| (11) | EP0059785B1 |
| (12) | EUROPÄISCHE PATENTSCHRIFT |
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| (54) | Ultraschallapplikator Ultrasound applicator Applicateur pour ultrasons |
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Anmerkung: Innerhalb von neun Monaten nach der Bekanntmachung des Hinweises auf die Erteilung des europäischen Patents kann jedermann beim Europäischen Patentamt gegen das erteilte europäischen Patent Einspruch einlegen. Der Einspruch ist schriftlich einzureichen und zu begründen. Er gilt erst als eingelegt, wenn die Einspruchsgebühr entrichtet worden ist. (Art. 99(1) Europäisches Patentübereinkommen).
[0001]Die Erfindung bezieht sich auf einen Ultraschallapplikator gemäß den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruchs 1.
[0002]Im menschlichen Körper liegen die für eine Ultraschallabtastung interessanten Organe, wie z. B. Nieren, Schilddrüse, Leber, Herz bzw. bei Frauen auch die weibliche Brust, in recht unterschiedlichen Tiefen. Damit weisen diese Organe nicht immer optimale Lage bezüglich des Fokus der abtastenden Ultraschallkeule auf. Dies gilt im Prinzip für alle Ultraschallapplikatoren mit Direktankopplung an der Körperoberfläche lediglich über ein Ankoppelgel. Solche Applikatoren sind z. B. normale Compound-Scanner, mechanische Sektorabtaster und insbesondere auch UItraschall-Arrays in beliebiger Ausbildung, wie sie z. B. in dem Aufsatz « Real-Time-Sonographie mit dem Linear-Array-Scanner Multison 400 von V. Zurinski und R. Haerten in der Zeitschrift « E-lectromedica 46 (1978) Heft 4, auf den Seiten 141 bis 148 beschrieben sind. Darüber hinaus sind aber auch noch solche Ultraschallapplikatoren bekannt, bei denen die Schwingerelemente über eine Wasservorlaufstrecke am Körper angekoppelt werden. Während jedoch das aus dem Prospekt « VIDOSON 735 SM Ultraschall-Real-Time-Tomograph mit Wasservorlaufstrecke DATA E 441 aus dem Jahre 1979 vorbekannte Gerät ohne besondere Maßnahmen keine Variation des Abstandes der Schwingerelemente von der Körperoberfläche innerhalb der Wasservorlaufstrecke ermöglicht, ist beim Ultraschall-Array der DE-PS 2529112 eine solche Abstandsänderung möglich. Bei letztgenanntem Ultraschallapplikator handelt es sich speziell um einen Sektor-Scanner, der aufgrund der gekrümmten Auslegung des Ultraschall-Arrays in einem Sektor zeilenweise abtastet. Es ist eine Verschiebeeinrichtung vorgesehen, die innerhalb der Wasservorlaufstrecke eine Veränderung des Abstandes zwischen gekrümmtem Array und Ankoppelstelle am Körper ermöglicht. Hierdurch kann die Spitze des Sektorfeldes im Innern des Körpers unter gleichzeitiger Verschiebung des gesamten Sektorfeldes in gewissem Maße geändert werden. Die Lösung der DE-PS 25 29 112 läßt sich einerseits aber bestenfalls nur auf reine Sektorabtastung anwenden. Sie ist andererseits auch relativ kompliziert, weil ein Ultraschallkopf mit Schwingerelementen innerhalb eines Wasserbades im Gehäuse des Ultraschallapplikators angeordnet und verschoben werden muß. Wünschenswert ist eine technisch sehr viel einfachere und zudem auch universell auf jegliche Art von Ultraschallapplikatoren gemäß Oberbegriff des Anspruchs 1 anwendbare Lösung.
[0003]Aufgabe der Erfindung ist es, einen Ultraschallapplikator gemäß Oberbegriff des Anspruchs 1 dahingehend auszubilden, daß er im Sinne vorstehender Ausführungen einfach und rasch auf unterschiedliche Tiefenabtastung einstellbar ist.
[0004]Die Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch die Merkmale des kennzeichnenden Teils des Anspruchs 1.
