagerstift 27 schwenkbar ist Ein Antriebsdraht 28 ist mit seinem einen Ende mit dem unteren Ende der Halterung 26 verbunden und kann gezogen oder entspannt werden, um die Halterung 26 um den Stift 27 zu schwenken. Diese Schwenkbewegung der Halterung 26 bewirkt, daß der Wandler 11 in einer axialen Ebene des distalen Endes 5 schwenkt so daß eine mechanische B-Sektorabtastung durchgeführt wird. Das distale Ende des Antriebsdrahtes 28 verläuft durch ein flexibles Führungsrohr 31, das mit einer Trennwand 29a fest verbunden ist, die das Gehäuse 12 begrenzt; sein anderes Ende erstreckt sich zum proximalen Bedienungsteil 2, der mit einer Antriebseinheit (nicht gezeigt) wie einem Motor verbunden ist um ihn wahlweise zu entspannen.

Ein lineares Potentiometer 32 hat eine Betätigungswelle 32a, die sich durch eine Trennwand 296 erstreckt die ebenfalls das Gehäuse 12 begrenzt, und die an der linken Seite in Fig. 2 der Halterung 26 anliegt, um den Abtastwinkel des US-Wandlers 11 zu erfassen. Die Welle 32a ist mit dem beweglichen Kontakt des Potentiometers 32 verbunden und ist durch eine Feder so beaufschlagt, daß sie nach vorne vorsteht und eine Lage einnimmt, die der Winkellage des US-Wandlers 11 entspricht Die Lage der Welle 32a wird somit vom Potentiometer 32 als Potentialdifferenz erfaßt, die den Abtastwinkel des US-Wandlers 11 darstellt

Fig.4 zeigt eine weitere Ausführungsform des Ultraschallwandlers im Querschnitt. Der Ultraschallwandler 11/4 besteht aus einem Ultraschallvibrator 21A dessen obere Oberfläche, die die Ultraschallenergieemissionsfläche darstellt, konkav ausgebildet ist; zwei Elektrodenschichten 22A 23Λ sind auf die beiden Hauptflächen des Vibrators aufgebracht. Der Ultraschallstrahl dieses Wandlers konvergiert dadurch in einem Brennpunkt und wird somit an einer Stelle innerhalb des Körpers fokussiert, der untersucht werden

ίο soll. Dadurch wird die azimuthale Auflösung der tomographischen Abbildung verbessert. Eine Isolierschicht 24Λ ist auf die Emissionsfläche des US-Wandlers 11Λ aufgebracht.
Bei der Ausführungsform der F i g. 5 wird eine ähnliche Wirkung dadurch erreicht daß eine akustische Linse 33, z. B. aus Epoxyharz, mit konkaver Oberfläche auf die Emissionsfläche des flachen US-Wandlers 11 aufgeklebt ist siehe F i g. 3.

Im Gegensatz zu der Anordnung der F i g. 2, bei der ein axiale Hin- und Herbewegungen ausführender Antriebsdraht 28 zum Antrieb des US-Wandlers 11 verwendet ist, besteht die Antriebseinrichtung der F i g. 6 aus einer flexiblen Welle 41 aus einem Draht mit relativ geringer Verdrehung und ist mit dem einen Ende einer Tragwelle 44 durch ein Halteglied 42 verbunden. Die Welle 44 ist mit einem Halteglied 43 fest verbunden, das mit dem Wandler 11 verbunden ist und ist in Trennwänden 29a, 296 drehbar gelagert. Die Welle 44 ist mit der Welle eines Drehpotentiometers 45 einstückig ausgebildet, das den Abtastwinkelgeber des US-Wandlers 11 darstellt. Die Welle 41 verläuft durch ein flexibles Führungsrohr 46 zum Bedienungsteil 2, wo ihr anderes Ende zur Drehung mit einem nicht gezeigten Antrieb verbunden ist.

Wenn die Antriebseinrichtung des US-Wandlers 11 auf diese Weise aufgebaut ist ist die Emissionsfläche des US-Wandlers 11 normal zur axialen Richtung des distalen Endes 5 des Endoskops 1 gerichtet, so daß der US-Wandler 11 in radialer Richtung des distalen Endes 5 abtasten kann.

Die F i g. 7 und 8 zeigen eine Ausführungsform der Antriebseinrichtung des US-Wandlers 11 mit einem dynamoelektrischen Schwingspulenbetätigungsglied 51 mit einer Ausgangswelle 52, an der ein Stift 52a befestigt ist der in einen Längsschlitz 53a eines Haltegliedes 53 des US-Wandlers 11 eingreift Der US-Wandler 11 ist auf einem Stift 54 schwenkbar und wird durch zwei Schraubenzugfedern 55a, 556 in entgegengesetzten Richtungen gezogen, die an gegenüberliegenden Seiten

so einer Ultraschalldämpfungsschicht 25 befestigt sind; das andere Ende dieser Federn ist an einem stationären Teil befestigt, so daß der Wandler normalerweise in einer Gleichgewichtslage der Federn 55a, 556 verbleibt Die Antriebseinrichtung der F i g. 8 hat zwei Elektromagnete 62a, 626, die einander gegenüberliegend an gegenüberliegenden Seiten eines Haltegliedes 61 befestigt sind, das aus einem magnetisch weichen Material besteht Wie in F i g. 7 wird der US-Wandler 11 durch zwei Schraubeüzugfedern 63a, 636 in entgegengesetzte Richtungen gezogen. Wenn den Magneten 62a oder 626 ein Erregungsstrom zugeführt wird, wird das Halteglied 61 von diesem angezogen, so daß der US-Wandler 11 eine Abtastbewegung um den Stift 64 ausführt, um den er schwenkbar ist Der Abtastwinkel des US-Wandlers 11 kann aus dem Antriebsstrom des Betätigungsgliedes 61 oder dem Erregerstrom der Elektromagneten 62a, 626 ermittelt werden. Es kann jedoch auch ein gesondertes Abtastwinkelgeberpoten-

tiometer oder ein anderer Geber vorgesehen werden.

F i g. 9 zeigt eine weitere Form eines Abtastwinkelgebers des Ultraschallwandlers. Eine Lichtabschirmplatte 71 ist mit einem Tragstift 27 (44, 54, 64) eines Haltegliedes 26 (43, 53, 61) verbunden, an dem der US-Wandler 11 befestigt ist. Ein Licht-Emissionselement 72 wie eine Lichtemissionsdiode und ein Lichtempfangselement 73 wie eine Fotodiode sind an gegenüberliegenden Seiten der Platte 21 gegenüberliegend angeordnet und bilden den Abtastwinkelgeber. Die Welle, an der die Abschirmplatte 71 befestigt ist, ist nicht auf die Stifte 27, 44, 54, 64 beschränkt, sondern kann irgendeine Welle sein, die mit diesen Stiften über ein Untersetzungsgetriebe verbunden ist.

Wenn der Abtastwinkelgeber in dieser Weise aufgebaut ist, bewegt sich die Abschirmungsplatte 71, wenn der US-Wandler 11 schwenkt, so daß die Menge des auf das Empfangselement 73 auffallenden Lichtes dadurch geändert wird. In entsprechender Weise erzeugt das Element 73 ein sich änderndes Fotostromausgangssignal, aus dem der Abtastwinkel des US-Wandlers 11 abgeleitet werden kann. Bei dem gezeigten Beispiel hat die Abschirmungsplatte 71 eine geradlinige Oberkante 71a, die jedoch auch eine gekrümmte Form haben kann, so daß das Element 73 ein Fotostromausgangssignal erzeugt, das dem Sinus θ oder dem Cosinus θ proportional ist, wobei θ den Abtastwinkel des US-Wandlers 11 darstellt. Dadurch kann der Funktionsgenerator einer später zu beschreibenden Abbildungsvorrichtung vereinfacht werden.

