超声设备降功耗控制装置及系统制造方法及图纸

本发明专利技术提供一种超声设备降功耗控制装置及系统；超声设备降功耗控制装置，包括采用FPGA实现的数字数据处理单元，所述数字数据处理单元包括超声扫查控制模块、功耗控制模块、超声发射控制模块、超声接收控制模块、波束合成模块、数字信号处理模块、数据组包传输模块；超声扫查控制模块用于协调超声发射控制模块、超声接收控制模块、波束合成模块、数字信号处理模块和数据组包传输模块的工作进度；在扫描线周期的起始时刻首先将超声发射控制模块置于激活状态；对于超声接收控制模块、波束合成模块、数字信号处理模块和数据组包传输模块，在数据到达相应模块之前，根据预设的由小而大的各启动延迟时间，将超声接收控制模块、波束合成模块、数字信号处理模块和数据组包传输模块依次置于激活状态；本发明专利技术能够在不降低设备性能的基础上显著降低功耗。

【技术实现步骤摘要】
超声设备降功耗控制装置及系统
本专利技术涉及超声设备
，尤其是一种超声设备降功耗控制装置及系统。
技术介绍
随着科技水平的发展，生活水平的提高，对医疗设备的要求也越来越高。目前的医疗设备也在逐渐往移动化，小型化，便捷化发展。超声医学影像如今已是医学影像的一个重要分支，在临床诊断中被大量使用。这其中，手持掌上超声设备便是一种小型化医疗超声设备，但就目前市面上的掌上超声设备来看，其痛点依旧是功耗大，发热高，不能长时间使用等问题。
技术实现思路
本专利技术的目的是在于克服现有技术中存在的不足，提供一种超声设备降功耗控制装置及系统，能够在不降低设备性能的基础上显著降低功耗，且保持用户的使用感受不受影响。为实现以上技术目的，本专利技术实施例采用的技术方案是：第一方面，本专利技术实施例提供了一种超声设备降功耗控制装置，包括采用FPGA实现的数字数据处理单元，所述数字数据处理单元包括超声扫查控制模块、功耗控制模块、超声发射控制模块、超声接收控制模块、波束合成模块、数字信号处理模块、数据组包传输模块；所述超声扫查控制模块用于协调超声发射控制模块、超声接收控制模块、波束合成模块、数字信号处理模块和数据组包传输模块的工作进度；在扫描线周期的起始时刻首先将超声发射控制模块置于激活状态；对于超声接收控制模块、波束合成模块、数字信号处理模块和数据组包传输模块，在数据到达相应模块之前，根据预设的由小而大的各启动延迟时间，将所述超声接收控制模块、波束合成模块、数字信号处理模块和数据组包传输模块依次置于激活状态；所述功耗控制模块用于监控超声发射控制模块、超声接收控制模块、波束合成模块、数字信号处理模块和数据组包传输模块的工作进度，当监控的各模块各自完成当前扫描线周期的工作而依次处于空闲时将其依次置于睡眠状态。作为优选，在一个扫描线周期中，所述超声接收控制模块的启动延迟时间为0。具体地，所述置于睡眠状态是指停止相应模块的逻辑翻转。作为优选，所述超声扫查控制模块、超声发射控制模块、超声接收控制模块、波束合成模块、数字信号处理模块和数据组包传输模块均连接全局时钟；所述功耗控制模块连接独立时钟；在两帧超声图像处理的帧间隙，停止所述全局时钟的翻转，并保持所述独立时钟的翻转。作为优选，所述超声设备降功耗控制装置还包括与数字数据处理单元连接的数据传输接口，在所述帧间隙保持数据传输接口处于工作状态。第二方面，本专利技术实施例提供了一种超声设备降功耗控制系统，包括如上文所述的超声设备降功耗控制装置，还包括：设置于超声探头的压力传感器，用于获取超声探头与被检对象接触产生的压力信号；处理器，用于根据所述压力信号判定超声设备的使用状态；当所述超声设备的使用状态为空载状态时，进行降功耗控制。所述超声探头包括通过滑轨活动连接的换能器组与手持部，压力传感器置于换能器组与手持部之间的间隙中；换能器组与手持部之间的间隙中还设有自然伸长状态且与换能器组和手持部分别相抵的弹簧。更优地，所述处理器还用于：对于合成的超声图像进行图像识别，判定所述超声图像是否为预设图像类别，若设定时长内均不是预设图像类别则判定超声设备的使用状态为空载状态，进行降功耗控制；所述预设图像类别为预先定义的被检对象所对应的超声图像类别。具体地，所述降功耗控制包括，冻结控制；或者先使得数字数据处理单元进行降低超声图像帧率的控制，经过预设时长后再次判定超声设备的使用状态，若仍处于空载状态则进行冻结控制，若处于工作状态则进行恢复帧率的控制。更优地，所述的超声设备降功耗控制系统还包括：受控于处理器的供电单元；所述供电单元分别向超声设备中的换能器组、高压开关、发射/接收单元、ADC、数字数据处理单元和数据传输接口供电；所述处理器进行冻结控制时，供电单元对换能器组、高压开关、发射/接收单元、ADC和数字数据处理单元中的一个或多个进行断电，对数据传输接口供电。本专利技术实施例提供的技术方案带来的有益效果是：能够显著降低掌上超声设备的功耗，且实现了智能化的降功耗控制，增强了使用便利性；能够快速切换回正常工作状态，用户操作使用感佳。附图说明图1为本专利技术实施例中的掌上超声设备结构示意图。图2为本专利技术实施例中的针对扫描线周期的低功耗处理示意图。图3为本专利技术实施例中的超声图像帧间的低功耗处理示意图。图4为本专利技术实施例中的超声探头结构示意图。图5为本专利技术实施例中的根据超声设备空载状态进行降功耗控制的流程图。具体实施方式为了使本专利技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本专利技术进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本专利技术，并不用于限定本专利技术。在本专利技术的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本专利技术和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本专利技术的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。在本专利技术的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电气连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，还可以是两个元件内部的连通，可以是无线连接，也可以是有线连接。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本专利技术中的具体含义。此外，下面所描述的本专利技术不同实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互结合。在本专利技术的实施例中，一种掌上超声设备，如图1所示，包括换能器组、高压开关、发射/接收单元、模数转换单元（ADC）、数字数据处理单元、数据传输接口、MCU、供电单元；其中数字数字处理单元采用FPGA实现；数字数据处理单元中包括超声扫查控制模块、功耗控制模块、超声发射控制模块、超声接收控制模块、波束合成模块、数字信号处理模块、数据组包传输模块；数字数据处理单元中的各模块均是通过FPGA硬件程序实现的逻辑模块，其中功耗控制模块可设置于超声扫查控制模块内，也可以独立于超声扫查控制模块而设；发射/接收单元中包括发射波束处理部分和接收波束处理部分；在需要进行超声扫查时，超声发射控制模块向发射/接收单元中的发射波速处理部分发送发射控制信号，随后发射波速处理部分产生发射波束高压信号，通过高压开关加载至换能器组中的相应基元，换能器组向被检对象例如人体的选定部位发出超声波信号；被检对象产生的超声回波信号被换能器组中的相应基元所检测，发射/接收单元中的接收波束处理部分可以选通换能器组中的相应基元；接收波束处理部分将得到的超声回波信号转为模拟电信号，然后通过模数转换单元转本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种超声设备降功耗控制装置，包括采用FPGA实现的数字数据处理单元，所述数字数据处理单元包括超声扫查控制模块、功耗控制模块、超声发射控制模块、超声接收控制模块、波束合成模块、数字信号处理模块、数据组包传输模块；/n其特征在于，/n所述超声扫查控制模块用于协调超声发射控制模块、超声接收控制模块、波束合成模块、数字信号处理模块和数据组包传输模块的工作进度；在扫描线周期的起始时刻首先将超声发射控制模块置于激活状态；对于超声接收控制模块、波束合成模块、数字信号处理模块和数据组包传输模块，在数据到达相应模块之前，根据预设的由小而大的各启动延迟时间，将所述超声接收控制模块、波束合成模块、数字信号处理模块和数据组包传输模块依次置于激活状态；/n所述功耗控制模块用于监控超声发射控制模块、超声接收控制模块、波束合成模块、数字信号处理模块和数据组包传输模块的工作进度，当监控的各模块各自完成当前扫描线周期的工作而依次处于空闲时将其依次置于睡眠状态。/n