[0005]Die Erfindung ermöglicht es, daß dem Ultraschallkopf ein Flüssigkeitssack (mit z. B. Wasser oder einem den Ultraschall gut leitenden Öl od. dgl.) vorgeschaltet wird, der den Abstand zwischen schallerzeugenden Schwingerelementen des Ultraschallkopfes und Körperoberfläche elastisch verändert, wodurch wiederum die Abtasttiefe geändert wird. Der Flüssigkeitssack ist in einfachster Weise zu montieren und er kann ebenso rasch wieder demontiert werden, wenn von der Abtastung hautnaher Bereiche (z. B. Schilddrüse, Nieren, weibliche Brust) auf Abtastung von tiefer liegenden Organen (z. B. Leber, Darm oder gar Herz) umgeschaltet werden soll. In letzterem Falle erfolgt dann wieder unter Weglassung des Flüssigkeitssackes Direktankopplung. In bevorzugter Ausbildung der Erfindung kann der Flüssigkeitssack durch unterschiedlich starke Aufblasung in seinen Abmessungen änderbar sein, so daß hierdurch eine weitere Tiefenvariation bei Anwendung eines solchen Sackes ermöglicht wird.
[0006]Weitere Vorteile und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispiels anhand der Zeichnung in Verbindung mit den Unteransprüchen.
Figur 1 einen Ultraschallapplikator gemäß der Erfindung in Ausbildung als Ultraschall-Array mit dem Schallkopf vorgeschaltetem Flüssigkeitssack in Seitenansicht,
Figur 2 den Applikator der Figur 1 in Frontansicht,
Figur 3 ein Einlageelement für den Flüssigkeitssack.
[0008]In den Figuren 1 und 2 ist das Ultraschall-Array als Ultraschallapplikator mit 1 bezeichnet. Das Ultraschall-Array weist dabei einen Anschluß 2 für ein elektrisches Signal- und Energieversorgungskabel auf. Der eigentliche Ultraschallkopf ist mit 2 bezeichnet. Er umfaßt applikationsseitig eine Vielzahl von nebeneinander angeordneten Wandlerelementen 3.
[0009]Dem Ultraschallkopf 2 mit den Wandlerelementen 3 ist ein Flüssigkeitssack 4 vorgeschaltet. Letzterer besteht aus einer Hülle 5 aus dehnbarem Material, z. B. Naturkautschuk, die mit einer den Ultraschall gut leitenden Flüssigkeit, insbesondere Wasser oder einem entsprechenden Öl, gefüllt ist. Im vorliegenden Falle dient als Füllmaterial Wasser, das mit einem besonderen Mittel auch noch speziell gegen Pilzbefall präpariert ist. Der Flüssigkeitssack 4 wird mittels eines einfachen Klemmteiles 7, das die in der Figur 1 dargestellte Form hat, am Ultraschallkopf 2 des Arrays 1 angeklemmt. Das Klemmteil aus z. B. federndem Kunststoffmaterial, z. B. aus Hart-PVC (Astralon-T-UL), weist zu diesem Zweck zwei Schnappkeile 8 und 9 auf, die bei Applikation des Flüssigkeitssackes samt Klemmteil am Array in je einen Schultersteg 10 bzw. 11 am Umfang des Arrays einrasten. Der Flüssigkeitssack kann also einerseits rasch montiert werden ; er kann vom Array aber auch ebenso einfach und rasch wieder abgenommen werden, dadurch, daß das Klemmteil mit seinen Schnappkeilen 8, 9 von den Schulterstegen 10, 11 des Arrays abgezogen wird.
[0010]Der Wassersack selbst kann unterschiedlichen Anwendungsbedingungen entsprechend unterschiedliche Abmessungen aufweisen. Bei ein und demselben Array kann der Flüssigkeitssack durch entsprechend unterschiedlich starke Wasseraufblasung in seinen Abmessungen in gewissen Grenzen änderbar sein, so daß hierdurch eine weitere Tiefen-variation bei Anwendung eines solchen Sackes ermöglicht wird. Zur Einlagerung des jeweiligen Sackes 4 in das Klemmteil 7 dient eine Schiene 12, z. B. ebenfalls aus Kunststoff, die die in der Figur 3 dargestellte Form aufweist. Die Schiene 12 ist dabei jeweils in Innern des Flüssigkeitssackes 4 angeordnet, so wie dies z. B. in den Figuren 1 und 2 angedeutet ist.
