超声波诊断设备制造技术

本发明专利技术提供一种小型廉价的超声波诊断设备，它可以由单一电源控制，能为随模式不同而异的驱动波形提供比预定值不多也不少的发射功率，而且不影响驱动波形的特性。这种超声波诊断设备包括：一个超声波发生单元（１），它发射超声波；一个波形发生单元（２），它产生单脉冲或短脉冲来驱动超声波发生装置（１），脉冲的占空因子在某个时间周期内可变，该周期对应着超声波发生装置（１）的频带之外的一个频率；一个单一电源（３），它决定了由波形发生装置（２）产生的驱动波形的振幅。因此，要发射的超声波的声功率可以得到控制，而不需要改变发射波的振幅。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及到一种用于医疗领域的超声波诊断设备。
技术介绍
常规的超声波诊断设备，像专利JP2001-087263A和JPH08(1996)-280674A所描的那些，已经为人们所知了。一般说来，超声波诊断设备使用单一的B模式、M模式、多普勒模式(下文被称为D模式)、彩色即二维多普勒模式(下文被称为C模式)，或使用这些模式的混合模式。在这种情况下，通过控制发射功率，使得超声波发生装置与活体相接触的部分的表面温度以及从超声波发生装置传到活体的声功率不超过预定值。进一步说，在发射时驱动波形的频率、振幅、波数对每一种模式都是确定的。因此，对于随模式不同而异的驱动波形，要适当地控制发射功率使其正好达到预订值，不多也不少。图7是一个常规的超声波诊断设备典型配置的框图。在图7里，常规超声波诊断设备由以下部分组成超声波发生装置71；波形发生装置72；模式控制单元75；波形控制单元74以及一个电压可变的电源单元73。其中，超声波发生装置71发射超声波。波形发生装置72产生一个单脉冲或一个短脉冲来驱动超声波发生装置71。模式控制单元75产生与发射波模式相关的模式信息。波形控制单元74基于模式控制单元75给出的模式信息控制驱动波形的振幅和波数，并通过电源电压来控制振幅，驱动波形则由波形发生装置72产生。电压可变的电源单元73决定了由波形发生装置72产生的驱动波形的振幅。在这里，超声波诊断设备的可变电压电源单元73需要能提供超过几十到几百伏特的高压，而且为了允许在各个模式之间的电压的变化，要求在几十微秒内作出快速响应。因此，需要使用快速响应电路，在提供不同电压的多个电源之间进行切换，或者提供具有不同输出电平的相互并联的几个波形发生装置，以为每一个模式选其中择合适的一个。然而，在上述的常规超声波诊断设备中，因为需要使用多个电源和高速电源，所以电源单元的尺寸就增大了，这就导致了设备成本和尺寸的增大，更导致了可靠性变差。
技术实现思路
考虑到上述问题，本专利技术的一个目标就是提供一种小型廉价的超声波诊断设备，它使用单一电源单元进行控制，为随模式不同而异的驱动波形提供预定的发射功率，不多也不少，且不影响驱动波形的性质。为了实现上述的目标，根据本专利技术的超声波诊断设备的第一个方面包括一个超声波发生单元，用来发射超声波；一个波形发生单元，用来产生单脉冲或短脉冲来驱动超声波发生单元，脉冲的占空因子可变；一个电源单元，它决定了由波形发生单元产生的驱动波形的振幅。为了实现上述的目标，根据本专利技术的超声波诊断设备的第二个方面包括一个超声波发生单元，用来发射超声波；一个波形发生单元，用来产生单脉冲或短脉冲来驱动超声波发生单元，脉冲的占空因子在某个时间周期内可变，该周期对应着超声波发生单元的频带之外的一个频率；一个电源单元，它决定了由波形发生单元产生的驱动波形的振幅。通过上述配置，可以控制从超声波发生单元发射的超声波的声功率而不需要改变发射波的振幅，也可以抑制因占空因子变化引起的谐波成分的不必要的增加。所以，因发射不必要能量而引起的声功率的增加和表面温度的增加也可以得到抑制。为了实现上述的目标，根据本专利技术的超声波诊断设备的第三个方面包括一个超声波发生单元，用来发射超声波；一个波形发生单元，用来产生单脉冲或短脉冲来驱动超声波发生单元，脉冲的占空因子在某个时间周期内可变，该周期对应着超声波发生单元的频带之外的一个频率；一个模式控制单元，它为每种发射波产生模式信息；一个波形控制单元，其根据模式控制单元提供的模式信息来设定由波形发生单元产生的驱动波形的脉冲宽度，波数和占空因子；一个电源单元，其决定了由波形发生单元产生的驱动波形的振幅。