专利名称：超声仪及其多探头控制方法
超声仪及其多探头控制方法
技术领域：
本发明涉及一种超声设备，尤其涉及具有需要对多探头进行识别及控 制的超声设备极其对多探头的控制方法。背景技术：
超声设备中，要求前端系统识别探头型号通知给上位机，上位机根据 当前探头型号采取相应的扫描控制操作。超声探头的拔插动作大致流程， 基本为通过一个探头在位信号通知上位机探头已经连接正常，上位机通过
一种固定的方式(并行接口或者串行接口的方式)来读取探头ID码，从而 识别出探头型号，上位机根据探头型号对探头进行扫描控制。但4D探头、 TEE探头等特殊探头的控制引脚与普通一维探头的控制引脚有很大差别。 由于相同阵元数的不同种类探头的信号引脚数相一致，普通探头的控制引 脚数也相同，所以都可以采用同一类型的探头插座，普通一维探头控制引 脚接口定义请参见图l。但是4D探头、TEE探头等特殊探头和普通一维探 头的控制引脚定义不一样，功能也不一样，特殊探头控制引脚接口定义请 参见图2，有探头温度信息返回和电机驱动信号等专用信号。而普通探头 插座的引脚数量有限，探头插座弓I脚个数主要由探头信号引脚和探头控制 引脚的个数确定的，在现有技术下，当探头插座引脚数量有限而无法同时 包含不同种类特殊探头的控制引脚时，特殊探头和普通一维探头的探头插 座必须分开，现有的做法是在超声设备中设置两种插座，特殊探头插座只 能插特殊探头，普通一维探头插座只能插普通一维探头。其缺点是增加了 硬件成本，占用了空间。
发明内容
本发明的主要目的就是解决现有技术中的问题，提供一种超声仪及其 多探头控制方法，使普通探头和特殊探头可以共用一个插座，从而减少了 插座的数量，节约了空间。
为实现上述目的，本发明提供一种超声仪，包括插座和前端系统，所述 插座上设有至少两个探头型号识别引脚和若干功能信号引脚；所述前端系 统包括译码模块、开关选择模块和探头驱动控制模块；所述译码模块与所述插座的探头型号识别引脚电连接，输出端耦合至所述探头驱动控制模块， 用于输入所述探头型号识别引脚的电平组合编码，输出相应的探头识别信
号至所述开关选择模块；所述开关选择模块的输入端分别与所述插座的功 能信号引脚电连接，控制端响应所述译码模块输出的探头识别信号，控制 所述开关选择模块的输入端与所述探头识别信号相对应的一组输出端接 通；所述探头驱动控制模块与所述开关选择模块的输出端电连接。
为实现上述目的，本发明还提供一种超声仪，包括至少一种普通探头、 至少一种特殊探头、供普通探头和特殊探头共用的插座及前端系统，所述 普通探头和特殊探头都包括至少两个探头型号识别探针和若干功能信号探
针，所述插座上设有至少两个分别供探头型号i只别探针插接的探头型号识
别引脚和若干分别供功能信号探针插接的功能信号引脚；所述前端系统包 括译码模块、开关选择模块和探头驱动控制模块；所述译码模块与所述插 座的探头型号识别引脚电连接，输出端耦合至所述探头驱动控制模块，用 于输入所述探头型号识别引脚的电平组合编码，输出相应的探头识别信号 至所述开关选择模块；所述开关选择模块的输入端分别与所述插座的功能 信号引脚电连接，控制端响应所述译码模块输出的探头识别信号，控制所 述开关选择模块的输入端与所述探头识别信号相对应的一组输出端接通； 所述探头驱动控制模块与所述开关选择模块的输出端电连接。
为实现上述目的，本发明还提供 一种超声仪，包括插座、前端系统和 上位机，所述插座上设有至少两个探头型号识别引脚和若干功能信号引脚； 所述前端系统包括译码模块、开关选择模块和探头驱动控制模块；所述译 码模块与所述插座的探头型号识别引脚电连接，输出端耦合至所述探头驱 动控制模块，用于输入所述探头型号识别引脚的电平组合编码，输出相应 的探头识别信号至所述开关选择模块；所述开关选择模块的输入端分别与 所述插座的功能信号引脚电连接，控制端响应所述译码模块输出的探头识 别信号，控制所述开关选择模块的输入端与所述探头识别信号相对应的一 组输出端接通；所述探头驱动控制模块电连接在所述开关选择模块的输出 端和上位机之间，用于所述探头和所述上位机之间的数据或命令传输。
