专利名称：用于胎儿监护仪的数字脉冲式超声发射装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及医疗器械领域，具体地说是一种用于胎儿监护仪的数字脉冲式超声发
射装置。
背景技术：
目前，大部分胎儿监护仪采用2. OMHz 2. 5MHz连续超声多普勒方法拾取胎心信号，其超声探头结构为中间一个晶片，直径2cm，发射超声波，其发射的超声波波束的宽度为2 3cm，这也就是胎心的捕捉范围，周围6个小晶片接收超声波，将拾取到的胎心信号进行处理后显示或打印。大部分监护仪采用的超声发射频率在2. OMHz 2. 5MHz，频率较高，因为超声波在人体中传播时的衰减与超声波的频率成正比，所以一定强度、较高频率的超声波传播时，存在以下问题①若传播的距离相同，频率越高，衰减越大，反射回波越弱， 灵敏度越低，越不容易检测到胎心信号；②频率越高，衰减越大，超声波有效的传播的距离越短。另外，大部分监护仪采用由电感、电容、电阻、集成运放电路组成的模拟信号发生器作为发射电路，产生2. OMHz 2. 5MHz超声波激励信号发射到超声探头上。众所周知，当电路工作一段时间(一般在半年以上)后，由于电感、电容、电阻的参数会发生微小的变化， 致使这种模拟信号发生器产生的电激励信号的频率就会发生变化，不再等于超声探头(由压电材料组成的换能器)的固有谐振频率，超声探头不再工作在谐振点，发射效率降低，发射激励信号减弱，灵敏度降低；接收解调时，会出现一个差频信号，出现噪声，且容易受其他信号的干扰。综上，目前应用于胎儿监护仪的超声发射装置存在以下的缺点
1)超声探头声束细，胎心捕捉范围窄，易受胎动及宫缩影响，造成胎动、宫缩时胎心信号丢失或测不准。
2)发射电路超声波频率高，在传播过程中衰减大，反射回波弱，灵敏度低，临床上不利于大肚子孕妇、胖孕妇或枕后位孕妇的监护。3)发射电路超声波频率易漂移，噪声大，抗干扰能力差。
4)整个发射装置性能稳定性差，一般机器使用半年后就会出现噪声，灵敏度降低，很难捕捉到胎心。
发明内容
为解决上述存在的技术问题，本发明提供一种用于胎儿监护仪的数字脉冲式超声发射装置，超声探头发射声束宽，发射电路利用CPLD数字电路产生1. OMHz的数字方波发射信号，经过谐振放大电路形成1.0MHz的脉冲式正弦波发射电激励信号耦合至超声探头，发射出1.0MHz的超声波，发射频率低，噪声小，抗干扰能力强，性能稳定可靠，监护过程中对胎心信号的检测不易受到胎动及宫缩的影响，监护结果更加准确可靠。为达到上述目的，本发明采用的技术方案如下用于胎儿监护仪的数字脉冲式超声发射装置，由相互连接的超声探头和超声发射电路组成，所述超声探头包含有多个设置于探头辐射面2上的集发射、接收信号于一体的晶片 1，所述晶片1的发射频率为1.0MHz ；所述超声发射电路由数字集成电路模块CPLD和发射电路组成，所述数字集成电路模块CPLD产生1.0 MHz的数字方波发射信号，所述发射电路为谐振放大电路及其外围电路，所述谐振放大电路由三极管Q1、电感L2、电容C13、电容C14 和变压器Tl组成。所述的超声探头的晶片为8-12个。所述的超声探头的晶片的直径相同。所述的谐振电路中电感L2连接于三极管Ql基极和射极之间，电容C13、电容C14、 变压器Tl并联后一端接地，另一端通过并联二极管Dl与三极管Ql的集电极连接，变压器 Tl的次级线圈与超声探头上的晶片1连接
所述的发射电路的外围电路中电阻R3与电容ClO串联连接，电阻R3的另一端接三极管Ql的基极，电容ClO的另一端接数字集成电路模块CPLD的输出信号USTR连接，电容C11、 电容CElO并联后接地，另一端接电感L2和电感L，电感L和电容C12同时接电源VCC，电容 C12另一端接地。本发明的有益效果如下
1)超声探头采用多个晶片均勻分布在探头辐射面的结构，发射频率为1.0MHZ，发射时所有晶片都参与发射，接收时所有晶片都转为接收，使得其发射声束宽度为7 8cm，从而增大了胎心捕捉范围，监护过程中对胎心信号的检测就不易受胎动及宫缩影响；
2)发射电路利用CPLD数字电路产生1.OMHz的数字方波发射信号，经过谐振放大电路形成1. OMHz的脉冲式正弦波发射电激励信号耦合至超声探头，发射出1. OMHz的超声波，发射、接收信号采用DSP数字技术处理，抗干扰能力强，噪声低；
3)采用1.0MHz超声发射频率，比传统的超声发射频率低，超声传播过程中衰减小， 反射回波强，灵敏度高，胎心捕捉容易，且传播的距离更远，更适于胖孕妇及枕后位孕妇监护；
