[实用新型]全数字超声诊断仪

说明书

技术领域

实用新型涉及一种全数字超声诊断仪，尤其是涉及一种基于PC平台、具有标准USB2.0接口、并且可以灵活设置参数和改变探头种类的医用全数字超声诊断仪。

背景技术

目前市场上的超声诊断仪的系统架构都是嵌入式处理器，如DSP、ARM、单片机等，受处理性能和储存容量的限制，使得功能受到很大的制约。海量存储及一些复杂的处理功能在这种架构下面是无法实现的，例如超声工作站、三维成像等，更不可能使用标准医用数字图像通信格式进行网络等。随着现代医学的不断发展，这样的设备已经远远不能适应现在医学的需要。

发明内容

本实用新型旨在解决上述超声诊断仪所存在的问题。提供一种具有高分辨率的超声诊断图像，以及丰富的功能的超声诊断仪；并且可以提供一套内置的超声工作站，具备海量数据存储功能，大于60G，回放为300帧；丰富的病例管理、报表等功能；并且支持的探头的种类可达2³²⁰种之多；并具备计算机的USB接口，可方便实现激光打印，U盘存储等。

一种全数字超声诊断仪，包括前端模块10、工控PC模块20：

超声前端模块10由前端板11和探头转接板12连接而成；

工控PC模块20由工控主板21和PC配件连接而成；

前端板11包括与探头转接板12输出端相连的前置放大模块111，以及依次相连的压控放大模块112、A/D转换模块113、数字声束形成模块114，数字调解模块115、采样模块116、对数压缩模块117；数字波束形成模块114的另外一个输出端分别于发射聚焦模块118和发射驱动模块119的输入端相连，发射聚焦模块118的输出端与发射驱动模块119的另一个输入端相连，发射驱动模块119的输出端与探头转接板12的输入端相连；

前置放大装置111是由经过优化的第一级增益放大电路和第二级增益放大电路组成；

数字声束形成模块114包括两片FPGA，其接受32通道的A/D转换模块113的数据，在FPGA内对每个通道进行插值，在动态变迹参数的控制下，32个FIFO中同相位的数据加权并叠加，得到聚焦的射频数字回波；

射频数字回波被传输到检波FPGA，在检波FPGA内完成动态滤波、动态检波、采样和对数压缩处理，得到射频数字回波的包络信号。

探头转接板12为3只96芯的探头连接插座；

与工控PC模块20连接的用户接口30以及电源模块40；

用户接口30包括操作面板、显示器和软件人机界面；

电源模块40包括1U电源和前端电源组成；

PC配件包括监视器、DVD刻录光驱；工控主板21采用Pentium 4级别的处理器、256MB DDR内存、80G硬盘。

本实用新型的全数字超声诊断仪具有如下优点：

1、基于计算机硬件平台以及Windows XP Embedded操作系统平台，建立产品的系统构架，产品具有易升级、易扩展、用户接口友好等优点；

2、采用32通道实现波束形成，通过动态孔径、动态变迹、动态聚焦、动态滤波、动态检波等技术，有效地提高了图像的分辨力，旁瓣也得到有效的抑制；

3、32通道的A/D采用LVDS信号标准的串行方式，仅需两片FPGA即可完成数字波束形成，电路面积得到有效控制；

4、在各通道信号A/D之后的信号处理均采用大容量高速的FPGA构架，经过优化的处理算法和参数保证了图像的质量；

5、本实用新型的全数字超声诊断仪包括全数字波束形成、高速数字信号处理、高速存储及高速传输等技术，其关键在于全数字化波束形成技术。

附图说明

图1是本实用新型总体的逻辑框图；

图2是本实用新型前端板部分的逻辑框图；

图3是本实用新型发射聚焦模块的逻辑框图；

图4是本实用新型前端板的工作原理图；

具体实施方式

如图1所示，本实用新型涉及的全数字超声诊断仪总体上包括全数字超声前端模块10、工控PC模块20、用户接口30、电源模块40。

全数字超声前端模块10主要由前端板11和探头转接板12组成；

PC软件向前端板10通过USB接口发出控制参数，前端板的FPGA根据接收到的参数，控制超声的扫描，包括发射、接收，最终将经过数字信号处理后获得的扫描数据上传给PC。前端板上的探头控制信号经过探头转接板到达目标探头。