DE3821103C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Ultraschall-Abbildungsgerät nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Derartige Ultraschall-Abbildungsgeräte dienen zur Erzeugung eines B-Mode-Bildes (zweidimensionales Bild) der Blutstromgeschwindigkeit unter Verwendung von Ultraschallwellen.

Mit einem Feld-Ultraschall-Wandler erfolgt eine lineare Abtastung. Zur Fokussierung eines Ultraschallstrahls werden die zu einer Gruppe gehörigen Wandlerelemente zu unterschiedlichen Zeiten angesteuert. Zuerst werden die an den Enden der Gruppen befindlichen Wandler angesteuert, zuletzt wird der in der Mitte befindliche Wandler angesteuert. Von dem Ultraschall-Wandler werden Echos aus dem zu untersuchenden Körper empfangen. Die Echosignale werden ebenso verzögert wie die gesendeten Ultraschallstrahlen, und die Echosignale werden in ein Tomographiebildsignal umgesetzt. Dieses kann auf einem TV-Monitor dargestellt werden.

Eine spezielle Art der Abtastung ist die sogenannte Sektor- Abtastung. Dabei werden Ultraschallstrahlen sequentiell derart gesendet, daß der zu untersuchende Körper sektorweise abgetastet wird, wobei ein gegebener Punkt als Mitte festgelegt wird. Die Wandlerelemente werden zu unterschiedlichen Zeiten angesteuert, abhängig von der Abtastrichtung, so daß sich die Leitrichtung für die Strahlen bei jeder Abtastlinie ändert.

Zusätzlich zu der eingangs erwähnten linearen Abtastung und der Sektorabtastung gibt es ein mechanisches Abtastsystem, bei dem ein Ultraschall-Wandler auf einem mechanischen Abtastgerät bewegt wird.

Das Ultraschall-Abbildungsverfahren hat es ermöglich, den Blutstrom in Gefäßen darzustellen. Hierbei wird vom Dopplerverfahren Gebrauch gemacht. Bewegliche Substanzen, zum Beispiel ein Blutstrom innerhalb eines lebenden Körpers wird mit Hilfe des Dopplereffekts erfaßt.

Das Grundprinzip des Dopplerverfahrens ist folgendes:

Wenn der Blutstrom im Inneren eines lebenden Körpers Ultra­ schallwellen ausgesetzt wird, werden die Blutkörperchen während ihrer Bewegung zu kleinen Vibrationen angeregt, und sie reflektieren die US-Wellen. Damit wird aufgrund des Dopplereffekts die Frequenz der reflektierten Wellen etwas höher als die der gesendeten Wellen. Eine solche Frequenz­ verschiebung kann man feststellen, wobei das Ausmaß der Frequenzänderung als Dopplerverschiebungsfrequenz bezeich­ net wird. Da die Dopplerverschiebungsfrequenz proportional zur Blutstromgeschwindigkeit ist, lassen sich die Blutstrombedingungen klar beobachten.

Bei einem herkömmlichen Blutstrom-Darstellungsgerät, wel­ ches nach dem oben geschilderten Prinzip arbeitet, um Blut­ strom-Information zu erhalten, wird eine vorbestimmte An­ zahl von US-Impulsen in eine gegebene Richtung wiederholt ausgesendet, und die sich ergebenden Echowellen werden nacheinander in Echosignale umgesetzt. Dann werden die Echosignale phasen-demoduliert, um Phaseninformationssi­ gnale zu erhalten, die ihrerseits digitalisiert und auf ein Digitalfilter gegeben werden. Durch das Digitalfilter wer­ den Signalkomponenten beseitigt, die tatsächlich oder vir­ tuell bewegungslosen Teilen innerhalb des Körpers entspre­ chen. Die durch das Digitalfilter hindurchgelaufenen Si­ gnale werden frequenz-analysiert, um die der Blutstromge­ schwindigkeit entsprechende Dopplerverschiebungsfrequenz festzustellen. Die Dopplerverschiebungsfrequenz wird als Blutstrominformation zur Erzeugung eines zweidimensionalen Bildes oder eines Profils der Blutstromgeschwindigkeit herangezogen. Die Blutstrominformation kann auf einem TV- Monitor dargestellt werden, entweder unabhängig von oder überlagert mit B-Mode- oder M-Mode-Information.