4)整个发射装置性能稳定，质量可靠。
图1为本发明超声探头的结构示意图2为本发明数字脉冲超声发射电路连接示意图。
具体实施例方式
下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细描述 如图1和图2所示为本发明的一个具体实施例。如图1所示，超声探头包含有8-12个均勻设置于探头辐射面2上晶片1，该晶片1 集发射、接收信号功能于一体，直径相同，均为12mm，超声发射频率为1.0MHz。如图2所示，超声发射电路由数字集成电路模块CPLD和发射电路组成，发射电路为谐振放大电路及其外围电路，谐振电路中电感L2连接于三极管Ql的基极和射极之间，电容C13、电容C14、变压器Tl并联后一端接地，另一端通过并联二极管Dl与三极管Ql集电极连接，变压器Tl的次级线圈与超声探头上的晶片1连接。
发射电路的外围电路中电阻R3与电容ClO串联连接，电阻R3的另一端接三极管 Ql的基极，电容ClO的另一端接数字集成电路模块CPLD的输出信号USTR连接，电容C11、 电容CElO并联后接地，另一端接电感L2和电感L，电感L和电容C12同时接电源VCC，电容 C12另一端接地。本发明工作时，由数字集成电路模块CPLD电路产生的1.0MHz的数字方波发射信号USTR，经过由三极管Q1、电感L2、电容C13、电容C14和变压器Tl组成的谐振放大电路，其谐波分量被抑制，基波被放大，产生电激励脉冲信号，其波形如图3所示，发射时间为 100μ8,接收时间为40(^s，Vp-p=10V。该发射电激励脉冲信号经过变压器Tl耦合至超声探头上激励超声探头发射频率为1. OMHz的超声波。
变压器Tl将发射电激励脉冲信号耦合到超声探头上，起到阻抗匹配的作用，同时利用变压器Tl次级线圈的电感量与超声探头谐振在1. OMHz上，使得发射效率最高，发射的超声波最强，灵敏度最高。
权利要求
1.一种用于胎儿监护仪的数字脉冲式超声发射装置，其特征在于，由相互连接的超声探头和超声发射电路组成，所述超声探头包含有多个设置于探头辐射面(2)上的集发射、接收信号于一体的晶片(1)，所述晶片(1)的发射频率为1.0MHz ；所述超声发射电路由数字集成电路模块(CPLD)和发射电路组成，所述数字集成电路模块(CPLD)产生1. 0 MHz的数字方波发射信号，所述发射电路为谐振放大电路及其外围电路，所述谐振放大电路由三极管 (Q1)、电感(L2)、电容(C13)、电容(C14)和变压器(Tl)组成。
2.根据权利要求1所述的用于胎儿监护仪的数字脉冲式超声发射装置，其特征在于， 所述的超声探头的晶片(1)为8-12个。
3.根据权利要求1或2所述的用于胎儿监护仪的数字脉冲式超声发射装置，其特征在于，所述的超声探头的晶片(1)的直径相同。
4.根据权利要求1所述的用于胎儿监护仪的数字脉冲式超声发射装置，其特征在于， 所述的谐振电路中电感(L2)连接于三极管(Ql)基极和射极之间，电容(C13)、电容(C14)、 变压器(Tl)并联后一端接地，另一端通过并联二极管(Dl)与三极管(Ql)的集电极连接，变压器(T1)的次级线圈与超声探头上的晶片(1)连接。
5.根据权利要求1所述的用于胎儿监护仪的数字脉冲式超声发射装置，其特征在于， 所述的发射电路的外围电路中电阻(R3)与电容(ClO)串联连接，电阻(R3)的另一端接三极管(Ql)的基极，电容(ClO)的另一端接数字集成电路模块(CPLD)的输出信号(USTR)连接， 电容(C11)、电容(CElO)并联后接地，另一端接电感(L2)和电感(L)，电感(L)和电容(C12) 同时接电源(VCC)，电容(C12)另一端接地。
全文摘要
本发明公开了一种用于胎儿监护仪的数字脉冲式超声发射装置，涉及医疗器械领域，由相互连接的超声探头和超声发射电路组成。本发明的超声探头采用多个集发射、接收功能于一体的发射频率为1.0MHz的晶片，均匀设置于探头的辐射面上，超声发射声束宽，监护过程中对胎心信号的检测不易受到胎动及宫缩的影响，监护结果更加准确可靠；发射电路利用CPLD数字电路产生1.0MHz的发射电激励方波信号，经过谐振放大电路耦合至超声探头产生1.0MHz的超声波，发射频率低，超声传播过程中衰减小，反射回波强，灵敏度高，噪声小，抗干扰能力强，性能稳定可靠。
文档编号A61B8/02GK102210593SQ201110123919
公开日2011年10月12日 申请日期2011年5月13日 优先权日2011年5月13日
发明者范世忠 申请人:泰安市迈迪医疗电子有限公司