WO2014166007A1 - Un dispositivo de ecografía portátil y manual, con control y procesamiento centralizado en el hardware y con salidas de visualización y que opera en tiempo real con una alta tasa de refresco en sus imágenes - Google Patents

Un dispositivo de ecografía portátil y manual, con control y procesamiento centralizado en el hardware y con salidas de visualización y que opera en tiempo real con una alta tasa de refresco en sus imágenes Download PDF

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WO2014166007A1
WO2014166007A1 PCT/CL2014/000008 CL2014000008W WO2014166007A1 WO 2014166007 A1 WO2014166007 A1 WO 2014166007A1 CL 2014000008 W CL2014000008 W CL 2014000008W WO 2014166007 A1 WO2014166007 A1 WO 2014166007A1
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image
module
pulse
portable
manual
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PCT/CL2014/000008
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Inventor
John Mac KINNON DAHLGREN
Manuel Armando DUARTE-MERMOUD
Carlos Eugenio CONCA ROSENDE
Nicolás Humberto BELTRÁN MATURANA
Rodrigo Andrés MAUREIRA TENORIO
Vader JOHNSON VERA
Javier Eduardo MOYA FUENTES
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Universidad De Chile
Megasalud
Mac Kinnon Y Asociados
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    • G01S7/52085—Details related to the ultrasound signal acquisition, e.g. scan sequences

Definitions

  • the present invention relates to a low-cost portable ultrasound device, with visualization by; glasses. Specifically it refers to a portable and manual ultrasound device, with ⁇ ontfol and centralized processing in the hardware and with display outputs.
  • the Display Device are wireless display glasses.
  • the Image and Transmission Unit is connected to a Display Device through a cable.
  • the Power Source is powered by a lithium-ion polymer battery with a nominal voltage of 14.8V and is capable of delivering from 2j0Vpp to 200Vpp to the Pulse Generator for the excitation of the piezoelectric elements of the Transducer.
  • the Pulse Generation and Front-End Unit uses a mobile window of 16 piezoelectric elements of the Transducer, with a pulse of up to 200Vpp where said pulse consists of a few cycles of a square wave, whose frequency 1 coincides with the resonant frequency of Piezoelectric elements
  • the FPGA Processing Unit is responsible for controlling the Pulse Generator and processing the data captured by the Front-End to generate an ultrasound image in mode B, where said ultrasound image in mode B has 80 scan lines, corresponding to Pulse emission with each of the piezoelectric elements of the transducer, where each pulse emission is performed focusing at a certain depth, so to achieve a wide focal range, each scan line consists of two consecutive focused pulse emissions in front of the same piezoelectric element, but with a different focus, where the depth of both seals is configurable.
  • the Pulse Emission Control drives the Pulse Generator with a determined offset pattern such that a wavefront is concentrated at a predetermined point in space, which requires a single activation bit to start the sequence.
  • triggering 16 piezoelectric elements of a mobile window configured to focus an ultrasonic beam at a depth in the predetermined port, where the application of the offsets is made by reference to the piezoelectric element closest to the point where the reference piezoelectric element always emits , after a constant interval of time, from the moment the bit that starts the device sequence is activated, to synchronize the processing of the received signals, regardless of the predetermined point that has been selected.
  • the Pulse Emission Control is composed of ur to plurality of unit push-buttons, each of which autonomously generates an ultrasonic wave in a single piezoelectric element from a high-speed clock, whose frequency is greater than the frequency of resonance of the piezoelectric elements of the Transducer.
  • a unit push-button is used for each piezoelectric element of the mobile window, allowing the application of a phase offset pattern whose accuracy is equal to a high-speed clock period
  • Figure 10 shows the compensation delays in the elements
  • Figure 11 shows a bilinear interpolation scheme.
  • Figure 12 shows the visualization of the graphical interface with menu.
  • the present invention relates to a portable ultrasound device, with centralized control and processing in the hardware and with display output through wireless glasses.
  • Mode B consists of the union of multiple scanning lines (scans) in an orderly manner to form a two-dimensional image.
  • a mode B image of a calibration pattern is shown in Figure 1A, while a diagram of a physical arrangement dfl transducer that performed the ultrasound shown in Figure 1 A. is shown in Figure 1 B.
  • ultrasound transducers consists of a linear arrangement of piezoelectric elements, capable of emitting ultrasonic waves and capturing their echoes, arranged in a convex form, which is the most common for general type examinations.
  • the construction of the image begins with the emission of an ultrasonic pulse in one direction and the capture of the echoes by the multiple piezoelectric elements of the transducer. These echoes digitized and coherently added to reinforce their intensity and thus form a scan line, in which the power of the echo represents a level of brightness in the resulting image. This process is repeated changing each time the ultrasonic wave emitting element (s), also modifying the way in which the waves are added to focus at different angles.