Zur gleichzeitigen Darstellung eines B-Mode- oder M-Mode- Bildes und - in überlagerter Weise - der Blutstromgeschwin­ digkeit ist ein Dopplerinformations-Detektorwandler vorge­ sehen, separat von oder integriert mit einem für die li­ neare Abtastung oder die Sektorabtastung ausgelegten Feld- US-Wandler. Beispielsweise werden US-Wellen entsprechend der Sektorabtastung in einen Körper gesendet, um B-Mode-In­ formation zu erhalten, und es werden US-Impulse in den Kör­ per gesendet, um Dopplerinformation zu erhalten. Die so er­ haltene B-Mode-Information und Dopplerinformation werden überlagert und auf dem TV-Monitor dargestellt.

Um die Dopplerinformation als zweidimensionales Bild der Blutstromgeschwindigkeit darzustellen, müssen enorme Daten­ mengen erzeugt werden. Aus diesem Grund ist beträchtliche Abtastzeit notwendig, um einen Rahmen (z. B. ein Vollbild) der Bildinformation zu erhalten.

In der DE-OS 31 21 513 ist ein Ultraschall-Abbildungsgerät der eingangs genannten Art beschrieben. Speziell besitzt das bekannte Gerät eine lineare Wandleranordnung mit einer Strahlfokussierungseinheit, die nach dem eingangs erwähnten Prinzip arbeitet. In der US-PS 38 30 223 ist ein Diagnosegerät beschrieben, bei dem bestimmte Körperteile mit Ultraschallsignalen bestrahlt werden, die verschiedene Frequenzen aufweisen und in einer vorbestimmten zeitlichen Ablauffolge erzeugt werden. Zur Synchronisation wird ein EKG-Signal verwendet.

Wenn man nun das EKG-Signal als Synchronisationssignal für die Ultraschall-Aufnahme hernimmt, so kann man daran denken, innerhalb einer Herzschlagperiode eine komplette Sektorabtastung durchzuführen. Bei einer angenommenen Periodendauer von einer Sekunde bewegt sich aber das untersuchte Organ - hauptsächlich aufgrund des sich bewegenden Herzens - selbst. Dies ist insbesondere bei Blutstrom-Darstellungen unerwünscht, da sich das Bild verzerrt: Betrachtet man ein Blutgefäß während einer Herzschlagperiode, so hat das Blutgefäß am Anfang der Herzschlagperiode eine etwas andere Lage als am Ende der Herzschlagperiode.

Aufgabe der Erfindung ist es, ein Ultraschall-Abbildungsgerät der eingangs genannten Art anzugeben, bei dem Bildverzerrungen wegen Körperbewegungen während des Aufnahmevorgangs weitestgehend ausgeschaltet werden.

Gelöst wird diese Aufgabe durch die im Anspruch angegebene Erfindung.

Vorteilhafte Weiterbildungen ergeben sich aus den Unteransprüchen.

Innerhalb einer Periodendauer des Herzschlagsignals eines zu untersuchenden Patienten erfolgt eine Unterteilung in Unterperioden, jeder Unterperiode ist eine bestimmte Unterzone zugeordnet. Die Speicherung innerhalb der Speichereinrichtung erfolgt nach Maßgabe der Unterperioden und der Unterzonen. Man erhält ein einziges Bild also nicht während einer einzigen Herzschlagperiode, sondern man erhält mehrere Bilder während mehrerer Herzschlagperioden.

Während einer ersten Zeitspanne des Herzschlagsignals erfolgt die Signalgewinnung und Speicherung für eine erste Unterzone eines ersten "Vollbildes", und für dieses Vollbild werden die Daten für die nächste Unterzone erst bei der nächsten Herzschlagperiode gewonnen, und zwar dann wieder während der ersten Unterperiode. Damit wird jedes Bild aus mehreren Unterzonen-Signalen zusammengesetzt, die jeweils während einer bestimmten Unterperiode einer Herzschlagperiode aufgenommen wurden. Innerhalb eines darzustellenden Bildes ergibt sich dann - was den Aufnahmezeitpunkt angeht - eine maximale Schwankungsbreite, die der Zeitdauer einer Unterzone entspricht.

