專利名稱：模塊化換能器連接系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明一般涉及超聲系統(tǒng)，尤其涉及一種模塊化換能器連接系統(tǒng)，所述系統(tǒng)允許不同類型的超聲連接器在一個超聲控制單元中很容易地互換。
背景技術(shù)：
超聲系統(tǒng)廣泛地用于醫(yī)學(xué)部門以提供各種測試功能。因此，需要如今的超聲系統(tǒng)提供很大的靈活性，即，在醫(yī)療設(shè)備中能執(zhí)行各種操作。為了實(shí)現(xiàn)這一點(diǎn)，通常將系統(tǒng)配置為結(jié)構(gòu)緊湊的自備控制臺的單元，所述控制臺單元安裝在輪子上以實(shí)現(xiàn)可動性。所述系統(tǒng)也包括各種功能特征，例如板上(on-board)計算機(jī)，監(jiān)視器，和各種用于接收和報告數(shù)據(jù)的輸入/輸出裝置。
超聲數(shù)據(jù)由超聲換能器獲得，所述換能器可通過線纜連接到超聲單元(“單元”)，因此允許技術(shù)員很容易地操作換能器區(qū)域。換能器的線纜連接到單元的連接器上，并可按需要連接和分離。由于超聲有多種用途，一個超聲單元通常將包括不同類型的換能器以執(zhí)行不同的功能。由于每一個換能器包括它自己獨(dú)特的規(guī)格，用于每個換能器的連接器對于換能器類型通常是唯一的。例如，第一換能器需要可能200根數(shù)據(jù)線，而另一個換能器可能僅需要110根數(shù)據(jù)線。
遺憾的是，由于尺寸和造價的限制，一個典型的超聲系統(tǒng)僅能制造為具有有限數(shù)量的連接器類型，例如，兩個或三個。這種限制有幾個缺陷。首先，由所述單元執(zhí)行的檢測類型受到符合所提供的連接器的換能器的類型所限。第二，新一代的單元不能接受沒有經(jīng)過花費(fèi)昂貴造價改進(jìn)過的老一代遺留下來的換能器設(shè)計。例如，這樣的改進(jìn)需要特定設(shè)計的適配器，等。因此，如今的超聲系統(tǒng)不能與技術(shù)進(jìn)步有效地保持同步。因此，需要一種能為超聲系統(tǒng)的連接器提供更多靈活性的系統(tǒng)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明通過提供一種模塊化換能器連接系統(tǒng)解決了上述問題，以及其它問題，所述模塊化換能器連接系統(tǒng)允許連接器模塊在一個超聲系統(tǒng)中很容易地進(jìn)行互換。第一方面，本發(fā)明提供一種超聲系統(tǒng)，包括多個插架、每個插架能夠接收不同類型的可互換的換能器連接器模塊(TCMs)，其中，每一個TCM包括連接器，多根數(shù)據(jù)線，和用于控制所述數(shù)據(jù)線的開關(guān)電路；在每一個插架中的分配總線接口，用于將被插入TCM的多根數(shù)據(jù)線電子連接到分配總線上；以及與分配總線相連的系統(tǒng)控制器，所述系統(tǒng)控制器用于控制所選TCM的操作并激活所選TCM的開關(guān)電路。
第二方面，本發(fā)明提供一種可插入地連接在超聲控制單元內(nèi)的可互換的超聲換能器連接器模塊(TCM)，包括安裝在裝置外表面上的超聲連接器，其中所述裝置具有與超聲控制單元內(nèi)的開口機(jī)械配合的預(yù)定結(jié)構(gòu)；以及安裝在所述裝置的內(nèi)部表面上的開關(guān)電路，其中所述開關(guān)電路將超聲連接器內(nèi)的數(shù)據(jù)線電子連接到一個印刷電路板連接器，所述連接器可插進(jìn)超聲控制單元內(nèi)的分配總線，并且其中所述開關(guān)電路包括多個開關(guān)，所述開關(guān)可由所述超聲控制單元激活或解除激活。
第三方面，本發(fā)明提供一種超聲系統(tǒng)，包括多個可互換的換能器連接器模塊(TCMs)，其中每一個TCM包括超聲連接器，開關(guān)電路，和可插入的接口；和一個超聲控制單元，其包括多個插架和系統(tǒng)控制器，每個插架用于接收并將所述TCMs中的一個可插入地連接在超聲控制單元的分配總線中，系統(tǒng)控制器用于選擇多個TCMs中的一個，并激活所選TCM的開關(guān)電路。


