一種超聲裝置制造方法
【專利摘要】本實(shí)用新型實(shí)施例提供一種超聲裝置，以至少解決現(xiàn)有的超聲裝置的設(shè)計(jì)方案可擴(kuò)展性較差、開(kāi)發(fā)周期長(zhǎng)的問(wèn)題。該超聲裝置包括：工控系統(tǒng)、探頭、電源以及超聲信號(hào)核心，其中，超聲信號(hào)核心包括：核心電源模塊、與工控系統(tǒng)相連的信號(hào)再處理模塊、以及與探頭相連的至少一個(gè)前端信號(hào)處理模塊；前端信號(hào)處理模塊，用于M通道的陣元發(fā)射超聲脈沖與接收超聲回波信號(hào)，并將超聲回波信號(hào)發(fā)送給信號(hào)再處理模塊，M≤32；信號(hào)再處理模塊，用于為至少一個(gè)前端信號(hào)處理模塊提供時(shí)鐘信號(hào)，并且對(duì)至少一個(gè)前端信號(hào)處理模塊發(fā)送的超聲回波信號(hào)進(jìn)行信號(hào)的再處理。本實(shí)用新型涉及醫(yī)療超聲檢測(cè)儀器【技術(shù)領(lǐng)域】。
【專利說(shuō)明】一種超聲裝置

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及醫(yī)療超聲檢測(cè)儀器【技術(shù)領(lǐng)域】，尤其涉及一種超聲裝置。

【背景技術(shù)】
[0002]超聲檢測(cè)技術(shù)作為現(xiàn)有四大醫(yī)學(xué)診斷技術(shù)中最安全的一種技術(shù)，可應(yīng)用于人體全身各部位的檢查，如腹部臟器的檢查、乳腺檢查和婦產(chǎn)科檢查等。
[0003]如圖1所示，一般超聲裝置包括超聲信號(hào)核心、工控系統(tǒng)、鍵盤(pán)、顯示屏、電源、探頭、揚(yáng)聲器、軌跡球等其它外圍設(shè)備。其中，如圖2所示，超聲信號(hào)核心包括主控模塊、超聲發(fā)射模塊、超聲回波接收模塊以及核心電源模塊。主控模塊用于信號(hào)處理、信號(hào)臨時(shí)存儲(chǔ)、信號(hào)傳輸以及發(fā)射接收的控制，包括:現(xiàn)場(chǎng)可編程門陣列(Field-Progra_ableGate Array，簡(jiǎn)稱:FPGA)、只讀存儲(chǔ)器(Read-Only Memory，簡(jiǎn)稱:ROM)、隨機(jī)存取存儲(chǔ)器(Random-Access Memory，簡(jiǎn)稱:RAM)、以及時(shí)鐘等。超聲發(fā)射模塊用于發(fā)射超聲脈沖，由對(duì)應(yīng)陣元數(shù)量的多通道高壓脈沖發(fā)射單元和多通道高壓開(kāi)關(guān)單元實(shí)現(xiàn)。超聲回波接收模塊用于接收超聲回波信號(hào)，由對(duì)應(yīng)陣元數(shù)量的多通道放大濾波單元和多通道模數(shù)轉(zhuǎn)換單元實(shí)現(xiàn)。核心電源模塊用于為主控模塊、超聲發(fā)射模塊以及超聲回波接收模塊提供不同的電壓，并為超聲發(fā)射模塊提供可調(diào)高壓，確保發(fā)射的高壓脈沖的高壓可調(diào)，從而實(shí)現(xiàn)發(fā)射功率的可調(diào)。
[0004]現(xiàn)有技術(shù)中，通常將主控模塊、超聲發(fā)射模塊、超聲回波接收模塊這三部分設(shè)計(jì)成一個(gè)整體，稱之為信號(hào)處理模塊。這種設(shè)計(jì)由于屬于整體設(shè)計(jì)，方案確定后無(wú)法再擴(kuò)展，并且與其他產(chǎn)品功能需求無(wú)法兼容，因此方案利用率低，例如為臺(tái)式超聲裝置設(shè)計(jì)的方案，一般情況下陣元數(shù)量在128-256個(gè)，則信號(hào)處理模塊上的多通道單元需要的發(fā)射和接收的芯片會(huì)很多，這就導(dǎo)致該模塊體積會(huì)比較龐大，相應(yīng)的電源需求也龐大，進(jìn)而不適合病房查房便攜等用途；而便攜式超聲裝置為了減小體積，使用的陣元數(shù)量通常比臺(tái)式超聲裝置少，一般在64-128個(gè)，但由于陣元數(shù)量減少會(huì)犧牲部分圖像質(zhì)量，因此該便攜式超聲裝置的設(shè)計(jì)方案也不適合應(yīng)用到臺(tái)式超聲裝置中。同時(shí)，由于整體化的設(shè)計(jì)，多種功能集成到一塊大的FPGA板上，調(diào)試復(fù)雜度高，開(kāi)發(fā)周期長(zhǎng)，相應(yīng)地，成本造價(jià)高昂。
實(shí)用新型內(nèi)容
[0005]本實(shí)用新型的實(shí)施例提供一種超聲裝置，以至少解決現(xiàn)有的超聲裝置的設(shè)計(jì)方案可擴(kuò)展性較差、開(kāi)發(fā)周期長(zhǎng)的問(wèn)題。
[0006]為達(dá)到上述目的，本實(shí)用新型的實(shí)施例采用如下技術(shù)方案:
[0007]一種超聲裝置，所述超聲裝置包括:工控系統(tǒng)、探頭、電源以及超聲信號(hào)核心，所述超聲信號(hào)核心包括:核心電源模塊、與所述工控系統(tǒng)相連的信號(hào)再處理模塊、以及與所述探頭相連的至少一個(gè)前端信號(hào)處理模塊；