Die Erfindung geht von dem Grundgedanken aus, daß sich ein Organ, von dem eine Aufnahme gemacht wird, während jeder Herzschlagperiode immer in gleicher Weise bewegt. Nimmt man ein Organ stets während der gleichen Bewegungsphase auf, so simuliert man damit ein praktisch stillstehendes Organ. Dies führt zu besonders scharfen Bildern.

Im folgenden werden Ausführungsbeispiele der Erfindung an­ hand der Zeichnungen näher erläutert. Es zeigt

Fig. 1 eine Prinzip-Skizze zur Veran­ schaulichung des Prinzips, auf dem die vorliegende Erfindung basiert,

Fig. 2 ein vereinfachtes Blockdiagramm des US-Bilddarstellungsgeräts,

Fig. 3 ein Blockdiagramm des US-Bilddar­ stellungsgeräts nach der Erfindung und

Fig. 4 und 5 Flußdiagramme, die die Betriebs­ weise des Geräts nach Fig. 3 er­ läutern.

Bevor spezielle Ausführungsformen der Erfindung erläutert werden, soll das der Erfindung zugrundeliegende Prinzip an­ hand von Fig. 1 beschrieben werden.

Wellenformen A stellen die Herzschlag-Wellenformen dar, die man durch ein an einem zu untersuchenden Körper befestigtes EKG-Gerät erhält. Es sei angenommen, daß nach Verstreichen einer Verzögerungszeit td nach dem Peak eines Herzschlags ein Referenz-Punkt für R-Wellen gegeben sei, und daß zu diesem Referenz-Zeitpunkt die Ultraschall-Abtastung gestar­ tet werde. Muster B repräsentieren Abtastzonen und auch Speicherbereiche von Rahmenspeichern (Vollbild- oder Halb­ bild-Speichern).

Zunächst wird innerhalb der ersten Herzschlag-Periode die erste Unterzone während der ersten Unter-Periode Δt unmit­ telbar im Anschluß an den Referenz-Punkt der R-Wellen abge­ tastet. In der Zeichnung ist die Unterzone durch Leitlinien 1 ∼m innerhalb einer Sektorzone bei B in Fig. 1 darge­ stellt. Die aus der ersten Abtastung resultierenden Bildsi­ gnale werden in einem Speicherbereich (1)-1 (erster Rahmen 1) entsprechend der Unterzone (1 ∼m) gespeichert. Als nächstes wird während der zweiten Unter-Periode Δt dieselbe Unterzone (1 ∼m) nochmals abgetastet, und die entstehenden Bildsignale werden in einem der Unterzone (1 ∼m) entsprechenden Speicherbereich (2)-1 (zweiter Rahmen 2) ge­ speichert.

Aus der obigen Schilderung ergibt sich, daß während der ersten Herzschlag-Periode die Unterzone (1 ∼m) wiederholt N-mal entsprechend N Unter-Perioden abgetastet wird, wobei die sich aus diesen Abtastungen ergebenden Bildsignale se­ quentiell in Speicherbereichen (1)-1 bis (N)-1 von Rahmen 1 bis N gespeichert werden.

Wenn das Speichern der Bildsignale im Speicherbereich (N)-1 abgeschlossen ist und das nächste Herzschlag-Signal erzeugt wird, wird die der Unterzone (1 ∼m) benachbarte Unterzone (m + 1 ∼ 2 m) während der nächstfolgenden Unter-Periode Δt der nächsten Herzschlag-Periode NΔt abgetastet, und die er­ haltenen Bildsignale werden in dem Speicherbereich (1)-2 des ersten Rahmens 1 gespeichert. Die gleiche Unterzone (m + 1 ∼ 2 m) wird während der nächstfolgenden Unter-Periode Δt abgetastet, und die erhaltenen Bildsignale werden im Speicherbereich (2)-2 des Rahmens 2 abgespeichert. Auf diese Weise wird die Unterzone (m + 1 ∼ 2 m) wiederholt ab­ getastet, und die erhaltenen Bildsignale werden sequentiell in dem Speicherbereich (1)-2 des Rahmens 1 bis zum Speicherbereich (N)-2 des Rahmens N gespeichert.