Fig. 10 zeigt einen Abtastwinkelgeber für den Ultraschallwandler in Form eines Drehcodierers 81. Dieser hat eine transparente Scheibe 83, die auf dem Stift 27, 44, 54, 64 befestigt ist, und raidale undurchlässige Linien längs des Umfangs, sowie ein Lichtemissionselement 84 und ein Lichtempfangselement 85, die aufeinander ausgerichtet und am Umfang der Scheibe 83 gegenüberliegend angeordnet sind. Bei dieser Anordnung erzeugt das Element 85 ein Impulssignal proportional dem Schwenkwinkel des US-Wandlers 11, so daß aus dem Impulssignal dessen Abtastwinkel θ abgeleitet werden kann. Die Genauigkeit der Ermittlung des Abtastwinkels θ kann dadurch verbessert werden, daß die Scheibe 83 an einer Welle befestigt wird, die mit einem der Stifte 27,44,54,64 über ein Getriebe verbunden ist. Das Impulssignal des Elements 85, das den Abtastwinkel θ angibt, kann zur Triggerung eines Triggerkreises verwendet werden, der einen Ultraschallimpuls erzeugt, so daß eine tomographische Abbildung erhalten werden kann, die eine Sektorabtastform mit einer Abtastlinie für jeden Winkelschritt hat. Weiterhin kann das linerare Potentiometer 32 der F i g. 2 durch einen linearen Codierer zur Bildung der Abtastwinkeldetektoreinrichtung ersetzt werden.

F i g. 11 zeigt eine weitere Ausführungsform der Antriebseinrichtung für den US-Wandler 11. Bei diesem Beispiel besteht die Antriebseinrichtung im wesentlichen aus einem Miniaturantriebsmotor 90, der in dem zuvor erwähnten Teil des distalen Endes 5 untergebracht ist, und einem Wandler 91, der die Drehbewegung der Ausgangswelle des Antriebsmotors 90 mit einer Drehzahluntersetzung in eine Schwenkbewegung zur Übertragung auf eine Welle 92 umwandelt Der Wandler 91 kann aus einem Untersetzungsgetriebe bestehen. Die Welle 92 erstreckt sich in das Gehäuse 12 durch eine Trennwand Täd, die das Gehäuse 12 begrenzt, und eine Dichtung 93, die einen Kupplungsflüssigkeitsaustritt verhindert. Ein Halteglied 94 ist am freien Ende der Welle 92 ausgebildet und trägt den US-Wandler 11. Wenn der Motor 90 ein Impulsmotor ist, der sich pro Impuls um 60° dreht, kann der Wandler 91 so ausgebildet sein, daß er diesen Winkelschritt in eine Winkelbewegung von 12', d. h., mit einer Untersetzung von 1/300 umwandelt.

Bei dem beschriebenen Endoskop hat das Gehäuse 12 eine öffnung 12Λ, die durch eine Membran 95 aus einem sehr elastischen Material wie einer Gummimembran geschlossen ist. Ein Flüssigkeitszufuhr- und -auslaßrohr 97 erstreckt sich vom proximalen Bedienungsteil 2 in das Gehäuse 12, wobei es eine Trennwand 29a und eine Dichtung 96 durchläuft, um das Gehäuse 12 mit einer Ultraschallkopplungsflüssigkeit TM wie entlüftetem Wasser zu füllen. Die Membran 95 kann sich somit entsprechend der Menge der Flüssigkeit TM, das dem Gehäuse 12 zugeführt wird, expandieren oder kontrahieren. Die Membran 95 stellt damit einen Behälter für die Kopplungsflüssigkeit TM dar, das die Absorption von Ultraschallenergie durch eine Gaskomponente verhindert, die innerhalb einer Bauchhöhle vorhanden ist, und die die Ultraschallenergie wirksam zum Gewebe eines lebenden Körpers überträgt. Wenn daher eine Ultraschalldiagnose durchgeführt werden soll, wird die Membran expandiert, bis sie an der Innenwand 8 einer Bauchhöhle anliegt Außer Betrieb kann die Membran sich kontrahieren, um jede Störung beim Einsetzen des Endoskops in die Bauchhöhle oder bei deren Beobachtung zu verhindern. In F i g. 11 bezeichnet 98 Anschlußleitungen, die ein Antriebssignal zum Antriebsmotor 90 übertragen, und 99 Anschlußleitungen, die ein Signal zum US-Wandler 11 oder von diesem übertragen. Obwohl bei dem gezeigten Beispiel die Membran 95 aus einem elastischen Material wie einer Gummimembran hergestellt ist, kann sie selbstverständlich auch zusammenlegbar in Form eines Balges ausgebildet sein, der in bestimmter Form aufbewahrt werden kann.

Fig. 12 zeigt eine Einrichtung, die für die Zufuhr und Verdrängung des Ultraschallübertragungsmediums TM im Gehäuse 12 verwendet werden kann, das durch die Membran 95 verschlossen ist. Die Einrichtung besteht aus einer kombinierten Förder- und Verdrängungspumpe 101, einem dieser zugeordneten Bedienungsteil 102, einer Energiequelle 103, einem Behälter 104, der eine Menge des Übertragungsmediums TM speichert, und einem Zuführ- und Auslaßrohr 105, das mit dem Zuführ- und Auslaßrohr 97 über ein Verbindungsrohr 108 verbunden ist. Der Bedienungsteil 112 kann betätigt werden, um der Pumpe 101 von der Energiequelle 103 einen Antriebsstrom zuzuführen. Die Pumpe arbeitet dann und fördert das Medium TM aus dem Behälter 104 in das Gehäuse 12 oder verdrängt es umgekehrt aus dem Gehäuse 12 in den Behälter iO4.

Ein Durchfluß- oder Druckmesser kann in einem Kanal angeordnet sein, um das Medium TM der Membran 95 zuzuführen und die Menge des dem Gehäuse 12 zugeführten Mediums TM zu kontrollieren bzw. einen Bruch der Membran 95 zu verhindern. Der der Pumpe 101 zugeordnete Betätigungsteil 102 kann am proximalen Betätigungsteil 2 des Endoskops 1 angeordnet sein oder kann zur Betätigung einen Fußschalter aufweisen. Statt der kombinierten Förderund Verdrängungspumpe 101 können eine Förderpumpe und eine Saugpumpe gesondert vorgesehen sein, um die Zufuhr und Verdrängung des Mediums TM in der Membran 95 über zwei unabhängige Leitungen zu bewirken.

Fig. 13 zeigt eine Ausführungsform einer Abbildungsvorrichtung im Endoskop. Die Abbildungsvorrichtung hat einen Antriebsmotor M, der eine Antriebseinrichtung für einen Wandler T bildet, der aus dem Ultraschallwandler 11 besteht, einen Antriebskreis MDC, der dem Motor M zugeordnet ist, einen Abtastwinkelgeber AD für den Wandler T, einen Sinusfunktionsgenerator SPG und einen Cosinusfunktionsgenerator CPG, der einen Sinus -und einen Cosinusfunktionswert des Abtastwinkels θ in Abhängigkeit vom Ausgangssignal des Detektors AD erzeugt, einen Triggerimpulsgenerator TPG, der auf das Ausgangssignal des Detektors AD anspricht, um einen Triggerimpuls bei einem bestimmten Wert des Abtastwinkels θ zu erzeugen, der einer der Abtastlinien entspricht, einen HF-Impulsgenerator HPG zur Erzeugung eines Antriebssignals, das den Wandler T zur Schwenkbewegung in Abhängigkeit von einem Triggerimpuls des Generators TPG erregt, einen Leistungsverstärker RPA zur Verstärkung des Antriebssignals des Impulsgenerators RPG, einen Sende/Empfangs-Schaltkreis TRS, der den Verstärker RPA mit dem Wandler T zur Schwenkbewegung bei Vorhandensein eines Ausgangssignals des Leistungsverstärkers RPA verbindet und ein Ausgangssignal vom Wandler T, das in Abhängigkeit von einem von diesen empfangenen Echo erzeugt wird, zu einem Helligkeitsmodulator bei Vorhandensein eines Ausgangssignals des Leistungsverstärkers RPA überträgt, einen Sägezahngenerator SWG, der auf einen Triggerimpuls des Generators TPG anspricht, um ein Sägezahnsignal At zu erzeugen, wobei A eine Konstante und t die Zeit, beginnend mit dem Anfang des Triggerimpulseingangssignals, darstellt, einen Analogvervielfacher AM, der das Sägezahnsignal A t um Ablenkungssignal sin θ und cos θ vervielfacht, die von den Funktionsgeneratoren SPG und CPG erzeugt werden, einen X- und Y-Achsenverstärker XYA, der die Ausgangssignale At%\nB und Λί cos θ des Analogvervielfachers AM verstärkt, einen HF-Verstärker RFA, der eine Ausgangsstufe des zuvor beschriebenen Helligkeitsmodulators bildet und das Echoausgangssigna! des Wandlers T verstärkt, einen Detektor RQ der ein Signal der Schwenkbewegungsbzw. Schwingungsfrequenz / des Wandlers T aus dem Ausgangssignal des H F-Verstärkers RFA extrahiert, einen Z-Achsenverstärker ZA, der das Ausgangssignal des Detektors WC verstärkt und es als Helligkeitsmodulationssignal abgibt, und eine Kathodenstrahlröhre CRT, die eine tomographische Ultraschallabbildung auf der Grundlage der Abtastsignale der X- und V-Achsenverstärker XYA und des Helligkeitsmodulationssignals des Z-Achsenverstärkers ZA wiederbildet und sie als sichtbare Abbildung darstellt

Der Antriebsmotor M und der Wandler T sind im distalen Ende 5 des Endoskops 1 angeordnet und mit der Abbildungsvorrichtung außerhalb des Endoskops über die zuvor erwähnte Anschlußleitung verbunden.