[0008]其中，所述核心電源模塊，用于為所述至少一個(gè)前端信號(hào)處理模塊和所述信號(hào)再處理模塊提供供電電壓；
[0009]所述前端信號(hào)處理模塊，用于M通道的陣元發(fā)射超聲脈沖與接收超聲回波信號(hào)，并將所述超聲回波信號(hào)發(fā)送給所述信號(hào)再處理模塊，32, M為正整數(shù)；
[0010]所述信號(hào)再處理模塊，用于為所述至少一個(gè)前端信號(hào)處理模塊提供時(shí)鐘信號(hào)，并且對(duì)所述至少一個(gè)前端信號(hào)處理模塊發(fā)送的所述超聲回波信號(hào)進(jìn)行信號(hào)的再處理。
[0011]基于本實(shí)用新型實(shí)施例提供的上述超聲裝置，由于該超聲裝置的超聲信號(hào)核心采用了模塊式分離設(shè)計(jì)，即超聲信號(hào)核心包括核心電源模塊、信號(hào)再處理模塊以及至少一個(gè)M通道的前端信號(hào)處理模塊。通過(guò)設(shè)計(jì)一個(gè)或多個(gè)M通道的前端信號(hào)處理模塊，使得前端信號(hào)處理模塊的數(shù)量可以增減，從而實(shí)現(xiàn)前端通道數(shù)的可變，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)了不同應(yīng)用的可選擇性與模塊的通用性。不需要像現(xiàn)有技術(shù)中的超聲裝置一樣，將主控模塊、超聲發(fā)射模塊和超聲回波接收模塊這三部分設(shè)計(jì)成一個(gè)整體，因此方案確定后無(wú)法再擴(kuò)展，與其他產(chǎn)品功能需求無(wú)法兼容，方案利用率低；同時(shí)，由于整體化的設(shè)計(jì)，多種功能集成到一塊大的FPGA板上，調(diào)試復(fù)雜度高，開(kāi)發(fā)周期長(zhǎng)，相應(yīng)地，成本造價(jià)高昂。本實(shí)用新型實(shí)施例提供的超聲裝置的設(shè)計(jì)方案，在廠商根據(jù)需要、應(yīng)用場(chǎng)景、成本、結(jié)構(gòu)等因素選擇所需陣元數(shù)的探頭之后，僅需根據(jù)陣元數(shù)選擇前端信號(hào)處理模塊的數(shù)量，即可實(shí)現(xiàn)對(duì)應(yīng)探頭陣元數(shù)的多通道陣元控制，可擴(kuò)展性較好，利用率較高，既能減少超聲裝置的研發(fā)周期，也能大大降低研發(fā)成本，且能確保后期方便維護(hù)，能有效推廣超聲裝置的應(yīng)用，使更多醫(yī)療結(jié)構(gòu)使用到符合自身需求的超聲裝置。

【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0012]為了更清楚地說(shuō)明本實(shí)用新型實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對(duì)實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡(jiǎn)單地介紹，顯而易見(jiàn)地，下面描述中的附圖僅僅是本實(shí)用新型的一些實(shí)施例，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來(lái)講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。
[0013]圖1為現(xiàn)有技術(shù)中的超聲裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0014]圖2為圖1所示的超聲裝置中超聲信號(hào)核心的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0015]圖3為本實(shí)用新型實(shí)施例提供的一種超聲裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0016]圖4為本實(shí)用新型實(shí)施例提供的一種前端信號(hào)處理模塊的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0017]圖5為本實(shí)用新型實(shí)施例提供的一種信號(hào)再處理模塊的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0018]圖6為本實(shí)用新型實(shí)施例提供的一種前端信號(hào)處理模塊和信號(hào)再處理模塊的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0019]圖7為本實(shí)用新型實(shí)施例提供的一種探頭轉(zhuǎn)換板與探頭、前端信號(hào)處理模塊的連接示意圖。

【具體實(shí)施方式】