Aus der obigen Beschreibung ist ersichtlich, daß dieselbe Unterzone der abgetasteten Zone mehrmals während jeder Herzschlag-Periode abgetastet wird, wobei die sich aus den Abtastungen ergebenden Bildsignale sequentiell in entspre­ chenden Speicherbereichen mehrerer Speicher abgespeichert werden. Mit Hilfe eines derartigen Abtastschemas werden z. B. in dem in Fig. 1 gezeigten Rahmen 1 die Unterzonen (1 ∼m) bis (N-1) m∼Nm während der ersten Unter-Periode jeder der aufeinanderfolgenden Herzschlag-Perioden abgetastet. Wenn zum Abtasten der Unterzonen aufeinanderfolgende Herz­ schlag-Wellenformen verwendet würden, wären die zeitlichen Änderungen eines Körperteils oder eines Gewebebereichs innerhalb eines lebenden Körpers, betrachtet unter entspre­ chenden Unter-Perioden, äußerst klein im Vergleich zu den Änderungen, die man zwischen der ersten und der letzten Unter-Periode innerhalb einer Herzschlag-Periode beobach­ tet. Wenn also ein Rahmen zusammengesetzt wird aus Bildsi­ gnalen, die durch Abtastungen während erster Unter-Perioden aufeinanderfolgender Herzschlag-Perioden erhalten werden, wie es oben geschildert wurde, beträgt die Zeitdifferenz für einen Rahmen oder eine Zeitdifferenz zwischen der ersten Leitlinie und der letzten Leitlinie maximal Δt. Dies ist ein ziemlich kleiner Wert.

Im folgenden wird unter Bezugnahme auf Fig. 2 eine konkrete Ausführungsform eines Ultraschall-Bilddarstellungsgeräts beschrieben, welches auf dem obigen Prinzip beruht.

An eine Sende-Empfangs-Schaltung 12 ist ein US-Wandler 11 gekoppelt, der aus einem Feld aus mehreren US-Wandlerele­ menten besteht und einen Wandlerabschnitt, der sich für die Sektorabtastung zur Gewinnung von B- oder M-Mode-Informa­ tion eignet, und einen weiteren Wandlerabschnitt zum Erhalt von Dopplerinformation besitzt. Diese Wandlerabschnitte können separat voneinander oder einstückig miteinander aus­ gebildet sein.

Die Sende-Empfangs-Schaltung 12 enthält eine Schaltungsein­ richtung zum Anlegen von Treibersignalen an den US-Wandler 11, um B- oder M-Mode-Information und die Dopplerinforma­ tion zu erhalten, sowie eine Schaltungseinrichtung, die von dem Wandler 11 Echosignale entsprechend der B- oder M-Mode- Information sowie Dopplersignale, die der Dopplerinforma­ tion entsprechen, empfängt, und in der Schaltung werden die Signale verstärkt und demoduliert. Die Sende-Empfangs- Schaltung 12 enthält außerdem eine Schaltungseinrichtung zum Digitalisieren der B- oder M-Mode-Signale, und weiter­ hin eine Schaltung zur Phasen-Demodulation der Dopplersig­ nale, zum Digitalisieren der phasen-demodulierten Signale, zum Filtern digitaler, phasen-demodulierter Signale, zur Frequenzanalyse der gefilterten, phasen-demodulierten Si­ gnale und zur Bereitstellung von Blutstrominformation.

Der Ausgang der Sende-Empfangs-Schaltung 12 ist an einen Dateneingangsanschluß eines Speichers großer Kapazität (Massenspeicher) 15 und an einen Eingangsanschluß einer Schaltanordnung 17 angeschlossen. Ein Datenausgangsanschluß des Speichers 15 ist an einen weiteren Eingangsanschluß der Schaltanordnung 17 angeschlossen.