Die Arbeitsweise des Endoskops wird nun anhand der Abbildungsvorrichtung der F i g. 13 und der Anordnung der F i g. 12 erläutert

Zunächst wird das Endoskop 1 in Fig. 12 in eine Bauchhöhle mit dem distalen Ende 5 eingesetzt Wenn es eine gewünschte Stelle in der Bauchhöhle erreicht hat, wird der Bedienungsieil 102 betätigt, um das Übertragungsmedium TM in das Gehäuse 12 in F i g. 11 zu fördern, damit sich die Membran 95 expandiert und am gewünschten Bereich der Innenwand 5 der Bauchhöhle anlegt Der Motorantriebskreis MDC in F i g. 13 wird dann eingeschaltet, um den Antriebsmotor M mit Antriebsstrom zu versorgen, so daß er arbeitet. Danach wird die Drehbewegung der Ausgangswelle des Motors M zu dem Wandler 91 übertragen, der sie mit einer Geschwindigkeitsuntersetzung in eine Schwenkbewegung umwandelt, die auf das an der Tragwelle 92 befestigte Halteglied 94 übertragen wird. In Abhängigkeit davon schwenkt der Wandler 11 um die Achse der Welle 92 in der radialen Ebene des distalen Endes 5, um die Abtastung des Körpergewebes durchzuführen. Der Winkel, den der Wandler 11 oder der Wandler Γ der Fig. 13 während seiner Schwenkbewegung einnimmt, wird als Abtastwinkel θ vom Abtastwinkelgeber AD ermittelt und dem Sinus- und dem Cosinusfunktionsgenerator SFG und CFG zugeführt Bei ausgewählten Werten des Abtastwinkels Θ, die den einzelnen Abtastlinien entsprechen, erzeugt der Geber AD ein Signal, das dem Triggerimpulsgenerator TPG zugeführt wird, um einen Triggerimpuls zu erzeugen. Der Triggerimpuls wird dem HF-Impulsgenerator RFG und dem Sägezahngenerator SWG zugeführt. In Abhängigkeit davon erzeugt der HF-Impulsgenerator RPG ein Schwingungsantriebssignal für den Wandler T mit der Schwingungsfrequenz /für eine Dauer τ. Die Schwingungsfrequenz /wird in der Größenordnung von 1 bis

10 MHz gewählt. Da der Wandler 11 in die Bauchhöhle

11 eingeführt wird, um eine Abbildung des inneren Gewebes von einer relativ nahen Stelle aus zu ermöglichen, wird die Absorption der Ultraschallenergie durch dieses Gewebe verringert, so daß eine hohe Frequenz in der Größenordnung von 5 bis 10 MHz verwendet und dadurch die Auflösung der Abbildung verbessert werden kann. Die Schwingungsdauer wird in der Größenordnung von 1 μβ gewählt, so daß sie ausreichend kleiner als das Zeitintervall ist, das notwendig ist, um aufgrund der Impedanzfehlanpassung von dem inneren Gewebe zum Wandler Γ reflektiert zu werden.

Das Schwingungsantriebssignal des HF-Impulsgenerators RPG wird von dem Leistungsverstärker RPA verstärkt, bevor es über den Schaltkreis PRS auf den Wandler Tgegeben wird. Dadurch wird der Wandler T zu einer Schwingung mit der Frequenz /und der Dauer τ veranlaßt und gibt über das Übertragungsmedium TM in Fig. 11 einen Ultraschallimpuls an das Innere des lebenden Körpers ab.

Der an das Innere des lebenden Körpers abgegebene Impuls trifft auf verschiedene Gewebe, die eine akustische Impedanz Z=gCab, wobei ρ die Dichte eines Gewebes und C die Schallgeschwindigkeit im Gewebe ist Aufgrund der Impedanzfehlanpassung wird der Impuls an einer Gewebegrenze reflektiert und kehrt zum Wandler T zurück; dieser wird zur Resonanz veranlaßt und erzeugt ein Echosignal über den Elektrodenschichten. Zwischen benachbarten Geweben können mehrere Grenzschichten vorhanden sein, wenn man in Richtung des Gewebes T fortschreitet so daß der an jeder Grenzschicht reflektierte Impuls reflektiert wird, und eine Zeitfolge von Echoimpulsen vom Wandler T in einer dem Abstand zu den jeweiligen Grenzschichten entsprechenden Weise reflektiert wird. Diese Impulse werden dem HF-Verstärker RFA über den Schaltkreis TRS zugeführt Der Detektor RC siebt ein Signal der gleichen Frequenz wie die Schwingungsfrequenz des Wandlers T nach der Verstärkung des Signals durch den Verstärker RFA aus und führt es dem Z-Achsenverstärker ZA zu. Danach «ird eb auf die Kathodenstrahlröhre CRT als

signal Zgegel εη.

Der Sägezahngenerator SWG erzeugt in Abhängigkeit von dem Triggerimpuls des Generators G ein Sägezahnsignal At in zeitlicher Übereinstimmung mit dem Triggerimpuls. Das Sägezahnsignal Af wird mit einem Sinuswert β und einem Cosinuswert θ des Abtastwinkels Θ, die vom jeweiligen Funk;ionsgenerator FSG und CPG erzeugt werden, in dem Analogvervielfacher AM multipliziert, und die sich ergebenden Produkte werden in dem X- und K-Achsenverstärker XYA als horizontale und vertikale Signale für den Eingang der Kathodenstrahlröhre CÄTals Signale X, Y verstärkt die die Abtastlinien bestimmen. Es entsteht somit eine Abtastlinie 1 zeitlich auf dem Bildschirm der Röhre CRT, wie F i g. 14 zeigt Die Linie /schneidet sich mit einer Abtastlinie 10 für den Abtastwinkel θ = 0, die gestrichelt gezeigt ist, im Ursprung O und bildet mit diesem einen Neigungswinkel Θ. Die auf dem Bildschirm der Röhre CRT erzeugte Darstellung ist jedoch nicht die Abtastlinie / selbst in Form einer einzigen Helligkeitslinie, sondern bildet Helligkeitspunkte m 1, m 2, die seitlich mit dem Auftreten des Helligkeitsmodulationssignals Zübereinstimmen.

Wenn auf diese Weise eine einzelne Abtastung längs einer einzelnen Abtastlinie vervollständigt ist, bewegt die Drehung des Antriebsmotors Mden Wandler Tan eine Stelle, die einen Abtastwinkel hat, der der nächsten Abtastlinie entspricht Wenn z. B. die Abtastlinien einen Abstand von 12' haben, entspricht die nächste Lage einem Abtastwinkel von Θ + 12'. Der Vorgang wird dann wiederholt, und es wird der Ort der Lage der Gewebegrenzschichten auf dem Schirm der Röhre CRT in Abhängigkeit von den Helligkeitslinien dargestellt, die einer gewünschten rekonstruierten Gewebeabbildung des Körpers entsprechend dem Polarkoordinatensystem darstellen. Das Endoskop erzeugt somit durch Ultraschallsektorabtastung eine tomographische Körpergewebeabbildung I.