[0020]下面將結(jié)合本實(shí)用新型實(shí)施例中的附圖，對(duì)本實(shí)用新型實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本實(shí)用新型一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；诒緦?shí)用新型中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒(méi)有做出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本實(shí)用新型保護(hù)的范圍。
[0021]為了便于清楚描述本實(shí)用新型實(shí)施例的技術(shù)方案，在本實(shí)用新型的實(shí)施例中，采用了“第一”、“第二”等字樣對(duì)功能和作用基本相同的相同項(xiàng)或相似項(xiàng)進(jìn)行區(qū)分，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以理解“第一”、“第二”等字樣并對(duì)不對(duì)數(shù)量和執(zhí)行次序進(jìn)行限定。
[0022]實(shí)施例一、
[0023]本實(shí)用新型實(shí)施例提供一種超聲裝置3，具體如圖3所示，包括:工控系統(tǒng)31、探頭32、電源33、超聲信號(hào)核心34。其中，超聲信號(hào)核心34包括:核心電源模塊341、與工控系統(tǒng)31相連的信號(hào)再處理模塊342、以及與探頭32相連的至少一個(gè)前端信號(hào)處理模塊343。
[0024]核心電源模塊341，用于為至少一個(gè)前端信號(hào)處理模塊343和信號(hào)再處理模塊342提供供電電壓。
[0025]前端信號(hào)處理模塊343，用于M通道的陣元發(fā)射超聲脈沖與接收超聲回波信號(hào)，并將超聲回波信號(hào)發(fā)送給信號(hào)再處理模塊342，32, M為正整數(shù)。
[0026]信號(hào)再處理模塊342，用于為至少一個(gè)前端信號(hào)處理模塊343提供時(shí)鐘信號(hào)，并且對(duì)至少一個(gè)前端信號(hào)處理模塊343發(fā)送的超聲回波信號(hào)進(jìn)行信號(hào)的再處理。
[0027]需要說(shuō)明的是，本實(shí)用新型實(shí)施例中的核心電源模塊341與電源33并不相同，電源33用于為整個(gè)超聲裝置3進(jìn)行供電分配，而核心電源模塊341用于為至少一個(gè)前端信號(hào)處理模塊343和信號(hào)再處理模塊342提供供電電壓，比如正負(fù)壓、高壓等。
[0028]需要說(shuō)明的是，本實(shí)用新型實(shí)施例提供的超聲裝置3中，超聲信號(hào)核心34包括至少一個(gè)前端信號(hào)處理模塊343，其中，前端信號(hào)處理模塊343由M個(gè)陣元通道組成。S卩，該超聲裝置3可以M個(gè)陣元通道的前端信號(hào)處理模塊34為基本單元進(jìn)行擴(kuò)展，通過(guò)N個(gè)前端信號(hào)處理模塊34實(shí)現(xiàn)N*M個(gè)陣元通道的控制，N為至少一個(gè)前端信號(hào)處理模塊的數(shù)量。
[0029]優(yōu)選的，考慮到目前探頭32最小的陣元數(shù)和圖像成像質(zhì)量要求，本實(shí)用新型實(shí)施例中的M具體可以為32，從而本實(shí)用新型實(shí)施例提供的超聲裝置可形成32*N個(gè)陣元通道。
[0030]考慮到在超聲裝置3的設(shè)計(jì)方案中，可根據(jù)需要、應(yīng)用場(chǎng)景、成本、結(jié)構(gòu)等因素選擇所需陣元數(shù)的探頭32，例如32陣元、64陣元或128陣元等。而本實(shí)用新型實(shí)施例中，可通過(guò)N個(gè)前端信號(hào)處理模塊343實(shí)現(xiàn)N*M個(gè)陣元通道的控制。因此，本實(shí)用新型實(shí)施例中，在確定探頭數(shù)之后，僅需根據(jù)陣元數(shù)選擇前端信號(hào)處理模塊343的數(shù)量，即可實(shí)現(xiàn)對(duì)應(yīng)探頭32陣元數(shù)的多通道陣元控制，從而實(shí)現(xiàn)了模塊的通用性和不同應(yīng)用的可選擇性。不需要像現(xiàn)有技術(shù)中一樣，將主控模塊、超聲發(fā)射模塊和超聲回波接收模塊這三部分設(shè)計(jì)成一個(gè)整體，因此方案確定后無(wú)法再擴(kuò)展，與其他產(chǎn)品功能需求無(wú)法兼容，方案利用率低；同時(shí)，由于整體化的設(shè)計(jì)，多種功能集成到一塊大的FPGA板上，調(diào)試復(fù)雜度高，開(kāi)發(fā)周期長(zhǎng)，相應(yīng)地，成本造價(jià)高昂。