Der Ausgang der Schaltanordnung 17 ist an einen Rahmen- oder Teilbildspeicher 13 angeschlossen, dessen Speicherkapazität ausreicht, ein Teilbild eines Sektor-B-Mode-Bildes zu spei­ chern. Entweder die aus dem Speicher 15 ausgelesene Bildin­ formation oder die von der Sende-Empfangs-Schaltung 12 aus­ gegebene Bildinformation wird selektiv über die Schaltan­ ordnung 17, die von einer Steuerschaltung 16 gesteuert wird, an den Rahmenspeicher 13 gegeben, so daß ein Rahmen eines Sektor-B-Mode-Bildes erzeugt und dann auf dem Anzei­ gegerät 14 dargestellt wird.

Zum Steuern der Sende-Empfangs-Schaltung 12, der Schaltan­ ordnung 17, des Rahmenspeichers 13 und der Anzeigevorrich­ tung 14 ist mit diesen Einheiten die Steuerschaltung 16 verbunden, die außerdem an ein EKG-Gerät 18 angeschlossen ist, welches an einen zu untersuchenden Körper angelegt ist, um von diesem Herzschlag-Signale zu empfangen.

Die in Fig. 2 dargestellte Einrichtung arbeitet wie folgt:
Nach Empfang eines Herzschlag-Signals von dem EKG-Gerät 18 sendet die Steuerschaltung 16 ein Abtast-Startsignal an die Sende-Empfangs-Schaltung 12, und zwar zu einem Zeitpunkt, der von dem ersten Peak der Herzschläge gemäß Fig. 1 um eine Zeitspanne td verzögert ist. Ansprechend auf dieses Abtast-Steuersignal steuert die Sende-Empfangs-Schaltung 12 den US-Wandler 11 derart an, daß dieser wiederholt die Un­ terzone (1 ∼m) der in Fig. 1 dargestellten Sektorzone ab­ tastet. Die während der ersten Unter-Periode Δt von der Sende-Empfangs-Schaltung 12 erhaltenen Bildsignale aufgrund der Abtastung der Unterzone (1 ∼m), welche den Abtastli­ nien 1 ∼m entsprechen, werden in dem Speicherbereich (1)-1 des Massenspeichers 15 gespeichert, und die von der Schal­ tung während der nächsten Unter-Periode von Δt ausgegebenen Bildsignale, die wiederum den Abtastlinien 1 ∼m entspre­ chen, werden in dem Speicherbereich (2)-1 des Massenspei­ chers 15 gespeichert. Auf diese Weise erhält man durch wiederholtes Abtasten der Unterzone (1 ∼m) Bildsignale, die sequentiell in Speicherbereichen (1)-1 bis (N)-1 des Massenspeichers 15 gespeichert werden.

Wenn von dem EKG-Gerät 18 das nächste Herzschlag-Signal an die Steuerschaltung 16 gegeben wird, spricht die Sende- Empfangs-Schaltung 12 auf ein daraufhin von der Steuer­ schaltung 16 ausgegebenes Abtast-Startsignal an, um den US- Wandler 11 anzusteuern und dadurch die Unterzone (m + 1∼ 2 m) abzutasten. Die Sende-Empfangsschaltung 12 erzeugt Bildsignale für die Unterzone (m + 1 ∼ 2 m) in Intervallen von Δt, die den Linien m + 1 ∼ 2 m entsprechen, und die Bildsignale werden in Speicherbereichen (1)-2 bis (N)-2 des Massenspeichers 15 gespeichert.

Nachdem sämtliche Unterzonen (1 ∼m) bis ((N-1) m ∼ Nm) der Sektorzone wiederholt abgetastet sind und sämtliche Bildsi­ gnale in dem Massenspeicher 15 gespeichert sind, werden die Bildsignale aus diesem Teilbild für Teilbild ausgelesen und in dem Teilbildspeicher 13 gespeichert. Die in dem Teil­ bildspeicher 13 gespeicherten Signale werden ausgelesen und an die Anzeigevorrichtung 14 gegeben, so daß ein Sektorto­ mographiebild auf der Anzeigevorrichtung 14 dargestellt wird. Die Zeitdifferenz zwischen dem Bild der ersten Linie und dem Bild der letzten Linie des dargestellten Bildes be­ trägt nicht mehr als Δt zwischen der ersten Abtastlinie 1 und der letzten Abtastlinie Nm.