  • a device is defined consisting of the functional blocks shown in general in Figure 2.
  • the portable and manual ultrasound device (10) consists of a power source
  • a Pulse Generation and Front-End Unit (400), a Transducer (200) is connected bi-directionally) with the Pulse Generation and Front-End Unit (400); an FPGA Processing Unit (300) is connected to said Pulse Generation and Front-End Unit (4p0) and also with an Image and Transmission Unit (500), where this Image and Transmission Unit (500) is connected wirelessly with its antenna (510) to an Apaijato ( ⁇ Je Visualization (600) that has an antenna (610).
  • the Transducer (20 ⁇ ) performs the function of emitting an ultrasonic wavefront. These ultrasonic waves are reflected in the tissues inside a patient, generating echoes that are received and processed to generate an image of the inside of the body of the examined patient, which are handled by the portable and manual ultrasound device
  • the Transducer (20 ⁇ ) consists of an array of a plurality of piezoelectric elements (210). That they can convert high voltage electrical pulses into mechanical waves that propagate through the tissues inside a patient, and when reflected in said tissues inside a patient, these waves generate echoes that are received by said piezoelectric elements (210 ), those that transform the mechanical echoes into analog electrical signals with the Pulse Generation and Front-End Unit (400) digitizes, while the FPGA Rocssamiento Unit (300) processes them to generate the image.
  • the Transducer (200) can be adapted for use with any commercial transducer oriented to portable equines.
  • any commercial transducer oriented to portable equines For this particular embodiment, a standard 3.5 MHz C1-9 / 60R convex transducer of 80 Piezoelectric elements (210) has been used.
  • the C1-9 / 60R transducer used factory incorporates an 80x16 multiplexer (220) ie circuits that control the 80 available piezoelectric elements (210), which allows the use of a mobile window of 16 adjacent elements simultaneously.
  • the channel designation will be used for the electrical medium through which the signals from each of the 16 piezoelectric elements available in a given multiplexion are transmitted.
  • the physical order of the piezoelectric elements (210) that make up the mobile window has no fixed correspondence with the order of the channels through which the signals are transmitted, as a result of the above, it is necessary that the portable ultrasound device and manual (10) make the necessary adjustments to maintain the consistency of the signals.
  • the power source (100) aims to provide power to the circuits that make up the portable and manual ultrasound device (10).
  • the energy is delivered by a battery and must be managed as efficiently as possible to maximize the autonomy of the portable and manual ultrasound device (10).
  • lithium ion polymer batteries are used, consisting of 4 2000 mAh cells connected in series, reaching a nominal voltage of 14.8V. With these batteries it is possible to energize the portable and manual ultrasound device (10) for up to two hours of continuous operation.
  • the energy control circuits are mostly composed of switched regulators, commercially available and whose function is to generate the voltages required by the different functional circuits of the portable and manual ultrasound device (10) with the highest possible energy efficiency.
  • this power line (100) has specific integrated circuits for battery charging, monitoring and protection.
  • the basic functions of energy control, such as monitoring the state of charge of the battery and switching on the power supply to the regulating devices of the equipment, are carried out by a small micro Ultra low consumption control to minimize the discharge of the battery in standby state.
  • the emission of ultrasonic waves to the tissues inside a patient occurs by exciting the piezoelectric elements (210) of the Transducer (200) with high voltages with respect to those that can be obtained directly from the batteries.
  • a voltage booster circuit (110) which delivers up to 100V positive and negative, from the battery voltage of 14.8V, with high energy efficiency, which is shown in the figure 4; the voltage booster circuit (110) uses a standard configuration of the step-up type, in addition, the voltage booster circuit (110) has current sensors, which do not measure mmuueessttrraann ,, which measure the instantaneous current in the inductance (112 ) and the average voltage at the outlet (116) to close the control loop. There are two voltage booster circuits (110), one for the negative voltage and one for the positive one.
  • the switching of transistor (120) is commanded by a microcontroller, which is not shown, designed for the control of switched sources.
  • the control program that executes the microcontroller monitors the voltage at the output (116) and uses pulse width modulation to exert the control action and reach a voltage level given by a reference that is movable.
  • the voltage booster circuit (110) can generate configurable voltage levels between 14.8V and 100V on the positive side, while for the negative side, the range of voltage levels is from 0V to -100V
  • the dd conltrol program also incorporates the following security measures:
  • Main switch The microcontroller can cut off the power of the entire booster circuit (1 any sign of abnormal operation is detected; Limitation of the work cycle: To avoid catastrophic failures in the electronic components, the cycle of t "below the commutations is limited to a maximum level, preventing the transistor (120) from being switched on continuously;
  • Overvoltage control If the output voltage measurement (116) exceeds 110 V positive or negative; (any of them, independently), the switching of the semi-conductors is stopped the following cycle of the operation of the power source (100). This mane r voltages are maintained within acceptable ranges for electronic components;
  • Overcurrent control If an input current greater than a certain configurable threshold is detected, the switching of the semiconductors is stopped in the immediately following cycle. This measure protects the power source (100) from overloads.