F i g. 15 zeigt eine Ausführungsform, die zusätzlich zu einem Motor M1 im distalen Ende 5 zum Antrieb des Wandlers T einen weiteren Motor M 2 hat, der im proximalen Bedienungsteil 2 angeordnet ist und synchron mit dem Motor Ml zur Erfassung eines Abtastwinkels arbeitet. Der Zweck des zweiten Motors M 2 am proximalen Ende ist es, den Abtastwinkelgeber AD in der Abbildungsvorrichtung statt im distalen Ende 5 anordnen zu können. Diese Anordnung ist an die Schwierigkeit angepaßt, den Abtastwinkelgeber im distalen Ende 5 anzuordnen, da das Diagnosegerät in einem sehr begrenzten Raum des distalen Endes 5 des Endoskops untergebracht werden muß, obwohl dit.se Schwierigkeit bei einem üblichen Endoskop nicht auftritt, das einen Ultraschallstrahl an die äußere Körperoberfläche abgibt und daher hinsichtlich Größe oder Form nicht begrenzt ist. Der zweite Motor M 2, der zur Ermittlung des Abtastwinkels verwendet wird, ist mit dem Detektor AD verbunden. Da der Motor M 2 synchron mit dem Antriebsmotor M1 arbeitet, ermöglicht die Kenntnis der Winkelbewegung der Abtriebswelle des Motors M 2 die indirekte Ermittlung des Abtastwinkels θ des Wandlers T. Beide Motoren M1 und M 2 sind in der gleichen Weise hergestellt und werden von einem synchronisierten Signal des gemeinsamen Motorantriebskreises MDCangetrieben.

Das wesentliche Merkmal dieser Ausführungsform liegt darin, daß die Bewegung des Wandlers 11 im distalen Ende 5 indirekt außerhalb von diesem erkannt werden kann; es ist ersichtlich, daß zahlreiche Abwandlungen dieser Anordnung mOglicn sind. Wenn z.B. dem Antriebsmotor Ml (90) der Wandler 91 in Fig. 11 zugeordnet wird, wird in ähnlicher Weise dem Abtastwinkelgebermotor M 2 ein Wandler zugeordnet Da es nur notwendig ist, daß die Abtriebswelle des Motors M 2, die mit einer Detektorstange des Abtastwinkelgebers AD verbunden ist, mit der Schwenkbewegung des US-Wandlers 11 synchronisiert ist, ist es wesentlich, dab beide Motoren M1 und M2 in

ίο gleicher Weise hergestellt sind. Durch geeignete Wahl der Beziehung zwischen dem Motor M 2 und dem Geber AD können die Sinus Θ- und Cosinus Θ-Ausgangssignale direkt vom Geber AD ohne Verwendung des Sinus- und des Cosinus Funktionsgenerators SFG und CFG erhalten werden.

Die Abbildungsvorrichtung nach Fig. 16 hat einen Taktimpulsgenerator CG, der ein Taktimpulssignal erzeugt um den Antriebsmotor M zu betreiben. Das Taktimpulssignal wird von einem Adressenzähler AC gezählt, der ein Adressensignal liefert, das zum Auslesen eines Sinus- und eines Cosinusfunktionswertes verwendet wird, die in Speicherkreisen MCl und MC2 gespeichert sind, so daß Ablenksignale abgeleitet werden. Ein Taktimpulssignal des Generators CG wird einem Motorregelverstärker MCA, einem Adressenzähler ACund eil em Verzögerungsglied DCzugeführt Der Verstärker MCA spricht auf das Taktsignal durch Drehen des Antriebsmotors mit konstanter Geschwindigkeit an. Der Zähler AC zählt das Taktimpulssignal, und sein Zählerstand wird den Speicherkreisen MCl und MC 2 als Adressensignal zugeführt. Die Speicherkreise MC 1, MC2 sind als Festspeicher ausgebildet und speichern Sinus- und Cosinusfunktionswerte (sin Θ, cos Θ) des Abtastwinkels Θ, der durch das Adressensignal dargestellt wird. Diese Funktionswerte sin θ und cos θ werden in Abhängigkeit von dem Adressensignal ausgelesen. Die Funktionswerte werden in Form digitaler Werte ausgelesen, die dann in entsprechende Anaiogwerte durch D/A-Wandler DACl, DAC2 umgewandelt und dem einen Eingang von Analogvervielfachern AMl, AM2 zugeführt werden. Das dem Verzögerungsglied DC zugeführte Impulssignal wird um ein bestimmtes Zeitintervall verzögert, das eine zeitliche Nacheilung des Betriebes des Antriebsmotors M kompensiert, bevor es dem Triggerimpulsgenerator TPG zugeführt wird. In Abhängigkeit von dem verzögerten Taktimpulssignal erzeugt der Generator 7"PC einen Triggerimpuls, der auf einen Sender TMl gegeben wird, der aus einem HF-Impulsgenerator und einem Leistungsverstärker besteht, so «vie aus einem Sägezahngenerator SWG. Der Sender TMTerzeugt ein Schwingungsantriebssignal, das dem Wandler T über einen Sende/Empfangs-Schaltkreis TRS gegeben wird so daß er zu einer Ultraschallschwingung angelegt wird Ein von den Körpergeweben reflektiertes Echo wird vom Wandler T empfangen und über den Schaltkreis TRS einem Empfänger R V zugeführt, der aus einem HF-Verstärker und einem Detektor besteht und ein Helligkeitsmodulationssignal abgibt. In Abhängigkeil von dem Triggerimpuls erzeugt der Sägezahngenerator SWG ein Sägezahnsignal Ai als Ablenksignal, das durch Ablenksignale bzw. Funktionswerte sin Θ, cos θ in dem Analogvervielfachern AMl, AM2 multipliziert wird um Eingangssignale für den A"-Achsenverstärker XA und den y-Achsenverstärker YA zu erzeugen, die wiederum Ausgangssignal X, Y erzeugen, die eine darzustellende Abtastlinie bestimmen.

Wenn die Abbildungsvorrichtung in dieser Weise

aufgebaut ist, ermöglicht die Zählung der Taktsignale die Kenntnis der Winkellage des Antriebsmotors M bzw. des Abtastwinkels θ des Wandlers T, so daß kein gesonderter Abtastwinkelgeber erforderlich ist Dadurch kann das distale End; 5 des Endoskops nach Größe und Gewicht verringert werden.

Fig. 17 zeigt eine Abwandlung des Antriebs der Fig. 16 insoweit, als der übliche Gleichstrom-Antriebsmotor M durch einen Impulsmotor M 3 ersetzt ist. Dieser kann durch den Motorantriebskreis MDC umgeschaltet werden, der auf ein Taktimpulssignal des Generators CG anspricht, so daß der Wandler 91 nicht verwendet werden muß, um die Drehung des Motors Λ/3 in eine Schwenkbewegung des US-Wandlers 11 umzuwandeln, wodurch die dem US-Wandler 11 zugeordnete Antriebseinrichtung weiter vereinfacht wird. Da das Ausmaß der Schwenkbewegung bzw. Abtastung des US-Wandlers 11 mechanisch nicht bestimmt ist, kann eine Information, die das Abtastausmaß bestimmt, dem Motorantriebskreis MDC und dem Adressenzähler AC zugeführt werden, um das Abtastausmaß in der gewünschten Weise zu wählen. Die Wahl erfolgt in einfacher Weise.

Fig. 18 zeigt eine Ausführungsform, die eine externe Anzeige der Abtastrichtung des Wandlers liefert. Die Vorrichtung hat zusätzlich zu der Abbildungsvorrichtung in F i g. 17 einen Speicherkreis MC3, der aus einem leistungslosen Speicher wie einem Magnet- oder einem Magnetblasenspeicher besteht und den im Adressenzähler ACenthaltenen Zählerstand speichert, eine Anzeigeeinheit DP, die den Speicherinhalt des Speichers MC3 als Information speichert, die die Richtung angibt, in der der US-Wandler 11 abtastet, sowie einen Lese/Schreib-Steuerkreis RWC, der den Informationsfluß zwischen dem Speicher MC3 und dem Adressenzähler AC steuert

Mit dieser Anordnung wird die Richtung, in der der Wandler 11 abtastet, von der Anzeigeeinheit DP dem Benutzer extern angezeigt. Bei einem Energieausfall während der Abtastung wird der Inhalt des Advessenzählers £Cim Speicher MC3 gespeichert, so daß, wenn die Abtastung wieder begonnen wird, der gespeicherte Inhalt des Speichers MC3 in den Adressenzähler EC mittels des Steuerkreises RWC ausgelesen und die Abtastung von der Unterbrechungsstelle aus fortgesetzt werden kann. Da die Abtastrichtung des US-Wandlers 11 stets erkennbar ist, kann das Abtastausmaß in gewünschter Weise eingestellt und ein bestimmter Körperbereich mit hoher Genauigkeit erneut abgetastet weiden.