[0031]示例性的，若本實(shí)用新型實(shí)施例中的前端信號(hào)處理模塊343采用32通道設(shè)計(jì)，即M= 32，在某些便攜式超聲裝置3設(shè)計(jì)時(shí)，若要求方便醫(yī)生攜帶，用于出診或普通病房的檢查，這種情況下對(duì)圖像要求不高，只需針對(duì)病灶進(jìn)行大體診斷，可能32或64陣元探頭掃描的圖像就能滿足，因此只需要1-2個(gè)前端信號(hào)處理模塊343即可。而在某些便攜式超聲應(yīng)用中，若用于一些重癥病房的巡診，需要對(duì)病灶的發(fā)展情況進(jìn)行具體的判斷和比對(duì)，這種情況下需要比較清晰的圖像，需要64-128陣元才能滿足，因此需要2-4個(gè)前端信號(hào)處理模塊343。而對(duì)于醫(yī)院B超室使用的臺(tái)式超聲，用于尋找病灶等，則需要精細(xì)的圖像，這種情況下會(huì)需要4-8個(gè)前端信號(hào)處理模塊343。
[0032]進(jìn)一步的，如圖4所示，前端信號(hào)處理模塊343，可以包括:
[0033]超聲發(fā)射子模塊343a，該超聲發(fā)射子模塊343a包括M通道高壓脈沖發(fā)射單元343al和M通道高壓開(kāi)關(guān)單元343a2，用于M通道的陣元發(fā)射超聲脈沖。
[0034]超聲回波接收子模塊343b，該超聲回波接收子模塊343b包括M通道放大濾波單元343bI和M通道模數(shù)轉(zhuǎn)換單元343b2，用于M通道的陣元接收超聲回波信號(hào)。
[0035]第一控制子模塊343c，用于根據(jù)信號(hào)再處理模塊342提供的時(shí)鐘信號(hào)控制超聲發(fā)射子模塊343a以及超聲回波接收子模塊343b的發(fā)射與接收，并將接收到的超聲回波信號(hào)發(fā)送給信號(hào)再處理模塊342。
[0036]優(yōu)選的，本實(shí)用新型實(shí)施例中，超聲發(fā)射子模塊343a可以采用集成了高壓脈沖和高壓開(kāi)關(guān)部分，單顆8通道的脈沖發(fā)射芯片，該芯片可同時(shí)控制8個(gè)陣元，體積小，控制方便簡(jiǎn)單。
[0037]優(yōu)選的，本實(shí)用新型實(shí)施例中，超聲回波接收子模塊343b可以采用集成了超聲信號(hào)前端所有模擬信號(hào)處理和模數(shù)轉(zhuǎn)換部分，單顆8通道的超聲前端信號(hào)處理芯片，該芯片可同時(shí)控制8個(gè)陣元，體積小，控制方便簡(jiǎn)單。超聲前端信號(hào)處理芯片中間通過(guò)發(fā)射/接收(transmit/receive，簡(jiǎn)稱:T/R)開(kāi)關(guān)保護(hù)接收芯片，T/R開(kāi)關(guān)用于控制發(fā)射接收電流方向。
[0038]優(yōu)選的，本實(shí)用新型實(shí)施例中，第一控制子模塊343c具體可以為FPGA。
[0039]需要說(shuō)明的是，由于本實(shí)用新型實(shí)施例中的超聲發(fā)射子模塊343a和超聲回波接收子模塊343b僅采用M個(gè)通道，32,因此第一控制子模塊343c對(duì)應(yīng)的FPGA不需要采用特別龐大的門數(shù)的芯片即可實(shí)現(xiàn)對(duì)超聲發(fā)射子模塊343a以及超聲回波接收子模塊343b的發(fā)射與接收的控制，同時(shí)FPGA的設(shè)計(jì)要求也相應(yīng)降低，調(diào)試也更加方便高效。
[0040]示例性的，若本實(shí)用新型實(shí)施例中的前端信號(hào)處理模塊343采用32通道設(shè)計(jì)，即M=32，其中采用4顆脈沖發(fā)射芯片、4顆超聲前端信號(hào)處理芯片，則根據(jù)芯片的特性(比如輸入/輸出(Input/Output，簡(jiǎn)稱:1/0)接口數(shù)的要求)，一個(gè)具有200個(gè)I/O的FPGA即可控制超聲發(fā)射子模塊343a以及超聲回波接收子模塊343b的發(fā)射與接收。而前期的信號(hào)處理集中在發(fā)射聚焦的延時(shí)(多個(gè)陣元要將能量同時(shí)打到一個(gè)點(diǎn)上，以便打到更深的點(diǎn)，以及使該位置點(diǎn)獲得最大的能量反饋，但因陣元排列的緣故，各陣元距離目標(biāo)點(diǎn)的距離不同，因此要針對(duì)每個(gè)陣元進(jìn)行適當(dāng)?shù)难訒r(shí)，保證均同時(shí)打到該點(diǎn))上，因此該FPGA只需少量的可編程門數(shù)即可。
[0041]進(jìn)一步的，如圖5所示，本實(shí)用新型實(shí)施例中，信號(hào)再處理模塊342，可以包括:
[0042]第二控制子模塊342a，用于為至少一個(gè)前端信號(hào)處理模塊343提供時(shí)鐘信號(hào)，并且對(duì)至少一個(gè)前端信號(hào)處理模塊343發(fā)送的超聲回波信號(hào)進(jìn)行信號(hào)的再處理。
[0043]優(yōu)選的，本實(shí)用新型實(shí)施例中，第二控制子模塊342a與第一控制子模塊343c可以通過(guò)外部存儲(chǔ)器接口(Externa I Memory Interface，簡(jiǎn)稱:EMIF)或高速外設(shè)組件互聯(lián)接口(Peripheral Component Interconnect Express，簡(jiǎn)稱:PCIE)相連。通過(guò)該接口，第二控制子模塊342a給前端信號(hào)處理模塊343發(fā)送聚焦的指令，同時(shí)接收前端信號(hào)處理模塊343發(fā)送的經(jīng)過(guò)濾波放大和模數(shù)轉(zhuǎn)換的超聲回波信號(hào)。