Fig. 3 zeigt eine spezielle Schaltung zur Ausführung der vorliegenden Erfindung. Bei dieser Schaltung besitzt eine Sende-Empfangs-Schaltung 22 einen mit einem US-Wandler 11 gekoppelten Eingang und einen Ausgang, der an den Rahmen­ speicher 23 über die Schaltanordnung 17 verbunden ist.

Eine CPU (zentrale Verarbeitungseinheit) 24 ist vorgesehen, um die verschiedenen Teile der Schaltung in dem US-Bilddar­ stellungsgerät zu steuern. Die CPU 24 ist an die Schaltan­ ordnung 17, den Rahmenspeicher 23, die Zeitaddierschaltung 25 und die Speichersteuerschaltung 26 angeschlossen. Die Zeitaddierschaltung 25 ist an den Ausgang der EKG-Detektor­ schaltung 27 angeschlossen, um die von dem EKG-Gerät 18 kommenden Herzschlag-Signale zu erfassen. Die Zeitaddier­ schaltung 25 addiert die Zeit td zu der Zeit, in der ein Peak auftritt, und zwar ansprechend auf den Peak des er­ faßten Herzschlag-Signals, um so einen zeitlichen Abtast- Startpunkt und einen Abtastbereich entsprechend dem Inter­ vall Δt zu bestimmen.

Der Ausgang der Zeitaddierschaltung 25 ist an die Sende- Empfangs-Steuerschaltung 28 und die Speichersteuerschaltung 26 angeschlossen. Die Sende-Empfangs-Steuerschaltung 28 ist mit ihrem Ausgang an den Steuereingang der Sende-Empfangs- Schaltung 22 angeschlossen, um an diese Abtast-Steuersi­ gnale auf der Grundlage des Abtast-Startsignals sowie Ab­ tastbereichs Daten von der Zeitaddierschaltung 25 zu lie­ fern. Die Speichersteuerschaltung 26 ist mit dem Massen­ speicher 15 gekoppelt, um diesem Speichersteuerdaten, z. B. Adreßdaten, ansprechend auf Ausgangsdaten der CPU 24 und der Zeitaddierschaltung 25 zuzuführen.

Es sei nun auf die in Fig. 4 und 5 dargestellten Flußdia­ gramme Bezug genommen, die die Arbeitsweise der Anordnung nach Fig. 3 veranschaulichen.

In der Betriebsart "Bilddaten schreiben" bestimmt nach einem Start die CPU 24 die Zeit td und das Zeitintervall Δt auf der Grundlage der Herzschlag-Information, die vorab von einem Patienten erhalten wurde. Die CPU liefert die Daten bezüglich td und Δt an die Zeitaddierschaltung 25. Diese addiert die Zeit td auf die Zeit des Auftretens eines Peaks der Herzschlag-Signale (Wellenformen A in Fig. 1), die von der EKG-Detektorschaltung 27 ermittelt wurden, um eine Abtast-Startzeit festzulegen. Dann liefert sie ein Ab­ tast-Startsignal und ein Abtastbereich-Signal (Δt) an die Sende-Empfangs-Steuerschaltung 28 und die Speichersteuer­ schaltung 26. Ansprechend auf diese Signale liefert die Sende-Empfangs-Steuerschaltung 28 an die Sende-Empfangs- Schaltung 22 Abtast-Steuerdaten, die kennzeichnend sind für den Abtast-Startzeitpunkt und den Abtastbereich.

Ansprechend auf das Abtast-Startsignal bestimmt die Spei­ chersteuerschaltung 26 einen Anfangswert von Reihenadressen sowie einen Anfangswert von Spaltenadressen für das Ein­ schreiben von Daten, während ansprechend auf die von der Schaltung 28 kommenden Abtast-Steuerdaten die Sende- Empfangs-Schaltung 22 an den US-Wandler 11 Treiberimpulse zum Abtasten einer Unterzone, d. h. der Unterzone (1 ∼m), liefert, um die B- oder M-Mode-Signale und Dopplersignale zu gewinnen. Zusätzlich verarbeitet die Sende-Empfangs- Schaltung 22 vom Wandler 11 kommende Echosignale, um B- oder M-Mode-Bildsignale und Dopplerbildsignale zu erhalten, welche der abgetasteten Unterzone (1 ∼m) entsprechen. Wenn der Speicher 15 von Anfangswerten der Reihen- und Spaltenadressen spezifiziert ist, werden Bildsignale für die Abtastzone (1 ∼m) in dem Speicherbereich (1)-1 des Speichers 15 gespeichert, beginnend bei der Anfangsadresse.