Fig. 19 zeigt eine Abwandlung der beim Endoskop nach F i g. 11 verwendeten Membran. Die Membran 111 besteht aus einem Balg, der den US-Wandler 11 und seine Halterung 94 hermetisch abdichtend umgibt. Ein Teil der Membran 111 ist um die Abtastöffnung 12Λ, das freie Ende des Rohres 97 und den mittleren Teil der Welle 92 wasserdicht befestigt. Dadurch wird die Notwendigkeit von Trennwänden beseitigt, die das Gehäuse des Wandlers 11 bilden. Ein Bruch des Gehäuses 111 an der Verbindungsstelle mit der Welle 92 kann nicht auftreten, da letztere nur eine begrenzte Schwenkbewegung durchführt.

Die Verwendung solch einer Membran ohne Trennwände zur Bildung des Gehäuses führt zu einer weiteren Vereinfachung des Diagnosegerätes.

F i g. 20 zeigt eine weitere Ausführungsform der mechanischen Abtasteinrichtung. Bei üen Geräten der Fig. 11 und 19 ist der Antriebsmotor 90 nahe dem Wandler ti im distalen Ende 5 des Endoskops 1 angeordnet, um den US-Wandler 11 zu schwenken und so eine mechanische Sektorabtastung innerer Gewebe zu erreichen. Wenn ein Impulsmotor mit Außenabmessungen von etwa 5 mm 0x7 mm für den Antriebsmotor 90 verwendet wird, beträgt sein maximales Drehmoment etwa 1 mm g. Wenn ein Untersetzungsgetriebe mit einem Übersetzungsverhältnis von 200 :1 und einem Übertragungswirkungsgrad von 50% für den Wandler 91 verwendet wird, beträgt sein Ausgangsdrehmoment nur 0,1 mm g. Der zur Diagnose verwendete Ultraschallstrahl kann über Gas nicht ausreichend übertragen werden, und daher muß der US-Wandler 11 in eine Kopplungsflüssigkeit bzw. ein Übertragungsmedium TM wie z. B. entlüftetes Wasser eingetaucht werden. Bei Benutzung des Mediums TM muß eine Flüssigkeitsdichtung für dieses Medium verwendet werden. Eine übliche Flüssigkeitsdichtung besteht aus einem elastischen Teil wie einem Ring oder einer Gummifolie. Bei Verwendung solch einer Dichtung ergibt sich der Nachteil eines erhöhten mechanischen Verlustes aufgrund der Reibung durch den direkten Kontakt der Dichtung 93 (F i g. 11) mit der Welle 92, die die Abtriebswelle des Antriebsmotors 90 bzw. des Wandlers 91 darstellt

Zur Beseitigung dieses Nachteils ist die vorliegende Ausführungsform so aufgebaut daß das Medium 7Mim Gehäuse 12 in einer den mechanischen Verlust verringernden Weise abgedichtet wird. Fig.21 zeigt einen Magnetkreis um die Schwenkwelle 92, um einen Magnetfluß durch diese zu erzeugen. Ein magnetisches Fluid 112 wird im Magnetkreis magnetisch gehalten, um als Dichtung zu wirken. Der Magnetkreis besteht aus einem axial magnetisierten Ringpermanentmagneten 113 und zwei ringförmigen Jochen 114a, 114fc aus einem magnetisch weichen Material, zwischen dener der Magnet 113 gehalten ist Die Welle 92 ist vorzugsweise aus einem magnetisch weichen Material hergestellt. Der Magnet 113 ist vorzugsweise ein starker Permanentmagnet, z. B. ein Samariumkobaltmagnet Zwischen dem Innenumfang der Joche 114a, 1146 und der Welle 92 ist ein Magnetspalt gebildet, der mit dem magnetischen Fluid 112 gefüllt ist. Der Innenumfang der Joche 114a, 1140 verjüngt sich, um die Flußdichte im Magnetspalt zu erhöhen. Das magnetische Fluid 112 kann aus einci Dispersion eines feinen Pulvers aus magnetisierbarem Material wie FeA mit einer Größe von etwa 10 nm in einem Lösungsmittel wie Diester in einer Weise bestehen, daß dessen Kondensation verhindert wird. Wenn Wasser als Übertragungsmedium TM verhindert wird, sollte das Lösungsmittel für das magnetische Fluid 112 hydrophob sein. Der Außenumfang der Joche 114a, 1 146 ist an der inneren Oberfläche einer zylindrischen Auskleidung befestigt, die wasserdicht das distale Ende 5 begrenzt

Bei dieser Anordnung wird das magnetische Fluid 112 in dem Magnetspalt zwischen dem inneren Umfang der Joche 114a, 1146 und der Welle 92 magnetisch gehalten, so daß der Antriebsmotor 90 und der Wandler 91 wirksam gegen das Übertragungsmedium TM abgedichtet werden können, das das Gehäuse 12 füllt. Ein direkter Kontakt der Dichtung 93 mit der Welle 92, der auftritt, wenn eine übliche Gummidichtung wie in F i g. 11 verwendet wird, wird vermieden; der einzige Widerstand gegen eine Drehung der Weile 92 ist derjenige, der durch die Viskosität des magnetischen Fluids 112 hervorgerufen wird. Die mechanischen Verluste des Ausgangsdrehmoments werden somit auf

einen Minimalwert verringert, so daß der Antrieb auf den US-Wandler 11 wirksam übertragen werden kann. Dies führt zu einem größeren Vorteil, wenn ein Miniaturmotor mit einem geringen Ausgangsdrehmoment als Antriebsmotor 90 verwendet wird. Wenn ein τ Impulsmotor als Antriebsmotor 90 verwendet wird, ergibt sich der zusätzliche Vorteil, daß eine Fehlfunktion infolge eines erhöhten Lastdrehmoments verhindert werden kann.

Bei der Anordnung der F i g. 20 ist die Welle 92 direkt ι η an der Dämpfungsschicht 25 des US-Wandlers 11 ohne einen Zwischenträger befestigt. Der Zweck dieser Anordnung ist es, die Mitte der Schwenkbewegung des US-Wandlers 11 so nahe wie möglich zur Ultraschallenergieemissionsfläche anzuordnen, so daß ein US- r> Wandler 11 größerer Abmessung in dem begrenzten Raum des distalen Endes 5 angeordnet werden kann. Die übrigen, nicht besonders erwähnten Teile sind denen des Diagnosegerätes der F i g. 11 ähnlich.

F i g. 22 zeigt eine Dichtung, die anstelle der der ;i F i g. 20 und 21 verwendbar ist Die Dichtung besteht aus zwei Permanentmagneten 115a, 1156, die einander gegenüberliegend vertikal über und unter der Welle 92 angeordnet sind und schmale Spalte begrenzen. Eine ringförmige Trennwand 116 aus nicht magnetischem Material wie Kunststoff ist um die Magnete 115a, 115Z? geformt, um diese festzulegen, und läßt einen Zwischenraum um die Welle 92. Ein magnetisches Fluid 112 füllt die Spalte zwischen der Welle 92 und den Magneten 115a, 115Λ im zentralen Bereich der Trennwand 116. :o Beide Magnete 115a, 1156 haben halbkreisförmige Ausnehmungen zentral an ihren gegenüberliegenden Ecken, die zusammen eine etwa kreisförmige öffnung bilden, durch die die Welle 92 verläuft Die Magnete 115a, 11S£> sind so angeordnet, daß die entgegengesetz- s > ten Pole einander gegenüberliegen und ein starkes Magnetfeld in den Spalten bilden, die das magnetische Fluid 112 darin magnetisch halten.

Bei dieser Dichtung wird die Abdichtung in ähnlicher Weise wie bei der der Fig.20 und 21 erreicht. 4n Zusätzlich können die Joche 114a, 114ft weggelassen werden, so daß eine Verringerung der axialen Dicke der Dichtung ermöglicht wird.

Die Fig.23A und 23B sind Querschnitte, die eine mechanische Abtasteinrichtung in einer weiteren *~> Ausführungsform zeigen. Das Endoskop ermöglicht eine direkte Beobachtung. Mit Ausnahme der Konstruktion des distalen Endes 5 ist das Endoskop etwa in der gleichen Weise wie das der F i g. 1 aufgebaut.

