一種超聲裝置制造方法
【專利摘要】本實用新型實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)計方案可擴展性較差、開發(fā)周期長的問題。該超聲裝置包括：工控系統(tǒng)、探頭、電源以及超聲信號核心，其中，超聲信號核心包括：核心電源模塊、與工控系統(tǒng)相連的信號再處理模塊、以及與探頭相連的至少一個前端信號處理模塊；前端信號處理模塊，用于M通道的陣元發(fā)射超聲脈沖與接收超聲回波信號，并將超聲回波信號發(fā)送給信號再處理模塊，M≤32；信號再處理模塊，用于為至少一個前端信號處理模塊提供時鐘信號，并且對至少一個前端信號處理模塊發(fā)送的超聲回波信號進行信號的再處理。本實用新型涉及醫(yī)療超聲檢測儀器【技術(shù)領(lǐng)域】。
【專利說明】一種超聲裝置

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及醫(yī)療超聲檢測儀器【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核心、工控系統(tǒng)、鍵盤、顯示屏、電源、探頭、揚聲器、軌跡球等其它外圍設(shè)備。其中，如圖2所示，超聲信號核心包括主控模塊、超聲發(fā)射模塊、超聲回波接收模塊以及核心電源模塊。主控模塊用于信號處理、信號臨時存儲、信號傳輸以及發(fā)射接收的控制，包括:現(xiàn)場可編程門陣列(Field-Progra_ableGate Array，簡稱:FPGA)、只讀存儲器(Read-Only Memory，簡稱:ROM)、隨機存取存儲器(Random-Access Memory，簡稱:RAM)、以及時鐘等。超聲發(fā)射模塊用于發(fā)射超聲脈沖，由對應(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關(guān)單元實現(xiàn)。超聲回波接收模塊用于接收超聲回波信號，由對應(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)計成一個整體，稱之為信號處理模塊。這種設(shè)計由于屬于整體設(shè)計，方案確定后無法再擴展，并且與其他產(chǎn)品功能需求無法兼容，因此方案利用率低，例如為臺式超聲裝置設(shè)計的方案，一般情況下陣元數(shù)量在128-256個，則信號處理模塊上的多通道單元需要的發(fā)射和接收的芯片會很多，這就導(dǎo)致該模塊體積會比較龐大，相應(yīng)的電源需求也龐大，進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)量通常比臺式超聲裝置少，一般在64-128個，但由于陣元數(shù)量減少會犧牲部分圖像質(zhì)量，因此該便攜式超聲裝置的設(shè)計方案也不適合應(yīng)用到臺式超聲裝置中。同時，由于整體化的設(shè)計，多種功能集成到一塊大的FPGA板上，調(diào)試復(fù)雜度高，開發(fā)周期長，相應(yīng)地，成本造價高昂。
實用新型內(nèi)容
[0005]本實用新型的實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)計方案可擴展性較差、開發(fā)周期長的問題。
[0006]為達到上述目的，本實用新型的實施例采用如下技術(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、電源以及超聲信號核心，所述超聲信號核心包括:核心電源模塊、與所述工控系統(tǒng)相連的信號再處理模塊、以及與所述探頭相連的至少一個前端信號處理模塊；
[0008]其中，所述核心電源模塊，用于為所述至少一個前端信號處理模塊和所述信號再處理模塊提供供電電壓；
[0009]所述前端信號處理模塊，用于M通道的陣元發(fā)射超聲脈沖與接收超聲回波信號，并將所述超聲回波信號發(fā)送給所述信號再處理模塊，32, M為正整數(shù)；
[0010]所述信號再處理模塊，用于為所述至少一個前端信號處理模塊提供時鐘信號，并且對所述至少一個前端信號處理模塊發(fā)送的所述超聲回波信號進行信號的再處理。
[0011]基于本實用新型實施例提供的上述超聲裝置，由于該超聲裝置的超聲信號核心采用了模塊式分離設(shè)計，即超聲信號核心包括核心電源模塊、信號再處理模塊以及至少一個M通道的前端信號處理模塊。通過設(shè)計一個或多個M通道的前端信號處理模塊，使得前端信號處理模塊的數(shù)量可以增減，從而實現(xiàn)前端通道數(shù)的可變，進而實現(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)計成一個整體，因此方案確定后無法再擴展，與其他產(chǎn)品功能需求無法兼容，方案利用率低；同時，由于整體化的設(shè)計，多種功能集成到一塊大的FPGA板上，調(diào)試復(fù)雜度高，開發(fā)周期長，相應(yīng)地，成本造價高昂。本實用新型實施例提供的超聲裝置的設(shè)計方案，在廠商根據(jù)需要、應(yīng)用場景、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)選擇前端信號處理模塊的數(shù)量，即可實現(xiàn)對應(yīng)探頭陣元數(shù)的多通道陣元控制，可擴展性較好，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，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】