根據(jù)下面本發(fā)明結(jié)合附圖的本發(fā)明各方面的詳細(xì)描述，更容易理解本發(fā)明的這些和其它特征。其中圖1描述了按照本發(fā)明的被封裝的超聲系統(tǒng)。
圖2描述了按照本發(fā)明的圖1去掉封裝的超聲系統(tǒng)。
圖3描述了按照本發(fā)明的超聲系統(tǒng)的系統(tǒng)概略圖。
圖4描述了按照本發(fā)明的超聲系統(tǒng)的分解圖。
圖5描述了按照本發(fā)明的換能器連接器模塊的分解后視圖。
具體實(shí)施例方式
現(xiàn)在參照附圖，圖1描述的超聲系統(tǒng)10包括具有四個插架11的超聲控制單元19(“單元19”)。系統(tǒng)10進(jìn)一步包括多個可插進(jìn)單元19的各自插架的可互換的換能器連接器模塊(TCMs)12，14，16。正如所能看到的，每一個TCM包括不同類型的連接器13，15，17，換能器可放在所述連接器上。同樣示出了蓋18可簡單蓋上不使用的插架。單元19封裝在套37中，以提供電磁干涉(EMI)防護(hù)和機(jī)械支持，從而允許外部使用所述多個插架。典型地，超聲系統(tǒng)10可包括本領(lǐng)域熟知的其它元件(未示出)，例如，有輪的控制臺，監(jiān)視器，線纜，換能器，等。正如下面更加詳細(xì)地描述的那樣，本發(fā)明提供一種模塊化設(shè)計，所述設(shè)計允許不同TCMs從單元19的插架11中很容易地插入和/或去除。
圖2描述了去除了套17的圖1的超聲系統(tǒng)10。除連接器13，15、17以外，每一個TCM12，14，16包括開關(guān)電路22，24，26。開關(guān)電路22，24，26均包括TCM接口(將在下面進(jìn)行描述)，所述TCM接口可插進(jìn)配電盤52上各自的分配總線接口23，25，27。分配總線接口23，25，27，29可提供機(jī)械和電子連接，因此允許TCMs12，14，16很容易的互換。例如，一個TCM接口可包括與分配總線接口23，25，27匹配的陽印刷電路板(pcb)連接，所述分配總線接口可包括陰pcb連接。在示范性實(shí)施例中，分配總線接口23，25，27，29可包括可接收不同TCM接口(例如，110針對200針)結(jié)構(gòu)的通用結(jié)構(gòu)。正如所看到的，由于底部插架不包括TCM，分配總線接口29沒有使用。
每一個開關(guān)電路22，24，26將數(shù)據(jù)線從相關(guān)的連接器電連接到相關(guān)的分配總線接口。數(shù)據(jù)線的數(shù)量將取決于連接器的類型。每一個開關(guān)電路還包括一組開關(guān)，所述開關(guān)允許數(shù)據(jù)線被激活或解除激活，由此啟動或停止每個TCM。開關(guān)可以任何已知的方式實(shí)現(xiàn)，例如，二極管開關(guān)或繼電器。系統(tǒng)控制器包括底板(這里稱為“母板”)和多個控制板40，所述系統(tǒng)控制器可用于選擇TCMs中的一個并控制它的操作。因此，當(dāng)一個TCM被選擇時，它的開關(guān)被激活，并且未被選擇的TCMs的開關(guān)不被激活。
圖3描述了超聲系統(tǒng)10的操作概略，所述系統(tǒng)包括超聲控制單元19和TCM 12。應(yīng)當(dāng)理解，盡管在圖3中只示出了一個TCM，超聲控制單元19通常配置為可接收多于一個的TCM(如圖1和2所示)。因此，僅為了示范性目的選擇TCM 12并將其顯示出來，所有的TCMs共享這里描述的特征。TCM 12包括超聲連接器13，多根數(shù)據(jù)線32，開關(guān)電路22，和TCM接口42。也可提供一根或多根數(shù)據(jù)線28以進(jìn)行控制，即激活/不激活TCM12。正如上面所解釋的，TCM接口42可包括一個陽pcb連接器，所述陽pcb連接器與分配總線接口23，即陰pcb連接器，電子和機(jī)械匹配。因此，TCM12可從超聲控制單元19中可插入地連接和/或拔出。
在超聲控制單元19中，分配總線接口23與分配總線36相連，分配總線36為所有TCM接口23，25，27，29(圖2)服務(wù)。分配總線36與系統(tǒng)控制器相連，所述系統(tǒng)控制器由母板38和各種模塊化控制板40組成。母板38包括用于通過控制線28從多個可獲得的TCMs中選擇一個的選擇系統(tǒng)42。提供輸入/輸出(I/O)44來從，例如鍵盤和監(jiān)視器，接收數(shù)據(jù)或輸出數(shù)據(jù)到，例如，鍵盤和監(jiān)視器。母板38和控制板40可進(jìn)一步包括任何操作超聲系統(tǒng)10的所需的計算元件，例如，中央處理單元，存儲器，系統(tǒng)軟件，圖形控制器，信號處理系統(tǒng)，等。