Das Endoskop hat ein distales Ende 5/4, in dessen Stirnfläche Beleuchtungsfenster 121a, 1216, ein Beobachtungsfenster 122 und eine Kammer 124 ausgebildet sind, in der ein Ultraschallwandler 123 angeordnet ist, wie Fig.24 zeigt Die Beleuchtungsfenster 121a, 121 b sind durch Glasplatten gebildet, die vor der Stirnfläche =>? eines nicht gezeigten optischen Faserbündels angeordnet sind, das einen Lichtleiter bildet, der Licht emittiert. Das Beobachtungsfenster 122 ist durch ein Objektiv 126 gebildet, das gegenüber der Stirnfläche eines optischen Faserbündels 125 (Fig.23A und 23B) angeordnet ist, wi das einen Abbildungsleiter bildet, und die auch als Glasplatte wirkt.

Die Kammer 124 ist durch ein elliptisches Gehäuse 128 gebildet, dessen oberes Ende in eine Ausnehmung 127 im distalen Ende 5/4 eingesetzt und darin befestigt ·"> ist. Das Gehäuse 128 hat eine Neben- und eine Hauptachse, deren Längen d und w in Abhängigkeit vom Außendurchmesser des distalen Endes 5/4 gewählt sind. Wenn z. B. das distale Ende 5a einen Außendurchmesser von 14 mm hat, kann d=l mm und w=9 mm gewählt werden. Für einen Außendurchmesser von 12 mm des distalen Endes 5A können d=6mm und w= 9 mm gewählt werden. Der elliptische Querschnitt des Gehäuses 128 ist zur Erzielung einer maximalen Ausnutzung des verfügbaren Raumes nur beispielsweise. Es können auch andere Formen wie ein länglicher Gehäusequerschnitt verwendet werden.

Wenn das Diagnosegerät in eine Bauchhöhle eingesetzt wird, wird das Übertragungsmedium TM aus der Kammer 124 durch das Flüssigkeitszufuhr- und -auslaßrohr 129 verdrängt, um die Membran 130 zu kontrahieren und das Einsetzen nicht zu stören. Das Einsetzen erfolgt während der optischen Beobachtung des Inneren der Bauchhöhle durch das Objektiv und den Abbildungsleiter 125. Wenn das distale Ende SA des Endoskops gegenüber einem gewünschten Bereich der Bauchhöhle liegt, wird das Medium TM durch das Rohr 129 in die Kammer 124 geleitet, wie Fig.23A zeigt, so daß die Membran 130 expandiert, bis sie an der Innenwand S der Bauchhöhle anliegt Danach wird der US-Wandler 123 über Anschlußleitungen 120 erregt, die mit einem Sender und Empfänger verbunden sind, und durch eine nicht gezeigte Antriebseinrichtung geschwenkt

Die Auflösung der Abbildung erfordert eine Zeitauflösung (Auflösung in der Richtung, in der der Ultraschallstrahl fortschreitet) und eine azimutale Auflösung (Auflösung in Richtung senkrecht zu der Richtung, in der der Strahl fortschreitet). Um eine tomographische Ultraschallabbildung hoher Auflösung zu erreichen, müssen diese beiden Auflösungen verbessert werden. Die zeitliche Auflösung wird durch die Breite des Ultraschallimpulses und dessen Frequenz bestimmt, während die azimuthale Auflösung durch die Richtwirkung und geometrische Form des Ultraschallstrahls bestimmt wird. Wenn der Ultraschallwandler 123 scheibenförmig ist, wird die Richtwirkung des Ultraschallstrahls durch die Frequenz und den Durchmesser der Scheibe bestimmt Wenn daher die Frequenz konstant ist, ist die Richtwirkung um so schärfer, je größer der Durchmesser ist. Wenn dagegen der Durchmesser konstant ist, ist die Richtwirkung mit Zunahme der Frequenz um so schärfer. F i g. 25 zeigt schematisch den keulenförmigen Verlauf des Ultraschallstrahls relativ zum Durchmesser des US-Wandlers 123. Die durchgehende Linie B 1 stellt den Verlauf bei erhöhtem Durchmesser dar, während die unterbrochene Linie B 2 den Verlauf bei verringertem Durchmesser darstellt. Die Absorption des Ultraschallstrahls durch Körpergewebe erhöht sich, wenn die Frequenz zunimmt, so daß es schwierig ist, eine Abbildung tief innerhalb des Körpers durchzuführen. Somit besteht eine Grenze der Frequenz, die im Diagnosegerät benutzt werden kann, so daß der Durchmesser des US-Wandlers 123 so groß wie möglich gemacht werden sollte, um die Richtwirkung (azimuthale Auflösung) zu verbessern. Der Ultraschallwandler 123 muß in das distale Ende SA des Endoskops eingebaut werden, so daß die Größe des US-Wandlers 123 begrenzt ist. Der US-Wandler 123 muß außerdem schwenkbar befestigt sein und auch geschwenkt und nicht nur in das distale Ende 5/4 eingebaut werden können. Es ist daher sehr schwer, den Durchmesser des US-Wandlers 123 zu erhöhen.

Zur Beseitung dieses Problems bei der vorliegenden Ausführungsform des Endoskops ist der Radius der

Winkelbewegung des US-Wandlers 123, der durch den Zwischenraum zwischen der Ultraschallenergieemissionsfläche und der Achse der Schwenkbewegung bestimmt ist, verringert, so daß der Wandler einen erhöhten Durchmesser haben kann, wie F i,%. 26 zeigt

Der US-Wandler 123 hat einen scheibenförmigen Ultraschallvibrator 131 und zwei Elektrodenschichten 132, 133 auf der oberen und unteren Oberfläche. Die untere Oberfläche der Elektrodenschicht 133, die die Ultraschallenergieemissionsfläche darstel.t, und die Seitenfläche r. des Wandlers i23 sind mit einer Isolierschicht 134 versehen. Eine Ultraschalldämpfungsschicht 135 ist an der oberen Oberfläche der Elektrodenschicht 132 befestigt Zwei Tragstifte 135a, 135ft sind einstückig mit der Dämpfungsschicht 135 ausgebildet und stehen über die gegenüberliegenden Seiten entgegengesetzt vor. Die Stifte 135a, 1356 sind in zwei Lageröffnungen 128a, 128£> eingesetzt, die im Gehäuse 128 parallel zu dessen Nebenachse ausgebildet sind, so daß der US-Wandler 123 um ein- Achse, die durch die Stifte 135a, 1356 verläuft, in einer Ebene schwenkbar ist die die Hauptachse des Gehäuses 128 umfaßt Die obere Oberfläche der Dämpfungsschicht 135 ist mit einem Vorsprung 135c versehen, der von einer nicht gezeigten Einrichtung angetrieben wird, um den Wandler 135 zu schwenken.

Fig.27 zeigt eine weitere Ausführungsform des Befestigungsmechanismus des US-Wandlers. Der Wandler 123.4 hat zwei konische Lageröffnungen 135c/, 135e an gegenüberliegenden Seiten seiner Dämpfungsschicht 135, die miteinander fluchten, und konische Köpfe von Stiften 136a, 136b, die in das Gehäuse i28 eingebettet sind, greifen in die öffnungen 135c/, 135e, auf diese Weise ist der US-Wandler 123 um eine Achse schwenkbar, die durch die öffnungen 135c/, 135e bestimmt wird. Der US-Wandler 123/4 kann in der gleichen Weise wie der US-Wandler 123 in Fig.26 betrieben werden.

F i g. 28 zeigt eine weitere Ausführungsform der Antriebseinrichtung für den US-Wandler 123. Der Vorsprung 135c, der an der oberen Oberfläche der Dämpfungsschicht 135 ausgebildet ist, erstreckt sich durch eine öffnung 128a in der oberen Wand des Gehäuses 128 und in das distale Ende 5A Eine wasserdichte Membran 136 aus flexiblem Material wie eine Gummimembran ist um den Vorsprung 135c angeordnet, um die Wasserdichtheit aufrecht zu erhalten und eine Bewegung des Vorsprungs 135c zu ermöglichen. Ein Antriebsdraht 137 ist mit der Oberfläche des Vorsprungs 135c verbunden. Ein Ende des Drahts 137 ist mit einem stationären Teil 5a an einer zylindrischen Auskleidung, die das distale Ende 5A begrenzt, über eine Spiralzugrückholfeder 138 verbunden. Das andere Ende des Drahts 137 erstreckt sich zu einer nicht gezeigten Antriebseinheit, die im proximalen Beditnungsteil 2 angeordnet ist. Durch Spannen und Entspannen des Drahtes 137 kann der US-Wandler 123 geschwenkt werden. Mit 139a, 1396 sind Scheiben bezeichnet, die an den Bahnbiegungen des Drahtes 137 angeordnet sind.