Als nächstes wird von der Zeitaddierschaltung 25 der Wert Δt auf die vorhergehenden Zeitdaten addiert, so daß die Ab­ tast-Startdaten aktualisiert sind. Von der EKG-Detektor­ schaltung 27 wird entschieden, ob eine Herzschlag-Periode verstrichen ist. Wird festgestellt, daß sie nicht verstri­ chen ist, wird die Speicheradresse erhöht und die Abtast­ zone (1 ∼m) wird erneut abgetastet. Jetzt werden von der Sende-Empfangs-Schaltung 22 ausgegebene Bildsignale in dem Speicherbereich (2)-1 des Speichers 15 gespeichert. Auf diese Weise wird dieselbe Unterzone (1 ∼n) wiederholt ab­ getastet, bis eine Herzschlag-Periode vorbei ist, und die erhaltenen Bildsignale werden ihrerseits in Speicherberei­ chen (1)-1 bis (N)-1 des Speichers 15 gespeichert.

Wenn eine Herzschlag-Periode verstrichen ist, wird das in der Zeitaddierschaltung 25 gespeicherte Additionsergebnis gelöscht, und die Reihenadresse der Speichersteuerschaltung 26 wird erhöht. Es wird entschieden, ob eine vorbestimmte Anzahl von Herzschlägen stattgefunden hat, d. h. ob die An­ zahl von Herzschlägen, die zur Aufzeichnung der Bildsignale benötigt werden, bereits erreicht ist. Liegt die derzeitige Anzahl von Herzschlägen unter der vorbestimmten Anzahl, so wird erneut der Anfangswert der Spaltenadressen des Spei­ chers 15 eingestellt. Danach wird die Unterzone (m ∼ 2 m) wiederholt abgetastet, bis die nächste Herzschlag-Periode vorbei ist. Die aus der Abtastung hervorgehenden Bildsi­ gnale für die Unterzone (m ∼ 2 m) werden nacheinander in Speicherbereichen (1)-2 bis (N)-2 des Speichers 15 gespei­ chert.

Wenn die Abtastung der letzten Unterzone ((N-1)m ∼ Nm) ab­ geschlossen ist, gelangt der Ablauf zum Schreiben von Bild­ daten zum Ende.

Als nächstes soll das Lesen von Bilddaten aus dem Massen­ speicher 15 beschrieben werden.

Wenn der Lesebetrieb zum Lesen von Bilddaten eingeleitet ist, werden die Anfangswerte der Reihen- und Spaltenadres­ sen des Speichers 15 von der CPU 24 in der Speichersteuer­ schaltung 26 eingestellt. Um die in dem ersten Speicherbe­ reich (1)-1 der Sektorzone (Rahmen 1) gespeicherten Bildda­ ten aus dem Speicher 15 auszulesen, spezifiziert die Spei­ chersteuerschaltung 26 die Adressen des Speichers 15, die an der eingestellten Anfangsadresse beginnen. Die aus dem Speicherbereich (1)-1 ausgelesenen Bilddaten werden über die Schaltanordnung 17 zu dem Rahmenspeicher 23 übertragen und dort gespeichert.

Wenn das Lesen für den Speicherbereich (1)-1 abgeschlossen ist, wird die Reihenadresse erhöht. Da jetzt die Anzahl aufgetretener Herzschläge unter der vorbestimmten Anzahl liegt, werden Daten aus dem Speicherbereich (1)-2 nach Maß­ gabe der aktualisierten Reihen-Adresse ausgelesen. Auf diese Weise werden sequentiell aus Speicherbereichen (1)-1 bis (1)-N ausgelesene Daten nacheinander zu dem Rahmen­ speicher 23 übertragen, um dort gespeichert zu werden. Nach Speicherung in diesem Rahmen- bzw. Teilbildspeicher 23 werden Daten für ein Teilbild (Rahmen) in die Anzeigevor­ richtung 14 eingelesen und dort zur Anzeige gebracht.