[0044]其中，EMIF為一種外部存儲(chǔ)器接口，一般與FPGA相連使FPGA平臺(tái)充當(dāng)一個(gè)協(xié)同處理器、高速數(shù)據(jù)處理器或高速數(shù)據(jù)傳輸接口 ；PCIE為一種串行總線標(biāo)準(zhǔn)，傳輸效率非常高。
[0045]需要說(shuō)明的是，本實(shí)用新型實(shí)施例中，第二控制子模塊342a與第一控制子模塊343c還可以通過(guò)其它接口方式相連，本實(shí)用新型實(shí)施例對(duì)此不作具體限定。
[0046]優(yōu)選的，本實(shí)用新型實(shí)施例中，工控系統(tǒng)31可以通過(guò)PCIE或串行總線(UniversalSerial Bus，簡(jiǎn)稱:USB)接口與信號(hào)再處理模塊342的第二控制子模塊342a相連。
[0047]需要說(shuō)明的是，本實(shí)用新型實(shí)施例中，工控系統(tǒng)31與信號(hào)再處理模塊342的第二控制子模塊342a還可以通過(guò)其它接口方式相連，本實(shí)用新型實(shí)施例對(duì)此不作具體限定。
[0048]具體的，為了保證至少一個(gè)前端信號(hào)處理模塊343工作在同一時(shí)鐘下，本實(shí)用新型實(shí)施例中的第二控制子模塊342a，用于為至少一個(gè)前端信號(hào)處理模塊343提供時(shí)鐘信號(hào)。同時(shí)，本實(shí)用新型實(shí)施例中的第二控制子模塊342a，還用于對(duì)至少一個(gè)前端信號(hào)處理模塊343發(fā)送的超聲回波信號(hào)進(jìn)行信號(hào)的再處理，比如進(jìn)行聚焦和構(gòu)建原始圖像。
[0049]優(yōu)選的，本實(shí)用新型實(shí)施例中，第二控制子模塊342a具體可以為FPGA。
[0050]示例性的，若本實(shí)用新型實(shí)施例中的前端信號(hào)處理模塊343采用32通道設(shè)計(jì)，即M =32,則要支持最大的256通道需要8個(gè)前端信號(hào)處理模塊343，一個(gè)前端信號(hào)處理模塊343的EMIF連接需要25個(gè)1/0，時(shí)鐘需要2個(gè)I/O (LVDS差分線，確保信號(hào)抗干擾性)，則8個(gè)前端信號(hào)處理模塊343 —共需要216個(gè)I/O。同時(shí)，PCIE大約需要15個(gè)以內(nèi)的1/0，加上為信號(hào)處理連接RAM用的EMIF接口所需的25個(gè)1/0，信號(hào)再處理模塊342中的第二控制子模塊342a對(duì)應(yīng)的FPGA應(yīng)該需要300個(gè)以上的1/0(多余的I/O可用于其他控制，例如一些時(shí)序的控制等)即可。
[0051]具體的，本實(shí)用新型實(shí)施例中，核心電源模塊341，用于為至少一個(gè)前端信號(hào)處理模塊343和信號(hào)再處理模塊342提供供電電壓，包括:
[0052]核心電源模塊341，用于為至少一個(gè)前端信號(hào)處理模塊343提供正負(fù)低壓電源和正負(fù)高壓可調(diào)電源，并且為信號(hào)再處理模塊342提供正負(fù)低壓電源。
[0053]可選的，如圖6所示，信號(hào)再處理模塊342，還包括:
[0054]低電壓電源子模塊342b，用于為第二控制子模塊342a供電，并且為至少一個(gè)前端信號(hào)處理模塊342a提供穩(wěn)壓電源。
[0055]前端信號(hào)處理模塊343，還包括:
[0056]電源穩(wěn)壓子模塊343d，用于將信號(hào)再處理模塊提供的電壓進(jìn)行分壓后提供給第一控制子模塊343c、超聲發(fā)射子模塊343a、超聲回波接收子模塊343b。
[0057]核心電源模塊341，用于為至少一個(gè)前端信號(hào)處理模塊343和信號(hào)再處理模塊342提供供電電壓，包括:
[0058]核心電源模塊341，用于為至少一個(gè)前端信號(hào)處理模塊343提供正負(fù)高壓可調(diào)電源，并且為信號(hào)再處理模塊342提供正負(fù)低壓電源。
[0059]具體的，本實(shí)用新型實(shí)施例中將電源穩(wěn)壓子模塊343d集成在前端信號(hào)處理模塊343中，將低電壓電源子模塊342b集成在信號(hào)再處理模塊342中，由低電壓電源子模塊342b為前端信號(hào)處理模塊343中的各子模塊提供電壓電源，而核心電源模塊341為前端信號(hào)處理模塊343僅提供正負(fù)高壓可調(diào)電源，因此減少了核心電源模塊341與前端信號(hào)處理模塊343的連線，保證了前端信號(hào)處理模塊343需要的電源線只有一條，從而簡(jiǎn)化了超聲裝置3的設(shè)計(jì)方案，相應(yīng)的，由于連線數(shù)量減少，因此該方案也減少了連線之間的干擾，提高了超聲裝置的可靠性。