为实现上述目的，本发明还提供一种超声仪多探头控制方法，.包括以 下步骤
A、 设置供普通探头和特殊探头共用的插座，所述插座上设有至少两个 探头型号识别引脚和若干功能信号引脚；
B、 在探头插在插座上时，根据检测的所述插座的至少两个探头型号识别引脚的电平组合编码，输出相应的译码；
C、 控制与所述译码相对应的探头驱动电路和当前探头接通；
D、 获取当前探头的识别码，选择与当前探头对应的扫描控制程序，对 探头进行扫描控制。
与现有技术相比，本发明具有以下有益效果
1、 可以在同一个普通一维探头插座上既能控制、识别、使用特殊探 头又可以使用普通的一维探头，这样不需要多个插座，方便了用户的使用， 节约了探头插座所占用的空间。
2、 通过硬件控制识别探头类型，不需要软件进行控制，识别方法简单。
3、 不需要额外的控制信号，即可在普通一维探头插座上使用特殊探 头，节约了探头控制引脚，保证了产品向前兼容的特性。
图l是普通探头的接口信号定义； 图2是特殊探头的接口信号定义； 图3是探头识别控制总体框图； 图4是插座内探头型号识别引脚电路图； 图5是普通探头内探头型号识别探针的电路图； 图6是第一特殊探头内探头型号识别探针的电路图； 图7是第二特殊探头内探头型号识别探针的电路图； 图8是本发明一种实施例中前端系统内部结构框图； 图9是本发明另一种实施例中前端系统内部结构框图。
具体实施方式
本发明的特征及优点将通过实施例结合附图进行详细说明。 请参考图3，图3是整个探头识别控制的系统框图，整个探头识别控
制系统主要由探头、插座、前端控制系统、上位机组成。插座、前端控制
系统和上位机顺序电连接。
探头的探针包括至少两个探头型号识别探针和若干功能信号探针，插
座上相对应的设有至少两个探头型号识别引脚和若干功能信号引脚，探头
插在插座上以便和前端控制系统形成电气连接。
探头型号识别探针包括两个探头在位信号探针Probe_0nl、
Probe—0n2，所述插座的探头型号识别引脚包括两个探头在位信号引脚，所
述普通探头和特殊探头的两个探头在位信号探针的电平组合有四种编码。为与现有的技术兼容，探头在位信号采用一位探头在位信号
(Probe—0nl)的普通探头，另一位探头在位信号(Probe—0n2)可以选择 原探头定义的信号地，为使探头插入插座时形成与其型号对应的电平编码， 需要对插座和探头的在位信号电路进行设计，图4-7所示分别为插座、普 通探头、第一、二特殊探头的在位信号电路图的一种设计方案，在图4中， Probe一onl， ProbeJ)n2分别通过上拉电阻接电源VCC;在图5所示的普通探 头中，Probe—onl为悬空，Probe—on2为接地；在图6所示的第一特殊探头 中，Probe—onl为接地，Probe_on2为悬空；在图7所示的第二特殊探头中， Probe—onl、 Probe—on2都接地。这样(Probe—onl， Probe—0n2)的(1， 1) 组合可表示没有探头，(0， 1)组合可表示普通探头，(0， 0)组合可表示 第一特殊探头类型，(1, 0)组合可表示第二特殊探头类型，从而可以保持 产品的向前兼容性。
探头可以分为很多种类，但是按照接口定义的差异来可以分为普通一 维探头和特殊探头。探头特殊探头中又有多种，例如4D探头和TEE探头。 每种类型的探头中又可分为多个具体类型，因具体类型不同，其扫描控制 程序也不同。探头的具体类型可通过其探头ID (识别)码得知。
前端控制系统主要对探头在位信号进行识别判断，并根据上位机的控 制读取探头ID码，采用统一接口送给上位机。
上位机根据探头ID码，通过前端控制系统，对探头进行扫描控制。
前端系统主要包括译码模块、开关选择模块和探头驱动控制模块，图 8是前端系统的一种框图。
