[发明专利]一种用于超声面阵探头的控制装置

说明书

本发明公开了一种用于超声面阵探头的控制装置，包括隔离单元(1)、高压脉冲单元(2)、高压开关单元(3)、匹配网络、接收单元(5)以及控制单元；其中，控制单元的第一输出端连接隔离单元(1)的输入端，该控制单元的第二输出端连接高压脉冲单元(2)的第一输入端，控制单元的第三输出端连接高压开关单元(3)的第一输入端；控制单元用于向隔离单元(1)发出幅值范围不超过5V的低压脉冲信号，向高压脉冲单元(2)发出预先设定的第一控制信号，向高压开关单元(3)发出预先设定的第二控制信号。本发明可同时实现探头的一整行、一整列或多行多列阵元的控制，由此解决传统超声系统电路采用分立元件的复杂性及不稳定性。

技术领域

本发明属于医学超声探头控制电路领域，更具体地，涉及一种用于超声面阵探头的控制装置，尤其可适用于二维超声面阵探头。

背景技术

相较于传统B超，基于二维面阵的实时三维超声诊断仪可以提供更全面、更详细的人体信息，已经逐渐应用于临床检查和诊断中。目前国外主要医学影像企业的高端超声产品上均已实现基于二维面阵的实时三维超声成像技术，由于全连接的面阵探头多发射/接收通道，阵元间易产生电磁串扰，信号的灵敏度和信噪比降低，信号强度减弱，易影响图像重建的质量。

在最小化牺牲图像质量的前提下，为了简化系统的复杂度，人们提出稀疏阵列等方法。多路复用可有效地降低阵元密度，但是需要额外的电路系统和控制软件，增加了系统的复杂度和费用。非专利文献(BioMedical Engineering OnLine 2014,13:76)中公开了一种用于高频超声探头的保护电路，该保护电路是基于MOSFET的开关模式电源供电(SMPS,Switching Mode Power Supply)高频探头保护电路，该电路可减少电路的插入损耗，获取更高的信号灵敏度，但由于该电路采用的是分立元件场效应管：第一、电路结构比较复杂，容易受外部干扰；第二、分立式元件使得探头不同的阵元发送和接收信号的时间不同步，影响了探测的精密度；第三、接收部分限幅电路并不能将发射信号限制在较小的幅度范围内，不能达到外部采集系统的幅度要求。

此外，对于目前备受关注的实时三维超声成像系统，存在面阵探头阵元数量多、通道数量多而且数据量大等问题，若采用现有的高频超声探头控制装置及控制方法，电路结构将更为复杂，同时抗干扰性也会更差，影响成像质量。

发明内容

针对现有技术的以上缺陷或改进需求，本发明提供了一种用于超声面阵探头的控制装置，其目的在于同时实现探头的一整行、一整列或多行多列阵元的控制，由此解决传统超声系统电路采用分立元件的复杂性及不稳定性。

为实现上述目的，按照本发明的一个方面，提供了一种用于超声面阵探头的控制装置，其特征在于，包括隔离单元(1)、高压脉冲单元(2)、高压开关单元(3)、第一匹配网络、第二匹配网络、接收单元(5)以及控制单元；

所述控制单元的第一输出端连接所述隔离单元(1)的输入端，该控制单元的第二输出端连接所述高压脉冲单元(2)的第一输入端，控制单元的第三输出端连接所述高压开关单元(3)的第一输入端；所述控制单元用于向所述隔离单元(1)发出幅值不超过5V的低压脉冲信号，向所述高压脉冲单元(2)发出预先设定的第一控制信号，向所述高压开关单元(3)发出预先设定的第二控制信号；

所述隔离单元(1)的输出端连接所述高压脉冲单元(2)的第二输入端，该隔离单元(1)用于消除所述低压脉冲信号中的噪声信号，同时避免所述高压脉冲单元(2)产生的信号对所述控制单元的损害，并将去噪后的低压脉冲信号从该隔离单元(1)的输出端输出；

所述高压脉冲单元(2)的输出端连接所述高压开关单元(3)的第二输入端，该高压脉冲单元(2)用于根据所述第一控制信号，将所述去噪后的低压脉冲信号转换成高压脉冲信号，并将所述高压脉冲信号从该高压脉冲单元(2)的输出端输出；