[0060]具體的，本實(shí)用新型實(shí)施例中，低電壓電源子模塊342b可由外部輸入一個(gè)穩(wěn)壓電源(例如24V)，為第二控制子模塊342a提供不同的電壓。例如為FPGA提供IV的核心電壓，3V的元器件工作電壓等；同時(shí)，該低電壓電源子模塊342b可為至少一個(gè)前端信號(hào)處理模塊343提供一個(gè)合適的穩(wěn)壓電源(例如12V或24V)。
[0061]優(yōu)選的，低電壓電源子模塊342b，還用于控制核心電源模塊341，通過(guò)核心電源模塊控制正負(fù)高壓可調(diào)電源的幅值。
[0062]進(jìn)一步的，考慮到目前產(chǎn)品中的探頭32 —般僅提供一個(gè)接口，針對(duì)不同應(yīng)用的超聲裝置，陣元通道數(shù)不同，因此需要的前端信號(hào)處理模塊343的數(shù)量也不相同，因此，需要將至少一個(gè)前端信號(hào)處理模塊343的陣元通道組合起來(lái)后連接探頭32。
[0063]S卩，本實(shí)用新型實(shí)施例中，探頭32與前端信號(hào)處理模塊343可以通過(guò)探頭轉(zhuǎn)換板相連。
[0064]其中，探頭轉(zhuǎn)換板的一端具有可擴(kuò)展的陣元通道接口，用于連接至少一個(gè)前端信號(hào)處理模塊343的M通道高壓開(kāi)關(guān)單元343a I和M通道放大濾波單元343的陣元通道；
[0065]探頭轉(zhuǎn)換板的另一端連接探頭32。
[0066]示例性的，以探頭32與2個(gè)前端信號(hào)處理模塊343通過(guò)探頭轉(zhuǎn)換35板相連為例，如圖7所示，探頭轉(zhuǎn)換35包括多個(gè)M陣元通道接口 351以及一個(gè)探頭接口 352，其中，M陣元通道接口 351與前端信號(hào)處理模塊343的M通道高壓開(kāi)關(guān)單元343al和M通道放大濾波單元343的陣元通道相連，探頭接口 352與探頭32相連，從而達(dá)到將2個(gè)前端信號(hào)處理模塊343的陣元通道組合起來(lái)后連接探頭32的目的。
[0067]上述探頭轉(zhuǎn)換板實(shí)現(xiàn)了根據(jù)不同應(yīng)用的超聲裝置3的陣元數(shù)需求對(duì)陣元通道進(jìn)行擴(kuò)展或硬件升級(jí)的作用。
[0068]需要說(shuō)明的是，本實(shí)用新型實(shí)施例中，各模塊需要用數(shù)據(jù)線和電源線連接，也可以采用板對(duì)板連接器連接，本實(shí)用新型實(shí)施例對(duì)此不作具體限定。其中，如圖6所示，至少一個(gè)前端信號(hào)處理模塊343中的每一個(gè)前端信號(hào)處理模塊343與信號(hào)再處理模塊342都需要一組數(shù)據(jù)線和一組電源線連接，因?yàn)殡娫淳€是低電壓，因此兩組線可以做到一個(gè)線束中。至少一個(gè)前端信號(hào)處理模塊343中的每一個(gè)前端信號(hào)處理模塊343還需和核心電源模塊341連接以獲得高壓電源。信號(hào)再處理模塊342需和核心電源模塊341進(jìn)行數(shù)據(jù)連接，以方便控制高壓電源的幅值，從而實(shí)現(xiàn)超聲發(fā)射功率的控制。
[0069]本實(shí)用新型實(shí)施例提供一種超聲裝置，包括:工控系統(tǒng)、探頭、電源以及超聲信號(hào)核心，超聲信號(hào)核心包括:核心電源模塊、與工控系統(tǒng)相連的信號(hào)再處理模塊、以及與探頭相連的至少一個(gè)前端信號(hào)處理模塊；其中，核心電源模塊，用于為至少一個(gè)前端信號(hào)處理模塊和信號(hào)再處理模塊提供供電電壓；前端信號(hào)處理模塊，用于M通道的陣元發(fā)射超聲脈沖與接收超聲回波信號(hào)，并將超聲回波信號(hào)發(fā)送給信號(hào)再處理模塊，32，M為正整數(shù)；信號(hào)再處理模塊，用于為至少一個(gè)前端信號(hào)處理模塊提供時(shí)鐘信號(hào)，并且對(duì)至少一個(gè)前端信號(hào)處理模塊發(fā)送的超聲回波信號(hào)進(jìn)行信號(hào)的再處理。
[0070]基于本實(shí)用新型實(shí)施例提供的上述超聲裝置，由于該超聲裝置的超聲信號(hào)核心采用了模塊式分離設(shè)計(jì)，即超聲信號(hào)核心包括核心電源模塊、信號(hào)再處理模塊以及至少一個(gè)M通道的前端信號(hào)處理模塊。通過(guò)設(shè)計(jì)一個(gè)或多個(gè)M通道的前端信號(hào)處理模塊，使得前端信號(hào)處理模塊的數(shù)量可以增減，從而實(shí)現(xiàn)前端通道數(shù)的可變，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)了不同應(yīng)用的可選擇性與模塊的通用性。不需要像現(xiàn)有技術(shù)中的超聲裝置一樣，將主控模塊、超聲發(fā)射模塊和超聲回波接收模塊這三部分設(shè)計(jì)成一個(gè)整體，因此方案確定后無(wú)法再擴(kuò)展，與其他產(chǎn)品功能需求無(wú)法兼容，方案利用率低；同時(shí)，由于整體化的設(shè)計(jì)，多種功能集成到一塊大的FPGA板上，調(diào)試復(fù)雜度高，開(kāi)發(fā)周期長(zhǎng)，相應(yīng)地，成本造價(jià)高昂。