【技术特征摘要】
1.一种超声设备降功耗控制装置，包括采用FPGA实现的数字数据处理单元，所述数字数据处理单元包括超声扫查控制模块、功耗控制模块、超声发射控制模块、超声接收控制模块、波束合成模块、数字信号处理模块、数据组包传输模块；
其特征在于，
所述超声扫查控制模块用于协调超声发射控制模块、超声接收控制模块、波束合成模块、数字信号处理模块和数据组包传输模块的工作进度；在扫描线周期的起始时刻首先将超声发射控制模块置于激活状态；对于超声接收控制模块、波束合成模块、数字信号处理模块和数据组包传输模块，在数据到达相应模块之前，根据预设的由小而大的各启动延迟时间，将所述超声接收控制模块、波束合成模块、数字信号处理模块和数据组包传输模块依次置于激活状态；
所述功耗控制模块用于监控超声发射控制模块、超声接收控制模块、波束合成模块、数字信号处理模块和数据组包传输模块的工作进度，当监控的各模块各自完成当前扫描线周期的工作而依次处于空闲时将其依次置于睡眠状态。


2.如权利要求1所述的超声设备降功耗控制装置，其特征在于，
在一个扫描线周期中，所述超声接收控制模块的启动延迟时间为0。


3.如权利要求1所述的超声设备降功耗控制装置，其特征在于，
所述置于睡眠状态是指停止相应模块的逻辑翻转。


4.如权利要求1所述的超声设备降功耗控制装置，其特征在于，
所述超声扫查控制模块、超声发射控制模块、超声接收控制模块、波束合成模块、数字信号处理模块和数据组包传输模块均连接全局时钟；
所述功耗控制模块连接独立时钟；
在两帧超声图像处理的帧间隙，停止所述全局时钟的翻转，并保持所述独立时钟的翻转。


5.如权利要求4所述的超声设备降功耗控制装置，其特征在于，
所述超声设备降功耗控制装置还包括与数...

【专利技术属性】
技术研发人员：诸晓明，张书伟，陈建军，
申请(专利权)人：无锡祥生医疗科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32