現(xiàn)在參照圖4，圖4示出了超聲系統(tǒng)10的分解圖。尤其是，示出了多個TCMs 50，每一個TCM可插入地與配電盤52連接。配電盤52與母板56相連，母板56包括用于接收控制板40的插件導(dǎo)軌58。由蓋54和后門裝置60組成的套覆蓋電子元件，并提供機(jī)械支持和EMI防護(hù)。電源72和風(fēng)扇74位于套下面。應(yīng)當(dāng)理解，這種結(jié)構(gòu)僅為了示范目的示出，可對所述結(jié)構(gòu)作出修改而不背離本發(fā)明的范圍。例如，系統(tǒng)10可包括比四個接收插架更多或更少的接收插架。
現(xiàn)在參照圖5，圖5示出了TCM裝置70的分解后視圖(沒有連接器)。TCM裝置70包括用于安裝開關(guān)電路62的盤64。包括TCM接口63(如上所述)和連接器接口65的開關(guān)電路42可安裝在盤64上，例如使用多個螺絲釘進(jìn)行安裝。通常由塑料或金屬片制成的盤64包括導(dǎo)軌66，所述導(dǎo)軌用于滑動地支持超聲控制單元內(nèi)的裝置70。提供前蓋68用于將所述裝置安裝到超聲控制單元內(nèi)的開口上。連接器(未示出)將固定到蓋68的前面，并與連接器接口65相連。
在一個實(shí)施例中，TCM裝置70配置為適合于在大多數(shù)個人計算機(jī)(PCs)上可找到的標(biāo)準(zhǔn)的51/4”驅(qū)動插架開口。然而，應(yīng)當(dāng)理解，在TCM裝置70的大小和結(jié)構(gòu)方面不存在限制。唯一的要求是系統(tǒng)中的每一個TCM裝置應(yīng)具有共同的尺寸以適合控制單元的多個接收插架中的任何一個。
本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施例的前述描述是作為例子和描述的目的出現(xiàn)。它們并不詳盡，并其不應(yīng)將本發(fā)明限于公開的精確形式，顯然，在上面教導(dǎo)的啟示中，許多修改和改變是可能的。這樣的修改和改變對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來說是顯然的，這樣的修改和改變應(yīng)當(dāng)包括在由附帶的權(quán)利要求所限定的本申請的范圍中。
權(quán)利要求
1.一種超聲系統(tǒng)，包括多個插架，每個插架能夠接收不同類型的可互換的換能器連接器模塊(TCMs)，其中每個TCM包括連接器，多根數(shù)據(jù)線，和用于控制數(shù)據(jù)線的開關(guān)電路。在每一個插架中的分配總線接口，用于將所插入的TCM的多根數(shù)據(jù)線電子連接到分配總線上；以及與分配總線相連的系統(tǒng)控制器，用于控制所選TCM的操作，并激活所選TCM的開關(guān)電路。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的超聲系統(tǒng)，其中多個插架中的每一個均包括統(tǒng)一的開口。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的超聲系統(tǒng)，其中統(tǒng)一的開口包括個人計算機(jī)標(biāo)準(zhǔn)5英寸的驅(qū)動插架開口。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的超聲系統(tǒng)，其中每個不同類型的TCM安裝在與統(tǒng)一開口機(jī)械匹配的裝置上。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的超聲系統(tǒng)，其中分配總線接口包括多個通用印刷電路板連接器，所述通用印刷電路板連接器允許每個不同類型的TCM從多個插架中的任何一個插入或拔出。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的超聲系統(tǒng)，其中每個不同類型的TCMs利用不同數(shù)量的數(shù)據(jù)針。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的超聲系統(tǒng)，進(jìn)一步包括提供EMI防護(hù)和機(jī)械支持的套，其中所述套允許外部使用多個插架。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的超聲系統(tǒng)，其中系統(tǒng)控制器包括背板，所述背板具有用于接收多個控制板的接口。