[0011]Der den Wandlerelementen 3 des Schallkopfes vorgeschaltete Flüssigkeitssack 4 dient als elastisches Abstandsstück ; er variiert je nach seinen Abmessungen die Tiefe, in der der Fokus der Abtastkeule des Ultraschallkopfes 2 zum Liegen kommt. Bei vorgeschaltetem Flüssigkeitssack 4 lassen sich also vor allem Organe in hautnahem Bereich abtasten. Soll auf Abtastung von tiefer liegenden Organen umgeschaltet werden, so wird der Sack 4 wieder entfernt und der Ultraschallkopf 2 mit den Wandlerelementen 3 direkt (lediglich über das Koppelgel) an der Körperoberfläche angekoppelt.
1. Ultraschallapplikator, mit einem Ultraschallkopf mit wenigstens einem Schwingerelement, das gegebenenfalls über eine Flüssigkeitsvorlaufstrecke Ultraschallsignale sendet und Echosignale empfängt, dadurch gekennzeichnet, daß die Flüssigkeitsvorlaufstrecke als ein eine Flüssigkeit (6) enthaltender geschlossener Sack (4) mit einer allseitigen Wandung, aus dehnbarem Material ausgebildet ist, wobei der Sack (4) dem oder den Schwingerelementen (3) am Ultraschallkopf (2) nach Art eines Abstandsstückes mittels eines Befestigungsmittels (7) leicht lösbar vorschaltbar ist.
2. Ultraschallapplikator nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Flüssigkeitssack (4) durch unterschiedlich starkes Aufblasen durch die Flüssigkeit in seinen Abmessungen änderbar ist.
3. Ultraschallapplikator nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Flüssigkeitssack (4) zur elastischen Ankopplung und Abstandseinstellung eine Hülle (5) aus dehnbarem Material, z. B. Naturkautschuk, umfaßt, in die die Flüssigkeit (6), z. B. Wasser, eingefüllt ist.
4. Ultraschallapplikator nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß als leicht lösbares Befestigungsmittel (7) zur Befestigung des Flüssigkeitssackes (4) am Ultraschallkopf (2) ein Klemmteil dient, das wenigstens zwei Schnappkeile (8, 9) umfaßt, die bei Applikation des Flüssigkeitssackes (4) samt Klemmteil (7) am Ultraschallkopf (2) in je einen Schultersteg (10, 11) am Umfang des Ultraschallkopfes einrasten.
5. Ultraschallapplikator nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Klemmteil aus federndem Kunststoffmaterial, z. B. aus Hart-PVC (Astralon-T-UL), gefertigt ist.
6. Ultraschallapplikator nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß zur Einlagerung des jeweiligen Flüssigkeitssackes (4) in das Klemmteil (7) eine Schiene (12), z. B. ebenfalls aus Kunststoff, dient, die im Innern des Flüssigkeitssackes (4) angeordnet ist.
7. Ultraschallapplikator nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Befestigungsmittel (7) ein am Ultraschallkopf (2) angeordnetes Klemmteil umfaßt, in welchem der Sack (4) mit einer innerhalb des Sackes (4) angeordneten Schiene (12) lagerbar ist.
1. An ultrasonic applicator having an ultrasonic head with at least one vibrator element which, if necessary, transmits ultrasonic signals and receives echo signals through a liquid preliminary path, characterised in that the liquid preliminary path is in the form of a closed bag (4) which contains a liquid (6) and has a wall on all sides made of a stretchable material, where the bag (4) can be easily detachably connected to the vibrator element(s) (3) on the ultrasonic head (2) in the manner of a spacing piece by means of a fastening means (7).
2. An ultrasonic applicator according to Claim 1, characterised in that the liquid bag (4) can be changed in its dimensions by variably powerful inflation by the liquid.
