[发明专利]具体用于超声应用的传输信道

说明书

技术领域

本发明涉及一种传输信道。

本发明具体地但是并非唯一地涉及一种具体用于超声应用的传输信道，并且仅通过示例参照这一应用领域做出以下描述。

背景技术

众所周知，声纳扫描或者超声扫描是使用超声波或者超声并且基于超声传输和回声发射的原理的医疗诊断测试系统，而且广泛使用于内科、外科和放射领域中。

常用超声包括在2MHz与20MHz之间。通过考虑更高频率具有更大图像分辨力、但是在受检查的对象中渗透更少深度来选择频率。

这些超声通常由插入于探测器中的压电陶瓷晶体生成，通过在其间插入适当凝胶(适合于消除在探测器与对象的皮肤之间的空气从而允许超声在受检查的分段中渗透)来维持该探测器与对象的皮肤的直接接触。同一探测器能够收集适当地由计算机处理并且显示于监视器上的返回信号或者回声。

具体而言，部分反射到达声阻抗的变化点并且因此例如到达内部器官的超声，并且反射百分比传达关于在穿越的组织之间的阻抗差的信息。将注意：考虑在骨骼与组织之间的大阻抗差，利用声纳扫描不可能看见骨骼后面，这引起超声的全反射，而空气或者气体区段给予“阴影”从而引起超声的部分反射。

向计算机提供由超声波运用于完成去往、反射和返回路径的时间，该计算机计算回声已经来自的深度，因此标识在穿越的组织之间的划分表面(这对应于声阻抗的变化点并且因此对应于回声来自的深度)。

基本上，超声扫描器(具体为基于超声声纳扫描的诊断装置)本质上包括三个部分：

-探测器，包括具体为超声类型的至少一个换能器，该换能器发送和接收超声信号；

-电子系统，驱动换能器用于生成待发送的超声信号或者脉冲并且接收这一脉冲在探测器的返回回声信号，从而处理接收的回声信号；以及

-从探测器接收的回声信号开始处理的对应声纳扫描图像的显示系统。

具体而言，术语换能器一般指示将相对于机械和物理数量的能量类型转换成电信号的电气或者电子设备。在广义上，换能器有时定义为任何如下设备，该设备将能量从一种形式转换成另一形式，从而这后一形式可以由人或者由其它机器再处理。诸多换能器为传感器和致动器二者。超声换能器通常包括被适当地偏置用于引起它的变形以及生成超声信号或者脉冲的压电晶体。

在图1中示意地示出了(用1整体上指示)在这些应用中使用的典型传输信道或者TX信道。

具体而言，传输信道1包括与输入总线BUS_IN对应驱动电平移位器3的输入逻辑2，该电平移位器又连接到高电压缓冲块4。高电压缓冲块4插入于成对高电压参考(分别为较高的HVP0和HVP1以及较低的HVM0和HMV1)之间并且具有连接到电平移位器3的一对输入端子INB1和INB2以及连接到对应一对输入端子(钳位块5的INC1和INC2)的一对输出端子OUTB1和OUTB2。

另外，钳位块5连接到钳位电压参考PGND并且具有与传输信道1的第一输出端子HVout对应的输出端子，该第一输出端子又经过抗噪声块6连接到连接端子Xdcr以用于经过传输信道1驱动换能器。

最后，高电压开关7插入于传输信道1的第二输出端子LVout与连接端子Xdcr之间。这一高电压开关7能够在传输信道1的接收步骤期间向第二输出端子LVout发送在抗噪声块6的输出处的输出信号。

将注意，开关7为高电压开关，因为在传输信道1的发送步骤期间，虽然开关7关断，但是在连接端子Xdcr上的信号(总是用Xdcr指示)为高电压信号。当代之以接通这一开关7时(即在传输信道1的接收步骤期间)，信号Xdcr一般处于接近零的电压值，因为连接到传输信道1的压电换能器正在感测如图2中所示超声脉冲信号的小返回回声。

通常，事实上超声换能器发送持续时间为数μs的高电压脉冲并且持续约250μs的持续时间接收这一脉冲的通过在受检查的对象的器官上的反射而生成的回声以回到新的高电压脉冲的发送。

例如发送第一脉冲IM1和第二脉冲IM2而峰峰偏移在所示例子中等于190Vpp(在图2中示出了并且用E1和E2指示换能器对对应回声的接收)。

在图3A中更具体示出了高电压开关7，而在图3B中示出了根据工作条件(ON)的它的等效电路。