其中译码模块与所述插座的探头型号识别引脚电连接，即与探头在位 信号探针Probe一onl、 Probe一0n2电连接，输入所述探头型号识别引脚的电 平组合编码，输出相应的探头识别信号至所述开关选择模块。所述开关选 择模块的输入端分别与所述插座的功能信号引脚电连接，即与探头的功能 信号探针连接，所述开关选择模块的控制端响应所述探头识别信号，控制 所述开关选择模块的输入端与所述探头识别信号相对应的一组输出端接 通。所述探头驱动控制模块连接在所述开关选择模块的输出端和上位机之 间。
开关选择模块中的各个开关可采用继电器、模拟开关或多路开关等器 件来实现。
探头驱动控制模块包括普通探头驱动电路、第一特殊探头驱动电路和第二特殊探头驱动电路。
译码模块主要是对探头在位信号Probe—0nl和Probe—0n2的电平组合 编码状态进行译码判断，辨别当前连接的探头类型。根据两位探头在位信 号可以译码出四种状态，可以分别代表没有探头、普通探头、第一特殊 探头类型、第二特殊探头类型四种情况。
对于译码有四种状态的情况，开关选择模块主要是把前端与探头连接
的控制信号通过开关选择电路分成三路信号，具体导通哪一路信号由译码 模块的输出控制，开关选择模块中的开关数量与探头的功能信号探针数量 相同。例如，当译码模块输出的是与普通探头对应的译码时，开关选择模 块中的各个开关分别选通SO、 Sl、 S2、 S3、 S4、 S5。从而使探头驱动控制 模块中的普通探头驱动控制电路与当前探头之间电路接通。同理，当译码 模块输出的是与第一特殊探头对应的译码时，开关选择模块将探头驱动控 制模块中的第一特殊探头驱动控制电路与当前探头之间电路接通。
当探头连接主机时，译码模块输出译码得到的探头类型信号，探头驱 动控制模块根据探头类型信号进行工作，工作方式有多种。 一种为自动读 取探头ID，并把ID号上传给上位机，上位机接收到ID以后辨别出具体探 头型号，按照具体探头型号的控制方式，通过相应的探头驱动控制电路对 探头进行扫描控制操作。另一种为只把探头在位信息和探头类型信息通知 上位机，上位机根据探头类型采用相应的方式进行探头ID的读取，再按 照具体探头型号的控制方式，通过相应的探头驱动控制电路对探头进行扫 描控制操作。
在另一实施例中，译码模块输出的译码还用于控制探头驱动控制模 块，具体与探头驱动控制模块中的各探头驱动控制电路的使能端相连，使 相应的探头驱动控制电路工作而其他探头驱动控制电路不工作，以节约能 源。
上述实施例中，前端系统通过有线或无线的方式与上位机进行数据或 命令传输，其中上位机还可以省略，而将上位机的功能集成在前端系统中。
对于本领域技术人员来说，探头型号的译码还可以设计为其它的组合 方式，而插座上的探头型号识别引脚和探头上的探头型号识别探针的数量 也可以根据共用插座的探头数量而变化，例如插座上的探头型号识别引脚 为3个时，可以通过译码模块识别7种探头。
以上内容是结合具体的优选实施方式对本发明所作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明。对于本发明所属技术 领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若 干简单推演或替换，都应当视为属于本发明的保护范围。
权利要求
1. 一种超声仪，包括插座和前端系统，其特征在于所述插座上设有至少两个探头型号识别引脚和若干功能信号引脚；所述前端系统包括译码模块、开关选择模块和探头驱动控制模块；所述译码模块的输入端与所述插座的探头型号识别引脚电连接，输出端耦合至所述探头驱动控制模块；所述开关选择模块的输入端分别与所述插座的功能信号引脚电连接，控制端响应所述译码模块输出的探头识别信号，控制所述开关选择模块的输入端与所述探头识别信号相对应的一组输出端接通；所述探头驱动控制模块与所述开关选择模块的输出端电连接。
2. 如权利要求1所述的超声仪，其特征在于所述译码模块的输出 端还耦合至探头驱动控制模块。
3. 如权利要求1或2所述的超声仪，其特征在于所述探头驱动控 制模块包括普通探头驱动电路、第一特殊探头驱动电路和第二特殊探头驱 动电路。
4. 如权利要求1或2所述的超声仪，其特征在于所述开关选择模块为继电器或多路选择开关。