【附圖說明】
[0012]為了更清楚地說明本實用新型實施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對實施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本實用新型的一些實施例，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，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核心的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0015]圖3為本實用新型實施例提供的一種超聲裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0016]圖4為本實用新型實施例提供的一種前端信號處理模塊的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0017]圖5為本實用新型實施例提供的一種信號再處理模塊的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0018]圖6為本實用新型實施例提供的一種前端信號處理模塊和信號再處理模塊的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0019]圖7為本實用新型實施例提供的一種探頭轉(zhuǎn)換板與探頭、前端信號處理模塊的連接示意圖。

【具體實施方式】
[0020]下面將結(jié)合本實用新型實施例中的附圖，對本實用新型實施例中的技術(shù)方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本實用新型一部分實施例，而不是全部的實施例。基于本實用新型中的實施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本實用新型保護的范圍。
[0021]為了便于清楚描述本實用新型實施例的技術(shù)方案，在本實用新型的實施例中，采用了“第一”、“第二”等字樣對功能和作用基本相同的相同項或相似項進行區(qū)分，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以理解“第一”、“第二”等字樣并對不對數(shù)量和執(zhí)行次序進行限定。
[0022]實施例一、
[0023]本實用新型實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、超聲信號核心34。其中，超聲信號核心34包括:核心電源模塊341、與工控系統(tǒng)31相連的信號再處理模塊342、以及與探頭32相連的至少一個前端信號處理模塊343。
[0024]核心電源模塊341，用于為至少一個前端信號處理模塊343和信號再處理模塊342提供供電電壓。
[0025]前端信號處理模塊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，并將超聲回波信號發(fā)送給信號再處理模塊342，32, M為正整數(shù)。
[0026]信號再處理模塊342，用于為至少一個前端信號處理模塊343提供時鐘信號，并且對至少一個前端信號處理模塊343發(fā)送的超聲回波信號進行信號的再處理。
[0027]需要說明的是，本實用新型實施例中的核心電源模塊341與電源33并不相同，電源33用于為整個超聲裝置3進行供電分配，而核心電源模塊341用于為至少一個前端信號處理模塊343和信號再處理模塊342提供供電電壓，比如正負(fù)壓、高壓等。
[0028]需要說明的是，本實用新型實施例提供的超聲裝置3中，超聲信號核心34包括至少一個前端信號處理模塊343，其中，前端信號處理模塊343由M個陣元通道組成。S卩，該超聲裝置3可以M個陣元通道的前端信號處理模塊34為基本單元進行擴展，通過N個前端信號處理模塊34實現(xiàn)N*M個陣元通道的控制，N為至少一個前端信號處理模塊的數(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，本實用新型實施例中的M具體可以為32，從而本實用新型實施例提供的超聲裝置可形成32*N個陣元通道。