通过上述配置，可以控制由超声波发生单元发射的超声波的声功率而不需要因模式改变而改变发射波的振幅，因而可以抑制因占空因子变化引起的不需要的二次谐波的增加。所以，除了能抑制因发射不必要能量而引起的声功率的增加和表面温度的增加，还可以使不同模式的驱动波形的振幅大小一致，从而不必要使用多个快速响应的电源单元。更进一步，根据本专利技术的超声波诊断设备的第四个方面包括在第一到第三方面中，波形发生单元包括一个基本波形发生单元，它产生单脉冲和短脉冲；一个调制波发生单元，它产生一个连续的方波，其占空因子在基本波形发生单元产生脉冲的时间周期里可以改变；一个乘法单元，它将基本波形发生单元产生的波形输出与调制波发生单元产生的波形输出相乘，为超声波发生单元设定一个驱动波形的占空因子。通过这个配置，乘法单元将基本波形发生单元产生的单脉冲或短脉冲与调制波发生单元产生的具有可变占空因子的连续方波相乘。因此，通过简单地将一个调制波发生单元和一个乘法单元加到原来的基本波形发生单元，而不需要复杂的逻辑电路，就可以容易地产生一个具有可变占空因子的驱动波形。附图的简单说明附图说明图1是示出按照本专利技术的实施例1的超声诊断设备典型配置框图；图2示出了本专利技术的实施例1中，波形发生装置产生的驱动波形、其频谱、以及超声波发生装置的频率特性之间的关系；图3示出了本专利技术的实施例1中，波形发生装置产生的驱动波形、其频谱、以及超声波发生装置的频率特性之间的关系，其中，可变周期t2被设定在超声波发生装置的频带之内；图4示出了按照本专利技术的实施例2的超声诊断设备典型配置框图；图5示出了按照本专利技术的实施例3的超声波诊断设备中波形发生装置的典型内部配置框图；图6示出了图5中各部分的信号的波形图；图7示出了一个常规超声波诊断设备的典型配置框图。实施本专利技术的最佳模式以下参照各图描述了本专利技术优选的实施例。实施例1图1给出了按照本专利技术的实施例1的超声诊断设备典型配置框图。在图1中，本实施例的超声波诊断设备由下列部分组成超声波发生装置1；波形发生装置2和单一电源单元3。超声波发生装置1发射超声波。波形发生装置2产生单脉冲或短脉冲来驱动超声波发生装置1，其中，单脉冲或短脉冲的占空因子在某个时间周期内可变，该周期对应着图2中超声波发生装置1的频率特性(T)的频带之外(T的高频端之外)的一个频率。电源3决定波形发生装置2产生的驱动波形的振幅。波形发生装置2响应于触发输入来驱动超声波发生装置1。电源3给波形发生装置2提供恒压。波形发生装置2产生的驱动波形的振幅与电源3提供的电压有关。波形发生装置2改变驱动波形的占空因子，籍此，超声波的功率能够如后面所述那样改变。图2示出了波形发生装置2产生的驱动波形、其频谱、以及超声波发生装置1的频率特性之间的关系。图2中波形W0，W1和W2为由波形发生装置2产生的驱动波形，它们的占空因子分别为100％，67％和33％(对其他频率也是这些值)。曲线S0，S1和S2表示分别对应于波形W0，W1，和W2的频谱分布。T表示超声波发生装置1的频率特性。在W0至W2中，周期t1是按照要发射的超声波的频率来决定的，在具有100％占空因子(即，不变化的)的波形W0中，驱动波形的谱(在f1处的S0)在超声波发生装置1的频带(T)之内。周期t2是为了让占空因子可变，其被设置为具有对应于超声波发生装置1的频带之外的一个频率(T的高频端之外)。从图2可以清楚看到，对应于驱动波形W0到W2的频谱S0到S2中，在频率f1处有峰值的分量是主要的频率分量，它将转化为超声波发生装置1产生的超声波。通过适当地设本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种超声波诊断设备，包括：超声波发生装置，用来发射超声波；波形发生装置，用来产生单脉冲或短脉冲来驱动该超声波发生装置，该单脉冲或短脉冲的占空因子可变；以及一个电源单元，其决定由所述波形发生装置产生的驱动波形的振幅。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：中村恭大，内川晶子，秋山恒，西垣森绪，好富英德，
申请(专利权)人：松下电器产业株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]