5. —种超声仪，包括至少一种普通探头、至少一种特殊探头、供普 通探头和特殊探头共用的插座及前端系统，其特征在于所述普通探头和特殊探头都包括至少两个探头型号识别探针和若干功能信号探针，所述插 座上设有至少两个分别供探头型号识别探针插接的探头型号识别引脚和若干分别供功能信号探针插接的功能信号引脚;所述前端系统包括译码模块、 开关选择模块和探头驱动控制模块；所述译码模块的输入端与所述插座的 探头型号识别引脚电连接，输出端耦合至所述探头驱动控制模块；所述开 关选择模块的输入端分别与所述插座的功能信号引脚电连接，控制端响应 所述译码模块输出的探头识别信号，控制所述开关选择模块的输入端与所 述探头识别信号相对应的一组输出端接通；所述探头驱动控制模块与所述 开关选择模块的输出端电连接。
6. 如权利要求5所述的超声仪，其特征在于所述普通探头和特殊 探头的探头型号识别探针包括两个探头在位信号探针，所述插座的探头型 号识别引脚包括两个探头在位信号引脚，所述普通探头和特殊探头的两个 探头在位信号探针的电平组合有四种编码。
7. —种超声仪，包括插座、前端系统和上位机，其特征在于所述 插座上设有至少两个探头型号识别引脚和若干功能信号引脚；所述前端系 统包括译码模块、开关选择模块和探头驱动控制模块；所述译码模块与所 述插座的探头型号识别引脚电连接，输出端耦合至所述探头驱动控制模块； 所述开关选择模块的输入端分别与所述插座的功能信号引脚电连接，控制 端响应所述译码模块输出的探头识别信号，控制所述开关选择模块的输入 端与所述探头识别信号相对应的一组输出端接通；所述探头驱动控制模块 电连接在所述开关选择模块的输出端和上位机之间，用于所述探头和所述 上位机之间的数据或命令传输。
8. —种超声仪多探头控制方法，其特征在于包括以下步骤A、 设置供普通探头和特殊探头共用的插座，所述插座上设有至少两 个探头型号识别引脚和若干功能信号引脚；B、 在探头插在插座上时，根据检测的所述插座的至少两个探头型号 识别引脚的电平组合编码，输出相应的译码；C、 控制与所述译码相对应的探头驱动电路和当前探头接通；D、 获取当前探头的识别码，选择与当前探头对应的扫描控制程序， 对探头进行扫描控制。
9. 如权利要求8所述的超声仪多探头控制方法，其特征在于所述 步骤D包括Dll、自动获取当前探头的识别码；D12、将当前探头的识别码上传给上位机；D13、上位机根据接收到的探头识别码辨别出具体探头型号； D14、上位机按照具体探头型号的控制方式，通过探头驱动电路对探 头进行扫描控制。
10. 如权利要求8所述的超声仪多探头控制方法，其特征在于所述插座的探头型号识别引脚包括两个探头在位信号引脚，所述步骤B中通过对两个探头在位信号弓I脚的电平组合编码进行译码识别出探头类型，所述步骤D包括D21、将探头在位信息和探头类型信息上传给上位机；D22、上位机根据探头类型信息采用相应的方式读取探头识别码； D23、上位机按照具体探头型号的控制方式，通过探头驱动电路对探头进行扫描控制。
全文摘要
本发明公开了一种超声仪及其多探头控制方法，包括插座和前端系统，所述插座上设有至少两个探头型号识别引脚和若干功能信号引脚；所述前端系统包括译码模块、开关选择模块和探头驱动控制模块；所述译码模块的输入端与所述插座的探头型号识别引脚电连接，输出端耦合至所述探头驱动控制模块；所述开关选择模块的输入端分别与所述插座的功能信号引脚电连接，控制端响应所述译码模块输出的探头识别信号，控制所述开关选择模块的输入端与所述探头识别信号相对应的一组输出端接通；所述探头驱动控制模块与所述开关选择模块的输出端电连接。本发明可使多个探头共用一个插座，方便了用户的使用，节约了探头插座所占用的空间。
文档编号A61B8/00GK101433465SQ200710124528
公开日2009年5月20日 申请日期2007年11月12日 优先权日2007年11月12日
发明者付政鹏, 关智勇 申请人:深圳迈瑞生物医疗电子股份有限公司