[0030]考慮到在超聲裝置3的設(shè)計方案中，可根據(jù)需要、應(yīng)用場景、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。而本實用新型實施例中，可通過N個前端信號處理模塊343實現(xiàn)N*M個陣元通道的控制。因此，本實用新型實施例中，在確定探頭數(shù)之后，僅需根據(jù)陣元數(shù)選擇前端信號處理模塊343的數(shù)量，即可實現(xiàn)對應(yīng)探頭32陣元數(shù)的多通道陣元控制，從而實現(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)計成一個整體，因此方案確定后無法再擴展，與其他產(chǎn)品功能需求無法兼容，方案利用率低；同時，由于整體化的設(shè)計，多種功能集成到一塊大的FPGA板上，調(diào)試復(fù)雜度高，開發(fā)周期長，相應(yīng)地，成本造價高昂。
[0031]示例性的，若本實用新型實施例中的前端信號處理模塊343采用32通道設(shè)計，即M= 32，在某些便攜式超聲裝置3設(shè)計時，若要求方便醫(yī)生攜帶，用于出診或普通病房的檢查，這種情況下對圖像要求不高，只需針對病灶進行大體診斷，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個前端信號處理模塊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，需要對病灶的發(fā)展情況進行具體的判斷和比對，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個前端信號處理模塊343。而對于醫(yī)院B超室使用的臺式超聲，用于尋找病灶等，則需要精細(xì)的圖像，這種情況下會需要4-8個前端信號處理模塊343。
[0032]進一步的，如圖4所示，前端信號處理模塊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。
[0035]第一控制子模塊343c，用于根據(jù)信號再處理模塊342提供的時鐘信號控制超聲發(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發(fā)送給信號再處理模塊342。
[0036]優(yōu)選的，本實用新型實施例中，超聲發(fā)射子模塊343a可以采用集成了高壓脈沖和高壓開關(guān)部分，單顆8通道的脈沖發(fā)射芯片，該芯片可同時控制8個陣元，體積小，控制方便簡單。
[0037]優(yōu)選的，本實用新型實施例中，超聲回波接收子模塊343b可以采用集成了超聲信號前端所有模擬信號處理和模數(shù)轉(zhuǎn)換部分，單顆8通道的超聲前端信號處理芯片，該芯片可同時控制8個陣元，體積小，控制方便簡單。超聲前端信號處理芯片中間通過發(fā)射/接收(transmit/receive，簡稱:T/R)開關(guān)保護接收芯片，T/R開關(guān)用于控制發(fā)射接收電流方向。
[0038]優(yōu)選的，本實用新型實施例中，第一控制子模塊343c具體可以為FPGA。
[0039]需要說明的是，由于本實用新型實施例中的超聲發(fā)射子模塊343a和超聲回波接收子模塊343b僅采用M個通道，32,因此第一控制子模塊343c對應(yīng)的FPGA不需要采用特別龐大的門數(shù)的芯片即可實現(xiàn)對超聲發(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FPGA的設(shè)計要求也相應(yīng)降低，調(diào)試也更加方便高效。
[0040]示例性的，若本實用新型實施例中的前端信號處理模塊343采用32通道設(shè)計，即M=32，其中采用4顆脈沖發(fā)射芯片、4顆超聲前端信號處理芯片，則根據(jù)芯片的特性(比如輸入/輸出(Input/Output，簡稱:1/0)接口數(shù)的要求)，一個具有200個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。而前期的信號處理集中在發(fā)射聚焦的延時(多個陣元要將能量同時打到一個點上，以便打到更深的點，以及使該位置點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)點的距離不同，因此要針對每個陣元進行適當(dāng)?shù)难訒r，保證均同時打到該點)上，因此該FPGA只需少量的可編程門數(shù)即可。
[0041]進一步的，如圖5所示，本實用新型實施例中，信號再處理模塊342，可以包括:
[0042]第二控制子模塊342a，用于為至少一個前端信號處理模塊343提供時鐘信號，并且對至少一個前端信號處理模塊343發(fā)送的超聲回波信號進行信號的再處理。
[0043]優(yōu)選的，本實用新型實施例中，第二控制子模塊342a與第一控制子模塊343c可以通過外部存儲器接口(Externa I Memory Interface，簡稱:EMIF)或高速外設(shè)組件互聯(lián)接口(Peripheral Component Interconnect Express，簡稱:PCIE)相連。通過該接口，第二控制子模塊342a給前端信號處理模塊343發(fā)送聚焦的指令，同時接收前端信號處理模塊343發(fā)送的經(jīng)過濾波放大和模數(shù)轉(zhuǎn)換的超聲回波信號。