本實(shí)用新型實(shí)施例提供的超聲裝置的設(shè)計(jì)方案，在廠商根據(jù)需要、應(yīng)用場(chǎng)景、成本、結(jié)構(gòu)等因素選擇所需陣元數(shù)的探頭之后，僅需根據(jù)陣元數(shù)選擇前端信號(hào)處理模塊的數(shù)量，即可實(shí)現(xiàn)對(duì)應(yīng)探頭陣元數(shù)的多通道陣元控制，可擴(kuò)展性較好，利用率較高，既能減少超聲裝置的研發(fā)周期，也能大大降低研發(fā)成本，且能確保后期方便維護(hù)，能有效推廣超聲裝置的應(yīng)用，使更多醫(yī)療結(jié)構(gòu)使用到符合自身需求的超聲裝置。
[0071]所屬領(lǐng)域的技術(shù)人員可以清楚地了解到，為描述的方便和簡(jiǎn)潔，上述描述的裝置，僅以上述各功能模塊的劃分進(jìn)行舉例說(shuō)明，實(shí)際應(yīng)用中，可以根據(jù)需要而將上述功能分配由不同的功能模塊完成，即將裝置的內(nèi)部結(jié)構(gòu)劃分成不同的功能模塊，以完成以上描述的全部或者部分功能。上述描述的系統(tǒng)、裝置和單元的具體工作過(guò)程，可以參考前述方法實(shí)施例中的對(duì)應(yīng)過(guò)程，在此不再贅述。
[0072]在本申請(qǐng)所提供的幾個(gè)實(shí)施例中，應(yīng)該理解到，所揭露的系統(tǒng)，裝置和方法，可以通過(guò)其它的方式實(shí)現(xiàn)。例如，以上所描述的裝置實(shí)施例僅僅是示意性的，例如，所述模塊或單元的劃分，僅僅為一種邏輯功能劃分，實(shí)際實(shí)現(xiàn)時(shí)可以有另外的劃分方式，例如多個(gè)單元或組件可以結(jié)合或者可以集成到另一個(gè)系統(tǒng)，或一些特征可以忽略，或不執(zhí)行。另一點(diǎn)，所顯示或討論的相互之間的耦合或直接耦合或通信連接可以是通過(guò)一些接口，裝置或單元的間接耦合或通信連接，可以是電性，機(jī)械或其它的形式。
[0073]所述作為分離部件說(shuō)明的單元可以是或者也可以不是物理上分開(kāi)的，作為單元顯示的部件可以是或者也可以不是物理單元，即可以位于一個(gè)地方，或者也可以分布到多個(gè)網(wǎng)絡(luò)單元上?？梢愿鶕?jù)實(shí)際的需要選擇其中的部分或者全部單元來(lái)實(shí)現(xiàn)本實(shí)施例方案的目的。
[0074]另外，在本實(shí)用新型各個(gè)實(shí)施例中的各功能單元可以集成在一個(gè)處理單元中，也可以是各個(gè)單元單獨(dú)物理存在，也可以兩個(gè)或兩個(gè)以上單元集成在一個(gè)單元中。上述集成的單元既可以采用硬件的形式實(shí)現(xiàn)，也可以采用軟件功能單元的形式實(shí)現(xiàn)。
[0075]所述集成的單元如果以軟件功能單元的形式實(shí)現(xiàn)并作為獨(dú)立的產(chǎn)品銷售或使用時(shí)，可以存儲(chǔ)在一個(gè)計(jì)算機(jī)可讀取存儲(chǔ)介質(zhì)中?；谶@樣的理解，本實(shí)用新型的技術(shù)方案本質(zhì)上或者說(shuō)對(duì)現(xiàn)有技術(shù)做出貢獻(xiàn)的部分或者該技術(shù)方案的全部或部分可以以軟件產(chǎn)品的形式體現(xiàn)出來(lái)，該計(jì)算機(jī)軟件產(chǎn)品存儲(chǔ)在一個(gè)存儲(chǔ)介質(zhì)中，包括若干指令用以使得一臺(tái)計(jì)算機(jī)設(shè)備(可以是個(gè)人計(jì)算機(jī)，服務(wù)器，或者網(wǎng)絡(luò)設(shè)備等)或處理器(processor)執(zhí)行本實(shí)用新型各個(gè)實(shí)施例所述方法的全部或部分步驟。而前述的存儲(chǔ)介質(zhì)包括:U盤(pán)、移動(dòng)硬盤(pán)、ROM、RAM)、磁碟或者光盤(pán)等各種可以存儲(chǔ)程序代碼的介質(zhì)。
[0076]以上所述，僅為本實(shí)用新型的【具體實(shí)施方式】，但本實(shí)用新型的保護(hù)范圍并不局限于此，任何熟悉本【技術(shù)領(lǐng)域】的技術(shù)人員在本實(shí)用新型揭露的技術(shù)范圍內(nèi)，可輕易想到變化或替換，都應(yīng)涵蓋在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。因此，本實(shí)用新型的保護(hù)范圍應(yīng)以所述權(quán)利要求的保護(hù)范圍為準(zhǔn)。
【權(quán)利要求】