3. An ultrasonic applicator according to Claim 1 or 2, characterised in that for elastic coupling and spacing adjustment, the liquid bag (4) comprises an envelope (5) which is made of a stretchable material, e. g. natural rubber, and into which the liquid (6), e. g. water, is filled.
4. An ultrasonic applicator according to one of Claims 1 to 3, characterised in that a clamping element serves as an easily detachable securing means (7) for securing the liquid bag (4) to the ultrasonic head (2), which clamping element comprises at least two snap-action wedges (8, 9) which during mounting of the liquid bag (4), together with the clamping element (7), on the ultrasonic head (2), respectively engage into a shoulder flange (10, 11) on the periphery of the ultrasonic head.
5. An ultrasonic applicator according to Claim 4, characterised in that the clamping element is made of a resilient synthetic resin material, e. g. from hard PVC (Astralon-T-UL).
6. An ultrasonic applicator according to Claim 4 or 5, characterised in that a rail (12), which, for example, is also made of synthetic resin and which is arranged inside the liquid sack (4), serves for inserting the particular liquid bag (4) into the clamping element (7).
7. An ultrasonic applicator according to one of Claims 1 to 3, characterised in that the securing means (7) comprises a clamping member which is arranged on the ultrasonic head (2) and in which the bag (4) can be supported by means of a rail (12) which is arranged inside the bag (4).
1. Applicateur ultrasonique, comportant une tête ultrasonique munie d'au moins un élément transducteur qui émet des signaux ultrasoniques et reçoit des signaux d'échos, éventuellement par l'intermédiaire d'un dispositif intercalaire formant un trajet de circulation dans de l'eau, caractérisé par le fait que le dispositif intercalaire formant un trajet de circulation dans de l'eau est constitué sous la forme d'un sac fermé (4) contenant un liquide (6) et comportant une paroi enveloppante constituée en un matériau extensible, le sac (4) pouvant être monté, d'une manière aisément amovible, à l'avant du ou des éléments transducteurs (3) sur la tête ultrasonique (2), à la manière d'une entretoise, au moyen d'un dispositif de fixation (7).
2. Applicateur ultrasonique suivant la revendication 1, caractérisé par le fait que les dimensions du sac à liquide (4) peuvent être modifiées au moyen d'un gonflement plus ou moins fort par le liquide.
3. Applicateur ultrasonique suivant la revendication 1 ou 2, caractérisé par le fait que pour réaliser l'accouplement élastique et le réglage de l'écartement, le sac à liquide (4) comporte une enveloppe (5) constituée en un matériau extensible, par exemple du caoutchouc naturel et dans laquelle le liquide (6), par exemple de l'eau, est introduit.
4. Applicateur ultrasonique suivant l'une des revendications 1 à 3, caractérisé par le fait qu'on utilise, comme dispositif de fixation (7) aisément détachable, servant à fixer le sac à liquide (4) sur la tête ultrasonique (2), un organe en forme de pince qui comporte au moins deux coins d'encliquetage brusque (8, 9) qui, lors d.e l'application du sac à liquide (4) ainsi que de la pièce en forme de pince (7) sur la tête ultrasonique (2), s'accroche sur des barrettes respectives formant épaulements (10, 11) prévus sur le pourtour de la tête ultrasonique.
5. Applicateur ultrasonique suivant la revendication 4, caractérisé par le fait que l'organe en forme de pince est réalisé en une matière plastique élastique, par exemple en PVC dur (Astralon-T-UL).
6. Applicateur ultrasonique suivant la revendication 4 ou 5, caractérisé par le fait qu'un rail (12), qui par exemple est également constitué en une matière plastique et est disposé à l'intérieur du sac à liquide (4), est utilisé pour la mise en place du sac à liquide (4) dans l'organe en forme de pince (7).
7. Applicateur ultrasonique suivant l'une des revendications 1 à 3, caractérisé par le fait que le dispositif de fixation (7) comporte un organe en forme de pince disposé sur la tête ultrasonique (2) et dans lequel le sac (4) peut être monté au moyen d'un rail (12) disposé à l'intérieur dudit sac.