[0044]其中，EMIF為一種外部存儲器接口，一般與FPGA相連使FPGA平臺充當(dāng)一個協(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]需要說明的是，本實用新型實施例中，第二控制子模塊342a與第一控制子模塊343c還可以通過其它接口方式相連，本實用新型實施例對此不作具體限定。
[0046]優(yōu)選的，本實用新型實施例中，工控系統(tǒng)31可以通過PCIE或串行總線(UniversalSerial Bus，簡稱:USB)接口與信號再處理模塊342的第二控制子模塊342a相連。
[0047]需要說明的是，本實用新型實施例中，工控系統(tǒng)31與信號再處理模塊342的第二控制子模塊342a還可以通過其它接口方式相連，本實用新型實施例對此不作具體限定。
[0048]具體的，為了保證至少一個前端信號處理模塊343工作在同一時鐘下，本實用新型實施例中的第二控制子模塊342a，用于為至少一個前端信號處理模塊343提供時鐘信號。同時，本實用新型實施例中的第二控制子模塊342a，還用于對至少一個前端信號處理模塊343發(fā)送的超聲回波信號進行信號的再處理，比如進行聚焦和構(gòu)建原始圖像。
[0049]優(yōu)選的，本實用新型實施例中，第二控制子模塊342a具體可以為FPGA。
[0050]示例性的，若本實用新型實施例中的前端信號處理模塊343采用32通道設(shè)計，即M =32,則要支持最大的256通道需要8個前端信號處理模塊343，一個前端信號處理模塊343的EMIF連接需要25個1/0，時鐘需要2個I/O (LVDS差分線，確保信號抗干擾性)，則8個前端信號處理模塊343 —共需要216個I/O。同時，PCIE大約需要15個以內(nèi)的1/0，加上為信號處理連接RAM用的EMIF接口所需的25個1/0，信號再處理模塊342中的第二控制子模塊342a對應(yīng)的FPGA應(yīng)該需要300個以上的1/0(多余的I/O可用于其他控制，例如一些時序的控制等)即可。
[0051]具體的，本實用新型實施例中，核心電源模塊341，用于為至少一個前端信號處理模塊343和信號再處理模塊342提供供電電壓，包括:
[0052]核心電源模塊341，用于為至少一個前端信號處理模塊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，并且為至少一個前端信號處理模塊342a提供穩(wěn)壓電源。
[0055]前端信號處理模塊343，還包括:
[0056]電源穩(wěn)壓子模塊343d，用于將信號再處理模塊提供的電壓進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，用于為至少一個前端信號處理模塊343和信號再處理模塊342提供供電電壓，包括:
[0058]核心電源模塊341，用于為至少一個前端信號處理模塊343提供正負(fù)高壓可調(diào)電源，并且為信號再處理模塊342提供正負(fù)低壓電源。
[0059]具體的，本實用新型實施例中將電源穩(wěn)壓子模塊343d集成在前端信號處理模塊343中，將低電壓電源子模塊342b集成在信號再處理模塊342中，由低電壓電源子模塊342b為前端信號處理模塊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與前端信號處理模塊343的連線，保證了前端信號處理模塊343需要的電源線只有一條，從而簡化了超聲裝置3的設(shè)計方案，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，本實用新型實施例中，低電壓電源子模塊342b可由外部輸入一個穩(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，該低電壓電源子模塊342b可為至少一個前端信號處理模塊343提供一個合適的穩(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，通過核心電源模塊控制正負(fù)高壓可調(diào)電源的幅值。
[0062]進一步的，考慮到目前產(chǎn)品中的探頭32 —般僅提供一個接口，針對不同應(yīng)用的超聲裝置，陣元通道數(shù)不同，因此需要的前端信號處理模塊343的數(shù)量也不相同，因此，需要將至少一個前端信號處理模塊343的陣元通道組合起來后連接探頭32。
[0063]S卩，本實用新型實施例中，探頭32與前端信號處理模塊343可以通過探頭轉(zhuǎn)換板相連。