Wenn beim Auslesen von Daten eine vorbestimmte Anzahl von Herzschlägen erreicht wurde, wird die Spal­ tenadresse aktualisiert. Jetzt wird das Auslesen von Daten des zweiten Rahmens 2 eingeleitet. Hierzu wird der Anfangs­ wert der Reihenadressen für den zweiten Rahmen 2 in der Speichersteuerschaltung 26 eingestellt. Danach werden wie im Fall des ersten Rahmens 1 die Daten sequentiell aus den Speicherbereichen (1)-2 bis (N)-2 des zweiten Rahmens 2 ausgelesen und zum Rahmenspeicher 23 übertragen.

Die oben beschriebenen Vorgänge werden wiederholt durchge­ führt, bis die Anzahl von ausgelesenen Rahmen die Rahmen- Teilungszahl N erreicht. Wenn das Auslesen der Daten im Rahmen N fertig ist, findet das Auslesen ein Ende.

Bei dem oben beschriebenen Ausführungsbeispiel läßt sich die Bildqualität verbessern, indem die Anzahl von Abtast­ linien oder -daten erhöht wird. Weiterhin läßt sich durch Vergrößern des Abtastwinkels bei der Sektorabtastung errei­ chen, ein Weitwinkelbild zur Darstellung zu bringen, so daß die für die Diagnose zu betrachtende Zone vergrößert werden kann.

Claims (5)

1. Ultraschall-Abbildungsgerät, umfassend:
eine Ultraschall-Wandlereinrichtung (11) die Ultraschallwellen zum Abtasten einer vorbestimmten Zone innerhalb eines zu untersuchenden Körpers aussendet und Echowellen der Ulraschallwellen empfängt und in elektrische Echosignale umwandelt,
eine Herzschlag-Detektoreinrichtung (18), die ein periodisches Herzschlagsignal liefert, und
eine Sende-Empfangseinrichtung (12), die an die Ultraschall- Wandlereinrichtung (11) gekoppelt ist, an diese Treibersignale liefert und die von dieser kommenden Echosignale verarbeitet, gekennzeichnet durch folgende Merkmale:
eine Speichereinrichtung (15) ist in Speicherbereiche (I)-J eingeteilt, wobei I=1, 2, . . ., N und J=1, 2, . . ., n,
eine Steuereinrichtung (16) steuert den Betrieb der Sende-Empfangseinrichtung (12) und der Speichereinrichtung (15) wobei:
die vorbestimmte Zone in n Unterzonen unterteilt abgetastet wird,
jede von n aufeinanderfolgenden Herzschlagperioden jeweils N aufeinanderfolgende Unterperioden mit jeweils gleicher Zeitdauer Δt aufweist,
nacheinander innerhalb jeder (J=1, 2, . . ., n) der n Herzschlagperioden eine jeweils zu J zugehörige Unterzone N-mal aufeinanderfolgend während der Zeitdauer Δt abgetastet wird und die dabei empfangenen Echosignale in die Speicherbereiche (1, . . ., I, . . ., N)-J eingeschrieben werden und
zur Darstellung eines von N-möglichen, sämtliche n Unterzonen umfassenden Vollbildes die Speicherbereiche (I)- 1, . . ., J, . . ., n ausgelesen werden.

2. Gerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuereinrichtung (16) auf das Herzschlagsignal anspricht, so daß pro Herzschlagperiode ein zeitlicher Abtaststartpunkt für die Unterperioden bestimmt wird.

3. Gerät nach Anspruch 1 oder 2, gekennzeichnet durch einen Vollbildspeicher (13), in den aus der Speichereinrichtung (15) ausgelesene, den Vollbildern entsprechende Signale eingespeichert werden.

4. Gerät nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Abtastung der Unterzonen als Sektorabtastung durchgeführt wird.

5. Gerät nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Abtaststartpunkt durch eine Zeitaddierschaltung (25) festgelegt wird, die auf das Herzschlagsignal anspricht.