Die Antriebseinrichtung nach den Fig. 29 und 30 besteht aus einer Antriebsscheibe 141, die mit einer nicht gezeigten Antriebseinheit verbunden ist, die aus einem Motor oder dergleichen bestehen kann, einem Antriebsdraht 142, der an der Scheibe 141 befestigt ist und dessen gegenüberliegendes Ende am US-Wandler 123 befestigt ist, einem Tragrahmen 143, der die Scheibe 141 drehbar trägt, einer Kornpressionsschraubenfeder 144, die auf den Rahmen 143 drückt um ihn in einer Richtung zu bewegen, in der der Draht 142 gespannt bleibt einem Gehäuserahmen 145, das am proximalen Bedienungsteil 2 des Endoskops befestigt ist und die Feder 144 aufnimmt und drei Scheibenpaaren 146a, 1466, 147a, 1476, 148a, 1486, die die Bahn des Drahtes 142 bestimmen.

Der Draht 142 besteht aus einem flexiblen Werkstoff geringer Dehnung wie Stahl. Auf seiner Länge ist der Draht 142 an der Scheibe 141 befestigt während die gegenüberliegenden Enden durch einen Führungsschlitz 149 verlaufen, der vom proximalen Bedienungsteil 2 in das distale Ende 5A des Endoskops zur oberen Oberfläche der Dämpfungsschicht 135 des Wandlers 123 führt

Die Stellen, an denen die gegenüberliegenden Enden des Drahtes 142 an der Dämpfungsschicht 135 befestigt sind, sind so gewählt, daß sie in einer Ebene senkrecht zu den Stiften 135a, 1356 an der Dämpfungsschicht 135 abstandsgleich von diesen liegen.

Bei dieser Konstruktion der Antriebseinrichtung kann der Wandler 123 über den Draht 142 durch Drehen der Scheibe 141 mittels der Antriebseinheit geschwenkt werden. Wie Fig.31 zeigt führt der US-Wandler 123

eine Winkelbewegung von θ=—Φ aus, wobei r der

Radius der Scheibe 141, R der Abstand von der Achse, die durch die Stifte 135a, 1356 des Wandlers 123 bestimmt wird, zu der Befestigungsstelle der gegenüberliegenden Enden des Drahtes 142 und Φ der Winkel ist, um den die Scheibe 141 aus ihrer zentralen Lage gedreht wird. Der Abtastwinkel θ des Wandlers 135 ist somit dem Schwenkwinkel Φ der Scheibe 141 bei konstanter Proportionalität r/R proportional. Durch Befestigung eines Schwenkwinkelgebers 3 wie eines Potentiometers an der Welle 141a der Scheibe 141 kann der Abtastwinkel θ des Wandlers 123 ermittelt werden.

Die mit der Scheibe 141 verbundene Antriebseinrichtung kann wie in Fig.32 konstruiert sein. Die Scheibe 141 ist direkt mit einer Welle 141a verbunden, die die Ausgangswelle eines Impulsmotors 152 ist, der mit einer Kupplung und einem Untersetzungsgetriebe 151 versehen ist, das der Wandler, d. h. eine Antriebsumwandlungs- und Übertragungseinrichtung darstellt. Die Scheibe 141 kann auch an einer Welle 141a befestigt sein, an der ein Zwischenzahnrad 153 befestigt ist, das mit einem weiteren Zwischenzahnrad 154 kämmt, das wiederum an der Ausgangswelle 151a eines Impulsmotors 152 befestigt ist, der eine Kupplung und ein Untersetzungsgetriebe 151 aufweist wie Fig.33 zeigt.

Wenn ein Impulsmotor 152 als Antriebseinrichtung verwendet wird, können die Antriebsimpulse des Motors 152 gezählt werden, um ein Signal abzuleiten, das den Abtastwinkel θ des US-Wandlers 123 angibt, so daß auf einen gesonderten Abtastwinkelgeber verzichtet werden kann.

Fig.34 zeigt eine weitere Ausführungsform der Antriebseinrichtung des US-Wandlers 123, die so aufgebaut ist, daß der Wandler automatisch in eine Startposition der Sektorabtastung zurückkehrt Die Antriebseinrichtung hat eine Antriebsscheibe 161, die mit einer nicht gezeigten Antriebseinheit verbunden ist die ein Motor sein kann, einen Antriebsdraht 162, der mit .-!em einen Ende mit der Scheibe 161 und mit dem anderen Ende mit dem US-Wandler 123 verbunden ist, einen Rahmen 163, an dem die Scheibe 161 drehbar gelagert ist, eine Schraubenkompressionsfeder 164, um den Rahmen 163 in einer Richtung vorzuspannen, in der

der Draht 162 gespannt bleibt, einen Gehäuserahmen

165, der die Feder 164 aufnimmt, eine Umlenkscheibe

166, ein leitendes Teil 167 auf der oberen Oberfläche der Dämpfungsschicht 135, eine leitende Schraubenzugfeder 168, die zwischen dem leitenden Teil 167 und dem Gehäuse 128 angeordnet ist, und einen Anschlag 169 für den Wandler 123, der fest am Gehäuse 128 angeordnet ist und auch als Elektrode dient. Die leitende Feder 168 und der Anschlag 169 sind mit einer Anzeigeeinheit 171 über Anschlußleitungen 170a, 170£> verbunden.

Bei dieser Anordnung ermöglicht es die Anzeigeeinheit, eine Verbindung des Anschlags 169 mit dem leitenden Teil 167 zu erkennen, so daß eine entsprechende Lage des US-Wandlers 123 als Bezugslage bzw. Startlage für die Sektorabtastung gewählt werden kann. Die Scheibe 161 wird entgegen der Kraft der Feder 168 aus dieser Stellung gedreht, so daß die Abtastung des US-Wandlers 123 veranlaßt wird.

Ein Drehpotentiometer bzw. ein Potentiometer, das sin θ und cos Θ-Funktionen erzeugt, kann mit der Welle 161a der Scheibe 161 als Winkeldetektoreinrichtung verbunden sein, um den Abtastwinkel θ des US-Wandlers 123 ableiten zu können.

Fig.35 zeigt eine Abwandlung der mechanischen Abtastanordnung der F i g. 29 und 30 in Verbindung mit einer Membran 173. Der Führungsschlitz 149, durch den sich der Draht 142 erstreckt, verläuft zwischen der Kammer 124, die den US-Wandler 123 aufnimmt, und dem proximalen Bedienungsteil 2 des Endoskops, so daß, wenn die Membran 172, die die Kammer 124 schließt, vorgesehen ist, auch ein Flüssigkeitszufuhr- und Auslaßrohr 129 vorhanden sein muß, das ein Ultraschallübertragungsmedium TM der Kammer 124 zuführt oder aus dieser verdrängt. Außerdem muß der Führungsschlitz 149 von der Kammer 124 wasserdicht isoliert sein. Im vorliegenden Falle ist derSchlitz 149 von der Kammer 124 durch eine rohrförmige wasserdichte Membran 173 isoliert, deren eines Ende auf die Öffnung des Schlitzes 149 aufgebracht und deren anderes Ende auf der Dämpfungsschicht 135 derart aufgebracht ist, daß eine Störung beim Spannen oder Entspannen des Drahtes 142 vermieden wird; weiterhin ist eine konische Schraubenfeder 174 innerhalb der Membran 173 angeordnet, um sie in einer bestimmten Form zu haken.

Bei dieser Anordnung verläuft der Draht 142 durch den Schlitz 149 innerhalb der Feder 174, so daß der Betrieb des US-Wandlers 123 ermöglicht und der Schlitz 149 gegen die Kammer 124 wasserdicht isoliert wird.

Fig.36 zeigt eine Ausführungsform der mechanischen Abtasteinrichtung, bei der der US-Wandler 123 im distalen Ende SA eines Endoskops mit Vorwärtsbeobachtung angeordnet ist und dort durch einen Miniaturantriebsmotor 175 angetrieben wird. Wie Fig.37 zeigt, ist der Motor 175 im oberen Teil des Gehäuses 128 zusammen mit einem Untersetzungsgetriebe 176 angeordnet, das einen Wandler darstellt. Das Getriebe 176 hat eine Ausgangswelle 176a, die sich wasserdicht durch eine Trennwand 177 in das Gehäuse 124 erstreckt. Eine Reibscheibe 178 ist am freien Ende der Abtriebswelle 176a befestigt; ihre Umfangsfläche liegt an der Seitenfläche eines Vorsprungs 135/ an, der .an der oberen Endfläche der Dämpfungsschicht 135 am linken Ende vorsteht. Wenn der Motor 175 erregt wird, wird die Reibscheibe 178 über das Untersetzungsgetriebe 176 gedreht, um den US-Wandler 123 zu schwenken, der daran anliegt. Mit 129 sind Versorgungsleitungen des Motors 175 bezeichnet.

