[发明专利]一种磁共振兼容的相控聚焦超声驱动电路

说明书

本发明涉及一种磁共振兼容的相控聚焦超声驱动电路，与超声换能器组连接，包括依次连接的FPGA输出控制信号模块、信号发生器模块组和信号调理模块组，其中，该FPGA输出控制信号模块，接收上位机的控制数据，并根据所述控制数据生成信号发生器控制信号和信号发生器片选信号；该信号发生器模块组，根据所述信号发生器控制信号和信号发生器片选信号输出正弦波；该信号调理模块组，根据所述正弦波产生用于驱动换能片工作的高电压高电流正弦信号。与现有技术相比，本发明具有减少对法拉第笼物理屏蔽方式的依赖、集成化程度高易模块扩展等优点。

技术领域

本发明涉及一种相控聚焦超声驱动电路，尤其是涉及一种磁共振兼容的相控聚焦超声驱动电路。

背景技术

现有相控聚焦超声的驱动电路多为D类/E类功放，采用半桥/全桥电路来实现。其采用方波信号作为输入信号源，经过放大以及低通滤波后，驱动超声换能器。这样的实现方式，高次谐波能量不可忽视，和磁共振协同工作时，需要使用具有等电位面的法拉第笼，来屏蔽其发射的射频噪声。

在磁共振引导的经颅高强度聚焦超声等应用场合，较大横截面积的法拉第笼，影响到了磁共振射频线圈本身的发射和接收，影响磁共振正常工作。因此，在这些场合，需要具有较低高次谐波能量的驱动电路；

另外，在磁共振引导的经颅高强度聚焦超声等应用场合，由于颅骨不同点对超声的折射和反射不同，因此需要具有更高相位精度的驱动电路；

同时，由于颅骨的组织间较大的声阻抗差异，造成的反射，从而导致反射波和入射波形成驻波，对大脑构成危害，因此需要具有更高时间控制精度的驱动电路；

最后，在磁共振引导的经颅高强度聚焦超声等应用场合，需要较大的独立驱动电路数量(n500)，因此对于驱动电路最好有更小的体积和更简易的集成方式。

发明内容

本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种磁共振兼容的相控聚焦超声驱动电路。

本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：

一种磁共振兼容的相控聚焦超声驱动电路，与超声换能器组连接，包括依次连接的FPGA输出控制信号模块、信号发生器模块组和信号调理模块组，其中，

该FPGA输出控制信号模块，接收上位机的控制数据，并根据所述控制数据生成信号发生器控制信号和信号发生器片选信号；

该信号发生器模块组，根据所述信号发生器控制信号和信号发生器片选信号输出正弦波；

该信号调理模块组，根据所述正弦波产生用于驱动换能片工作的高电压高电流正弦信号。

所述FPGA输出控制信号模块包括全局时钟模块、复位模块、上位机通讯接口、控制信号发生器接口和寄存器列表，所述全局时钟模块分别连接上位机通讯接口、控制信号发生器接口和寄存器列表，所述复位模块分别连接上位机通讯接口、控制信号发生器接口和寄存器列表。

所述信号发生器模块组包括多个并联的信号发生器，在所述信号发生器控制信号和信号发生器片选信号产生至少一路正弦波，各路正弦波具有独立的频率、幅度、相位和长度参数。

所述信号发生器由DDS芯片实现。

所述信号调理模块组由多个信号调理模块组成，每个信号调理模块包括依次连接的电压放大器、电流放大器组和换能片阻抗匹配组。

所述电压放大器包括多个相同的线性运放，各线性运放具有同相固定增益。

所述电流放大器组包括多个相同的线性功放，各线性功放具有同相固定增益。

所述换能片阻抗匹配组包括多组匹配电路。

与现有技术相比，本发明具有以下优点：