妇产科新型彩超诊断仪的制作方法

本实用新型具体涉及妇产科新型彩超诊断仪。

背景技术：

随着医疗电子技术和现代计算机技术的飞速发展，以影像为代表的超声成像仪有着无创伤、易操作、效率高、低能耗、环保等显著优点，被广泛应用于医疗临床诊断中。超声诊断仪是多技术的高科技产品，其融合了复杂信号处理、微电子技术和超声收发技术等众多先进技术于一体。在临床检测中，如用于心脏、肾脏、肝脏、胆囊、血管系统等的检查，甚至可以进行动态检测。

技术实现要素：

本实用新型的目的是为解决上述不足，提供妇产科新型彩超诊断仪。

本实用新型的目的是通过以下技术方案实现的：

妇产科新型彩超诊断仪，包括探头、收发单元、显示单元、主控单元和键盘单元，探头连接收发单元，收发单元、显示单元和键盘单元分别连接主控单元，主控单元包括电源单元、报警单元、键盘接口电路、单片机、保护电路、存储单元、显示接口、网络接口、USB 接口、前端信号单元和FPGA单元，单片机、存储单元、显示接口、网络接口、USB 接口和前端信号单元分别连接FPGA单元，报警单元、键盘接口电路和保护电路分别连接单片机，收发单元包括高压模拟开关、阵元超声探头、高压脉冲发生电路、A/D转换单元和收发隔离选通电路，高压模拟开关、高压脉冲发生电路和A/D转换单元分别连接FPGA单元，高压模拟开关连接阵元超声探头，A/D转换单元连接收发隔离选通电路，高压模拟开关连接收发隔离选通电路。

单片机采用MSP430F247单片机芯片。

FPGA单元采用EP3C40F484C8芯片。

本实用新型具有如下有益的效果：

本实用新型设计合理，实用方便，功能强大，满足现代医疗的实际需要，系统抗干扰的能力强，运行稳定，可靠性强。

附图说明

图1为本实用新型的整体结构示意图；

图2为本实用新型的主控单元结构图；

图3为本实用新型的收发单元结构图；

图4为本实用新型的高压脉冲发生电路；

图5为本实用新型的收发隔离选通电路。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型作进一步的说明：

如图1-3所示，妇产科新型彩超诊断仪，包括探头1、收发单元2、显示单元3、主控单元4和键盘单元5，探头1连接收发单元2，收发单元2、显示单元3和键盘单元5分别连接主控单元4，主控单元4包括电源单元6、报警单元7、键盘接口电路8、单片机9、保护电路10、存储单元11、显示接口12、网络接口13、USB 接口14、前端信号单元15和FPGA单元16，单片机9、存储单元11、显示接口12、网络接口13、USB 接口14和前端信号单元15分别连接FPGA单元16，报警单元6、键盘接口电路8和保护电路10分别连接单片机9，收发单元包括高压模拟开关17、阵元超声探头18、高压脉冲发生电路19、A/D转换单元20和收发隔离选通电路21，高压模拟开关17、高压脉冲发生电路19和A/D转换单元20分别连接FPGA单元16，高压模拟开关连17接阵元超声探头18，A/D转换单元20连接收发隔离选通电路21，高压模拟开关17连接收发隔离选通电路21。

单片机采用MSP430F247单片机芯片。

FPGA单元采用EP3C40F484C8芯片。

通过主控单元控制前端超声收发电路实现对探头的激励，回波信号的采样和信号的预处理；由主控单元中逻辑计算单元对回波信号进行分析处理，主控单元中控制单元负责系统的协调工作，传送控制参数，读取数据等；最后将数据送至显示超声成像结果。

工作流程：单片机上电初始化，并将各种初始参数发送到FPGA。当键盘上的有关按键被按下时，单片机读入指令数据，向前端收发电路发出相应控制命令。FPGA收到单片机传来的控制命令并成功初始化后，前端收发电路在FPGA的控制下向超声探头发出激励信号，产生高压脉冲。超声探头将电脉冲转换成超声波信号，使其在人体内传播，再由超声探头接收反射回来的超声回波信号并转换成电脉冲，然后由前端收发电路对回波信号可变增益放大、滤波、模数转换(ADC)等预处理后，转变为数字信号；经FPGA进行波束合成、信号处理、扫描变换等程序，将数据写入FPGA中的存储器，然后以LCD信号时序从帧存贮器中读出。由单片机控制终端图像转换来合成人机界面和图像，并通过USB接口或网络接口，分别将图像信息显示到近端PC机和远程终端PC机，实现远程监测的目的。

报警电路用于监测电源欠压过压保护报警。

按键设置：单片机的复位键、控制FPGA进行采集超声的按键、B超图像冻结键、控制FPGA向USB传输数据的按键、控制FPGA向以太网传输数据的按键等。

如图4所示，电子开关选用功率MOSFET晶体管IRF840来进行实现，触发脉冲信号由FPGA产生，当触发脉冲为高电平时使IRF840导通，从而在二极管D1负极处产生-100V的电压脉冲，并将此脉冲加到超声探头上去激励其产生超声波。在超声探头在接收回波时，D1截止，将超声探头与高压脉冲发生电路断开。在这里与12V 相连的电阻R2，一边为电容C1提供充电通道，另一边提高了二极管D1负极的电压，使超声探头提早与高压脉冲发生电路断开，一定程度上减小了对后续的回波接收电路的干扰。

如图5所示，超声发射期间。超声发射时，超声探头上将出现数百伏的高压脉冲信号，若出现的正高压脉冲信号超过VCC时，使得D3反偏，D4正偏，D6反偏，二极管桥处于截止状态，使得正高压脉冲信号无法传输到A点；若出现的负高压脉冲信号低于-VCC时，D3正偏，D4反偏，D5反偏，D3、D6 反偏使得负高压脉冲信号无法传输到A点。当改变选通控制状态时，二极管均处于截止状态，高压脉冲信号亦无法传输到A点。经以上分析，可知当超声发射期间，无论出现极性如何，无论选通控制信号处于什么状态，二极管桥电路均处理截止状态，从而有效阻止了高压脉冲信号进入后端回波信号处理电路，起到了隔离作用。

回波信号接收期间。回波信号属于微伏级信号，在±VCC间变化，二极管桥电路导通，对应的回波信号可以顺利通过该电路；当改变控制状态时，二极管桥电路截止，回波信号无法通过该电路，由此可见在选通控制信号的驱动下，可实现对接收回波信号的选通作用。