9.一種可插入地連接在超聲控制單元內(nèi)的可互換的超聲換能器連接器模塊(TCM)，包括安裝在裝置外表面上的超聲連接器，其中所述裝置具有與超聲控制單元內(nèi)的開口機(jī)械匹配的預(yù)定結(jié)構(gòu)；以及安裝在裝置內(nèi)表面上的開關(guān)電路，其中所述開關(guān)電路將超聲連接器內(nèi)的數(shù)據(jù)線電子連接到印刷電路板連接器上，所述印刷電路板連接器可插進(jìn)超聲控制單元的分配總線中，其中開關(guān)電路包括可由超聲控制單元激活和不激活的多個開關(guān)。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的可互換TCM，其中所述裝置的預(yù)定結(jié)構(gòu)與標(biāo)準(zhǔn)個人計算機(jī)5英寸的驅(qū)動插架開口機(jī)械匹配。
11.根據(jù)權(quán)利要求9所述的可互換TCM，其中所述裝置包括安裝開關(guān)電路的盤，和滑動支持超聲控制單元內(nèi)的裝置的導(dǎo)軌。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的可互換TCM，其中所述裝置進(jìn)一步包括將所述裝置安裝到超聲控制單元開口的蓋。
13.根據(jù)權(quán)利要求9所述的可互換TCM，其中每一個超聲連接器利用不同數(shù)量的數(shù)據(jù)針。
14.一種超聲系統(tǒng)，包括多個可互換的換能器連接器模塊(TCMs)，其中每個TCM包括超聲連接器，開關(guān)電路，和插入接口；以及超聲控制單元，其中超聲控制單元包括多個插架，每個插架用于接收和將TCMs之一插入地連接到超聲控制單元的分配總線中，以及從多個TCMs中選擇一個并激活所選TCM的開關(guān)電路的系統(tǒng)控制器。
15.根據(jù)權(quán)利要求14所述的超聲系統(tǒng)，其中每個TCM具有與超聲控制單元中的每個插架機(jī)械匹配的預(yù)定結(jié)構(gòu)。
16.根據(jù)權(quán)利要求15所述的超聲系統(tǒng)，其中預(yù)定結(jié)構(gòu)包括個人計算機(jī)標(biāo)準(zhǔn)5英寸的驅(qū)動插架開口。
17.根據(jù)權(quán)利要求14所述的超聲系統(tǒng)，其中每個TCM的可插入接口包括第一印刷電路板接口，所述第一印刷電路板接口可插入地連接到每個插架中的第二印刷電路板接口。
18.根據(jù)權(quán)利要求14所述的超聲系統(tǒng)，其中所述超聲控制單元進(jìn)一步包括提供EMI防護(hù)和機(jī)械支持的套，其中所述套允許外部使用多個插架。
19.根據(jù)權(quán)利要求14所述的超聲系統(tǒng)，其中系統(tǒng)控制器包括背板，所述背板具有用于接收多個控制板的接口。
20.根據(jù)權(quán)利要求19所述的超聲系統(tǒng)，其中所述分配總線與背板相連。
全文摘要
一種超聲系統(tǒng)，包括多個可互換的換能器連接器模塊(TCMs)，其中，每個TCM包括超聲連接器，開關(guān)電路，可插接口，和超聲控制單元，其中超聲控制單元包括；多個插架和系統(tǒng)控制器，每個插架用于接收多個TCMs中的一個并將其可插入地連接在超聲控制單元的分配總線內(nèi)，系統(tǒng)控制器用于選擇多個TCMs中的一個并激活所選TCM的開關(guān)電路。
文檔編號G01S7/521GK1711053SQ200380102878
公開日2005年12月21日 申請日期2003年10月24日 優(yōu)先權(quán)日2002年11月8日
發(fā)明者D·P·多蘭, R·H·朱達(dá)尼安 申請人:皇家飛利浦電子股份有限公司