1.一種超聲裝置，所述超聲裝置包括:工控系統(tǒng)、探頭、電源以及超聲信號(hào)核心，其特征在于，所述超聲信號(hào)核心包括:核心電源模塊、與所述工控系統(tǒng)相連的信號(hào)再處理模塊、以及與所述探頭相連的至少一個(gè)前端信號(hào)處理模塊； 其中，所述核心電源模塊，用于為所述至少一個(gè)前端信號(hào)處理模塊和所述信號(hào)再處理模塊提供供電電壓； 所述前端信號(hào)處理模塊，用于M通道的陣元發(fā)射超聲脈沖與接收超聲回波信號(hào)，并將所述超聲回波信號(hào)發(fā)送給所述信號(hào)再處理模塊，32, M為正整數(shù)； 所述信號(hào)再處理模塊，用于為所述至少一個(gè)前端信號(hào)處理模塊提供時(shí)鐘信號(hào)，并且對(duì)所述至少一個(gè)前端信號(hào)處理模塊發(fā)送的所述超聲回波信號(hào)進(jìn)行信號(hào)的再處理。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的超聲裝置，其特征在于，所述前端信號(hào)處理模塊包括: 超聲發(fā)射子模塊，所述超聲發(fā)射子模塊包括M通道高壓脈沖發(fā)射單元和M通道高壓開(kāi)關(guān)單元，用于M通道的陣元發(fā)射超聲脈沖； 超聲回波接收子模塊，所述超聲回波接收子模塊包括M通道放大濾波單元和M通道模數(shù)轉(zhuǎn)換單元，用于M通道的陣元接收超聲回波信號(hào)； 第一控制子模塊，用于根據(jù)所述信號(hào)再處理模塊提供的時(shí)鐘信號(hào)控制所述超聲發(fā)射子模塊以及所述超聲回波接收子模塊的發(fā)射與接收，并將接收到的所述超聲回波信號(hào)發(fā)送給信號(hào)再處理模塊。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的超聲裝置，其特征在于，所述信號(hào)再處理模塊包括: 第二控制子模塊，用于為所述至少一個(gè)前端信號(hào)處理模塊提供時(shí)鐘信號(hào)，并且對(duì)所述至少一個(gè)前端信號(hào)處理模塊發(fā)送的所述超聲回波信號(hào)進(jìn)行信號(hào)的再處理。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的超聲裝置，其特征在于，所述核心電源模塊，用于為所述至少一個(gè)前端信號(hào)處理模塊和所述信號(hào)再處理模塊提供供電電壓，包括: 所述核心電源模塊，用于為所述至少一個(gè)前端信號(hào)處理模塊提供正負(fù)低壓電源和正負(fù)高壓可調(diào)電源，并且為所述信號(hào)再處理模塊提供正負(fù)低壓電源。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的超聲裝置，其特征在于，所述信號(hào)再處理模塊，還包括: 低電壓電源子模塊，用于為所述第二控制子模塊供電，并且為所述至少一個(gè)前端信號(hào)處理模塊提供穩(wěn)壓電源； 所述前端信號(hào)處理模塊還包括: 電源穩(wěn)壓子模塊，用于將所述信號(hào)再處理模塊提供的電壓進(jìn)行分壓后提供給所述第一控制子模塊、所述超聲發(fā)射子模塊以及所述超聲回波接收子模塊； 所述核心電源模塊，用于為所述至少一個(gè)前端信號(hào)處理模塊和所述信號(hào)再處理模塊提供供電電壓，包括: 所述核心電源模塊，用于為所述至少一個(gè)前端信號(hào)處理模塊提供正負(fù)高壓可調(diào)電源，并且為所述信號(hào)再處理模塊提供正負(fù)低壓電源。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的超聲裝置，其特征在于，所述低電壓電源子模塊，還用于控制所述核心電源模塊，通過(guò)所述核心電源模塊控制所述正負(fù)高壓可調(diào)電源的幅值。
7.根據(jù)權(quán)利要求2-6任一項(xiàng)所述的超聲裝置，其特征在于，所述探頭與所述至少一個(gè)前端信號(hào)處理模塊通過(guò)探頭轉(zhuǎn)換板相連； 其中，所述探頭轉(zhuǎn)換板的一端具有可擴(kuò)展的陣元通道接口，用于連接所述至少一個(gè)前端信號(hào)處理模塊的M通道高壓開(kāi)關(guān)單元和M通道放大濾波單元的陣元通道； 所述探頭轉(zhuǎn)換板的另一端連接所述探頭。
8.根據(jù)權(quán)利要求3-6任一項(xiàng)所述的超聲裝置，其特征在于，所述工控系統(tǒng)通過(guò)高速外設(shè)組件互聯(lián)接口 PCIE或串行總線USB接口與所述信號(hào)再處理模塊的第二控制子模塊相連。
9.根據(jù)權(quán)利要求3-6任一項(xiàng)所述的超聲裝置，其特征在于，所述第二控制子模塊與所述第一控制子模塊通過(guò)外部存儲(chǔ)器接口 EMIF或PCIE相連。
10.根據(jù)權(quán)利要求3-6任一項(xiàng)所述的超聲裝置，其特征在于，所述第一控制子模塊與所述第二控制子模塊具體為現(xiàn)場(chǎng)可編程門陣列FPGA。
【文檔編號(hào)】A61B8/00GK204169869SQ201420631611
【公開(kāi)日】2015年2月25日 申請(qǐng)日期:2014年10月28日 優(yōu)先權(quán)日:2014年10月28日
【發(fā)明者】金陽(yáng), 韓立東, 喬彬, 唐建 申請(qǐng)人:青島海信醫(yī)療設(shè)備股份有限公司