[0064]其中，探頭轉(zhuǎn)換板的一端具有可擴展的陣元通道接口，用于連接至少一個前端信號處理模塊343的M通道高壓開關(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個前端信號處理模塊343通過探頭轉(zhuǎn)換35板相連為例，如圖7所示，探頭轉(zhuǎn)換35包括多個M陣元通道接口 351以及一個探頭接口 352，其中，M陣元通道接口 351與前端信號處理模塊343的M通道高壓開關(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，從而達到將2個前端信號處理模塊343的陣元通道組合起來后連接探頭32的目的。
[0067]上述探頭轉(zhuǎn)換板實現(xiàn)了根據(jù)不同應(yīng)用的超聲裝置3的陣元數(shù)需求對陣元通道進行擴展或硬件升級的作用。
[0068]需要說明的是，本實用新型實施例中，各模塊需要用數(shù)據(jù)線和電源線連接，也可以采用板對板連接器連接，本實用新型實施例對此不作具體限定。其中，如圖6所示，至少一個前端信號處理模塊343中的每一個前端信號處理模塊343與信號再處理模塊342都需要一組數(shù)據(jù)線和一組電源線連接，因為電源線是低電壓，因此兩組線可以做到一個線束中。至少一個前端信號處理模塊343中的每一個前端信號處理模塊343還需和核心電源模塊341連接以獲得高壓電源。信號再處理模塊342需和核心電源模塊341進行數(shù)據(jù)連接，以方便控制高壓電源的幅值，從而實現(xiàn)超聲發(fā)射功率的控制。
[0069]本實用新型實施例提供一種超聲裝置，包括:工控系統(tǒng)、探頭、電源以及超聲信號核心，超聲信號核心包括:核心電源模塊、與工控系統(tǒng)相連的信號再處理模塊、以及與探頭相連的至少一個前端信號處理模塊；其中，核心電源模塊，用于為至少一個前端信號處理模塊和信號再處理模塊提供供電電壓；前端信號處理模塊，用于M通道的陣元發(fā)射超聲脈沖與接收超聲回波信號，并將超聲回波信號發(fā)送給信號再處理模塊，32，M為正整數(shù)；信號再處理模塊，用于為至少一個前端信號處理模塊提供時鐘信號，并且對至少一個前端信號處理模塊發(fā)送的超聲回波信號進行信號的再處理。
[0070]基于本實用新型實施例提供的上述超聲裝置，由于該超聲裝置的超聲信號核心采用了模塊式分離設(shè)計，即超聲信號核心包括核心電源模塊、信號再處理模塊以及至少一個M通道的前端信號處理模塊。通過設(shè)計一個或多個M通道的前端信號處理模塊，使得前端信號處理模塊的數(shù)量可以增減，從而實現(xiàn)前端通道數(shù)的可變，進而實現(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)計成一個整體，因此方案確定后無法再擴展，與其他產(chǎn)品功能需求無法兼容，方案利用率低；同時，由于整體化的設(shè)計，多種功能集成到一塊大的FPGA板上，調(diào)試復(fù)雜度高，開發(fā)周期長，相應(yīng)地，成本造價高昂。本實用新型實施例提供的超聲裝置的設(shè)計方案，在廠商根據(jù)需要、應(yīng)用場景、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)選擇前端信號處理模塊的數(shù)量，即可實現(xiàn)對應(yīng)探頭陣元數(shù)的多通道陣元控制，可擴展性較好，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，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，為描述的方便和簡潔，上述描述的裝置，僅以上述各功能模塊的劃分進行舉例說明，實際應(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程，可以參考前述方法實施例中的對應(yīng)過程，在此不再贅述。
[0072]在本申請所提供的幾個實施例中，應(yīng)該理解到，所揭露的系統(tǒng)，裝置和方法，可以通過其它的方式實現(xiàn)。例如，以上所描述的裝置實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，實際實現(xiàn)時可以有另外的劃分方式，例如多個單元或組件可以結(jié)合或者可以集成到另一個系統(tǒng)，或一些特征可以忽略，或不執(zhí)行。另一點，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，機械或其它的形式。
[0073]所述作為分離部件說明的單元可以是或者也可以不是物理上分開的，作為單元顯示的部件可以是或者也可以不是物理單元，即可以位于一個地方，或者也可以分布到多個網(wǎng)絡(luò)單元上?？梢愿鶕?jù)實際的需要選擇其中的部分或者全部單元來實現(xiàn)本實施例方案的目的。
[0074]另外，在本實用新型各個實施例中的各功能單元可以集成在一個處理單元中，也可以是各個單元單獨物理存在，也可以兩個或兩個以上單元集成在一個單元中。上述集成的單元既可以采用硬件的形式實現(xiàn)，也可以采用軟件功能單元的形式實現(xiàn)。
