CN202654158U - 用于胎儿监护仪的数字脉冲式超声发射装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型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。本实用新型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。
Description
技术领域
本实用新型涉及医疗器械领域,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2.0MHz~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2.0MHz~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2.0MHz~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,本实用新型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1.0MHz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,本实用新型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***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T1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Q1基极和射极之间,电容C13、电容C14、变压器T1并联后一端接地,另一端通过并联二极管D1与三极管Q1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
所述的发射电路的***电路中电阻R3与电容C10串联连接,电阻R3的另一端接三极管Q1的基极,电容C10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CE10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。
本实用新型的有益效果如下:
1)超声探头采用多个晶片均匀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1.0MHz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、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。
附图说明
图1为本实用新型超声探头的结构示意图;
图2为本实用新型数字脉冲超声发射电路连接示意图;
具体实施方式:
下面结合附图和具体实施例对本实用新型进行详细描述:
如图1和图2所示为本实用新型的一个具体实施例。
如图1所示,超声探头包含有8-12个均匀设置于探头辐射面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***电路,谐振电路中电感L2连接于三极管Q1的基极和射极之间,电容C13、电容C14、变压器T1并联后一端接地,另一端通过并联二极管D1与三极管Q1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。
发射电路的***电路中电阻R3与电容C10串联连接,电阻R3的另一端接三极管Q1的基极,电容C10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CE10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。
本实用新型工作时,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T1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,发射时间为100μs,,接收时间为400μs,,Vp-p=10V。该发射电激励脉冲信号经过变压器T1耦合至超声探头上激励超声探头发射频率为1.0MHz的超声波。
变压器T1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T1次级线圈的电感量与超声探头谐振在1.0MHz上,使得发射效率最高,发射的超声波最强,灵敏度最高。
Claims (5)
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***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(T1)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(Q1)基极和射极之间,电容(C13)、电容(C14)、变压器(T1)并联后一端接地,另一端通过并联二极管(D1)与三极管(Q1)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***电路中电阻(R3)与电容(C10)串联连接,电阻(R3)的另一端接三极管(Q1)的基极,电容(C10)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(CE10)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。
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