Die Fi g. 38 und 39 zeigen eine weitere Ausführungsform der mechanischen Abtasteinrichtung des Diagnosegeräts. Der US-Wandler 123 wird zur Abtastung mittels eines Miniaturantriebsmotors 181 geschwenkt, der im distalen Ende 5A in der gleichen Weise wie bei dem Endoskop der F i g. 36 und 37 angeordnet ist. Dem Motor 181 ist ein Untersetzungsgetriebe 182 zugeordnet, das einen Wandler darstellt. Das Untersetzungsgetriebe 182 hat eine Abtriebswelle 182a, die sich nach dessen einer Seite oder nach dessen beiden Seiten erstreckt. Der obere Teil der Dämpfungsschicht 135 ist mit zwei Halterungen XZSg, 135Λ oder einer einzigen Halterung 135/ einstückig ausgebildet, die die Welle 182a trägt Der Motor 181 kann somit betrieben werden, um den US-Wandler 123 über das Getriebe 182 zu schwenken.

Wenn die mechanische Abtasteinrichtung der F i g. 36 bis 39 im Endoskop verwendet wird, arbeitet es in der gleichen Weise und mit der gleichen Wirkung wie bei Verwendung des Antriebsdrahtes der F i g. 29 bis 34.

Die Abbildungsvorrichtung der Fig. 13 bis 18 kann direkt für die Ausführungsformen verwendet werden, bei denen der US-Wandler in Endoskope mit direkter Vorwärts-Beobachtung eingebaut wird, wie die F i g. 23 bis 39 zeigen.

Hierzu 17 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Endoskop mit einem rohrförmigen Körper, einem in diesem verstellbaren Ultraschall-Sende-Empfangswandler, der mit elektrischen Verbindungsleitungen an eine körperexterne Ultraschall-Auswerte-Anzeigevorrichtung angeschlossen iit, sowie mit einer Verstelleinrichtung und einem Stellungsgeber für den Wandler, dadurch gekennzeichnet,

daß der Körper ein flexibler Schlauch (3) ist,
daß nahe dem distalen Ende des Schlauches ein Beleuchtungsfenster (15, 121a) und daneben ein Beobachtungsfenster(19,121 /^vorgesehen sind, die mit einer am proximalen Ende des Schlauches vorgesehenen Beleuchtungs- und Beobachtungseinrichtung^) verbunden sind,

daß nahe dem distalen Ende (5, 5A) des Schlauches eine Kammer (12; 124) mit einer Öffnung (\2a) nahe dem Beobachtungsfenster (15; 122) ausgebildet ist,
daß in der Kammer hinter dem Beobachtungsfenster der Ultraschallwandler (11, IM; 123, \23Α)Ιΰτ eine B-Sektorabtastung schwenkbar gelagert ist,
daß die Verstelleinrichtung für eine Sektorabtastung ausgebildet ist,

daß der Stellungsgeber ein elektronischer oder photoelektrischer Abtastwinkelgeber (32) ist und
daß die Öffnung der Kammer mit einer hochelastischen Membran (95,111, 130, 172) verschlossen ist, die durch eine in die Kammer einpumpbare Ultraschall-Kopplungsflüssigkeit (TM) nach außen erweiterbar ist

2. Endoskop nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Endoskop ein Endoskop (1) mit seitlicher Beobachtung und die Kammer (12) so ausgebildet ist, daß sich ihre Öffnung (i2a) in den Umfang des distalen Endes (5) dieses Teils des Endoskops öffnet und in der gleichen seitlichen Richtung verläuft, wie das Beleuchtungsfenster (15) und das Beobachtungsfenster (19).

3. Endoskop nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Endoskop ein Endoskop (1) mit Vorwärtsbeobachtung und die Kammer (124) so ausgebildet ist, daß sich ihre Öffnung in die vordere Endfläche des distalen Endes (5A) dieses Teils des Endoskops öffnet und in der gleichen nach vorn verlaufenden Richtung wie das Beleuchtungsfenster (121a, 121Z^ und das Beobachtungsfenster (122) gerichtet ist.

4. Endoskop nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß sich die Membran (95, 11,130,172) aus der Öffnung (12a,) heraus erstreckt.

5. Endoskop nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Verstelleinrichtung in der proximalen Beleuchtungs- und Beobachtungseinrichtung (2) des Endoskops (1) einen Antriebsmotor mit Untersetzungsgetriebe und einen eine Drehung in eine Drehschwingung (Schwenkbewegung) umwandelnden Wandler aufweist, der über ein Antriebsübertragungsglied, insbesondere in Form eines flexiblen Drahtes (28) oder einer flexiblen Welle (41) den Ultraschallwandler (11) verstellt (Fig. 2,6,28bis35).

6. Endoskop nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Antriebseinrichtung einen Antriebsmotor (90, 175, 181) im distalen Ende (5, 5A) des Endoskops (1) aufweist, dem ein dessen Drehung in eine langsamere Drehschwingung umwandelnden Wandler (11, 91, 176, 182) nachgeschaltet ist und dessen Ausgangswelle (92, 176a, i»2a) auch als Tragwelle des Ultraschall-Sende-Empfangswandlers (Ii, 123) dient

7. Endoskop nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Wandler (11) von der Ultraichall-Kopplungsflüssigkeit (TM) durch ein magnetisches Fluid (112) abgedichtet ist das einen Permanentmagnetkreis (114a, 113, 1146; 115a, M5b) füllt, der an der Trennwand (116) zwischen dem Wandler (11) und der Kammer (12) gebildet ist und sich durch die bzw. längs der Ausgangswelle (92) erstreckt

8. Endoskop nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet daß der Abtastwinkelgeber als Drehpotentiometer (45) im distalen Ende (5) des Endoskops (1) ausgebildet ist dessen Achse mit der Tragwelle (44) des Wandlers (IS) gekuppelt ist

9. Endoskop nach Anspruch 1, dadurch gekenn-²< > zeichnet daß der Abtastwinkelgeber als Drehkodierer (81) ausgebildet ist (F i g. 10).

10. Endoskop nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Abtastwinkelgeber (AD)m\t einem Sinus- und einem Cosinus-Funktionsgenerator (SFG CFG) verbunden ist der entsprechend einem Abtastwinkelsignal (Θ) Sinus- und Cosinuswerte erzeugt

11. Endoskop nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dauurch gekennzeichnet daß die Ultraschall-Auswerte-Anzeigevorrichtung (2) einen Taktimpulsgenerator (CG) zur Erzeugung eines Taktimpulssignals aufweist, das als Antriebssignal der als Impulsmotor (M3) ausgebildeten Verstelleinrichtung zuführbar ist, einen Adressenzähler (AC) zum Zählen des Taktimpulssignals, um eine den Abtastwinkel (Θ) angebende Information abzuleiten, sowie einen Speicherkreis (MCi, MC2), der Sinus- und Cosinuswerte entsprechend den Abtastwinkeln (Θ) speichert und das Auslesen gewählter Sinus- und Cosinuswerte in Abhängigkeit von einem Adressensignal des Adressenzählers ermöglicht

12. Endoskop nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß der Speicherkreis (MCi, MC2) ein Festspeicher ist, dem ein DA-Wandler (DACi, DAC2) zugeordnet ist, der ein aus dem Speicher ausgelesenes digitales Signal in ein entsprechendes Analogsignal umwandelt

13. Endoskop nach Anspruch 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, daß dem Adressenzähler (AC) ein leistungsloser Speicher (MCi), der eine vom Zähler zugeführte, einen Abtastwinkel angebende Information speichert, ein Abtastwinkelgeber (DP), der eine externe Anzeige des vom leistungslosen gespeicherten Inhalts bewirkt, und ein Lese/Schreib-Steuerkreis (RWC) zugeordnet ist, der den Informationsfluß zwischen dem Adressenzähler und dem leistungslosen Speicher steuert.