[0075]所述集成的單元如果以軟件功能單元的形式實現(xiàn)并作為獨立的產(chǎn)品銷售或使用時，可以存儲在一個計算機可讀取存儲介質(zhì)中。基于這樣的理解，本實用新型的技術(shù)方案本質(zhì)上或者說對現(xiàn)有技術(shù)做出貢獻的部分或者該技術(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，該計算機軟件產(chǎn)品存儲在一個存儲介質(zhì)中，包括若干指令用以使得一臺計算機設(shè)備(可以是個人計算機，服務(wù)器，或者網(wǎng)絡(luò)設(shè)備等)或處理器(processor)執(zhí)行本實用新型各個實施例所述方法的全部或部分步驟。而前述的存儲介質(zhì)包括:U盤、移動硬盤、ROM、RAM)、磁碟或者光盤等各種可以存儲程序代碼的介質(zhì)。
[0076]以上所述，僅為本實用新型的【具體實施方式】，但本實用新型的保護范圍并不局限于此，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)涵蓋在本實用新型的保護范圍之內(nèi)。因此，本實用新型的保護范圍應(yīng)以所述權(quán)利要求的保護范圍為準(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、電源以及超聲信號核心，其特征在于，所述超聲信號核心包括:核心電源模塊、與所述工控系統(tǒng)相連的信號再處理模塊、以及與所述探頭相連的至少一個前端信號處理模塊； 其中，所述核心電源模塊，用于為所述至少一個前端信號處理模塊和所述信號再處理模塊提供供電電壓； 所述前端信號處理模塊，用于M通道的陣元發(fā)射超聲脈沖與接收超聲回波信號，并將所述超聲回波信號發(fā)送給所述信號再處理模塊，32, M為正整數(shù)； 所述信號再處理模塊，用于為所述至少一個前端信號處理模塊提供時鐘信號，并且對所述至少一個前端信號處理模塊發(fā)送的所述超聲回波信號進行信號的再處理。
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； 第一控制子模塊，用于根據(jù)所述信號再處理模塊提供的時鐘信號控制所述超聲發(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發(fā)送給信號再處理模塊。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的超聲裝置，其特征在于，所述信號再處理模塊包括: 第二控制子模塊，用于為所述至少一個前端信號處理模塊提供時鐘信號，并且對所述至少一個前端信號處理模塊發(fā)送的所述超聲回波信號進行信號的再處理。
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前端信號處理模塊和所述信號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前端信號處理模塊提供正負(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前端信號處理模塊提供穩(wěn)壓電源； 所述前端信號處理模塊還包括: 電源穩(wěn)壓子模塊，用于將所述信號再處理模塊提供的電壓進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前端信號處理模塊和所述信號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前端信號處理模塊提供正負(fù)高壓可調(diào)電源，并且為所述信號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任一項所述的超聲裝置，其特征在于，所述探頭與所述至少一個前端信號處理模塊通過探頭轉(zhuǎn)換板相連； 其中，所述探頭轉(zhuǎn)換板的一端具有可擴展的陣元通道接口，用于連接所述至少一個前端信號處理模塊的M通道高壓開關(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任一項所述的超聲裝置，其特征在于，所述工控系統(tǒng)通過高速外設(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外部存儲器接口 EMIF或PCIE相連。
10.根據(jù)權(quán)利要求3-6任一項所述的超聲裝置，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)場可編程門陣列FPGA。
【文檔編號】A61B8/00GK204169869SQ201420631611
【公開日】2015年2月25日 申請日期:2014年10月28日 優(yōu)先權(quán)日:2014年10月28日
【發(fā)明者】金陽, 韓立東, 喬彬, 唐建 申請人:青島海信醫(yī)療設(shè)備股份有限公司