  • the safety measures described above allow the power source (100) to operate reliably, avoiding failures and even preventing damage to the components when they occur) anomalies in the other components of the portable and manual ultrasound device (10).
  • the power set (100) implemented can deliver up to 10W to the load continuously, with an efficiency of around 80%.
  • the Unit of Gene "ation of Pulses and Front-End (400) described in Figure 3 aims to generate the ultrasonic pulses that are sent to the tissues inside a patient and Isi captures its echoes to form an image in the Display Device (600) from them.
  • the emission of ultrasonic waves is performed by exciting one or more piezoelectric elements (210) of the Iransductor (200), with a pulse whose voltage can reach 200Vpp.
  • Said pulse consists of a few cycles of a square wave, whose frequency coincides with the resonant frequency of the piezoelectric elements (210).
  • the pulse is composed of 1 cycle of a 3.5MHz wave and up to 16 elements can be excited simultaneously from the mobile window.
  • this process does not stop, obtaining a refresh rate of about 35 frames per second.
  • frequency that finally excites the piezoelectric elements (210) of the Transducer (200) are ( generated in the Pulse Generator (420), which is commanded from the FPGA Processing Unit (300) by the Pulse Emission Control (330) connecting via digital lines (421).
  • the fundamental unit of the Pulse Emission Control is a unit button, which is not shown, whose purpose is to generate the sequence of on and off signals of the transistors that make up a pulse generation circuit for a single piezoelectric element .
  • the unit button is programmed to generate a 3.5MHz cycle, plus the clamping signal. Your single input bit starts the entire sequence.
  • a separate unit button is used for each of the electrical channels (411), each of which is directed to a piezoelectric element (210) within the mobile window through the multiplexing circuits (220).
  • the unit button operates with a 140MHz clock, that is, 40 times the frequency of the generated pulses. At the start of the pulsation sequence on the flank of the 140MHz clock that follows the trigger of the starting signal, the ability to apply relative offset between the pulses of the different channels with a resolution of 9 o is obtained .
  • any point of a wavefront can be considered as a source of spherical waves (900) of the same speed and frequency as the original front, as shown in Figure 8.
  • a piezoelectric element (210) of the Transducer (200) can be considered as a point source of spherical waves (900) given its small dimensions, when emitting ultrasonic pulses with multiple piezoelectric elements (210), a wavefront is generated (900) whose shape can be manipulated by applying controlled offsets to the pulse signals.
  • the Pulse Emission Control (330) establishes a phase offset pattern (1020) such that the wavefront (90C) is concentrated at a predetermined point (010) of the space, in order to increase the resolution in said area and the power of the signal received when emitting with multiple piezoelectric elements (210), as shown in Figure 9. In addition, it allows focusing the beams towards several predetermined points (1010), whose offset
  • this process is implemented in digital systems that have a sampled f s sampling rate.
  • the analog signals x are digitized by using an ND circuit, obtaining a sequence of discrete values x s , which represents the original signal.
  • the sampling rate f s meet the Nyquist criteria.
  • the ADC Converter (435) of the Fornt-End (430) captures data at 10MSPS, that is, a sample every 100ns.
  • the selective delays (1200 it is necessary that these have a temporal resolution of at least 40 MHz, that is, steps of 25ns.
  • a commonly used strategy is to digitally increase the sampling rate l times, through an interpolation process of a given order or 0. This interpolation is done through a process called zero padding, in which ⁇ l -1) zeros are entered between each sampled data x s , obtaining a sequence s. Then, to this sequence ⁇ c is applied a filter h lp digital low pass FIR, with which a set of sampled data is obtained.
  • the impiementation of this interpolation is a development that intelligently exploits the nature of the process to significantly reduce its computational cost, allowing its application in portable or other devices that have limitations in its processing capacity.
  • the impiementation of the interpolation predicts when the results of a multiplication will be null, preventing these are done unnecessarily, which translates into a saving in the cost of computation
  • the invention is designed to be used with only one hand, so the operation of the basic functions ss is carried out through an on-screen menu, which is operated with four directional buttons plus one to enter and exit the items.
  • the functions that the user can access are:
  • a module with a parameter role receives the signals from the five buttons and the registers are modified with the values of each function. Although the number of menu items is fixed for the user, the module design allows you to add more functions for later versions. Record values are delivered to the modules corresponding to the modified parameter.
  • This module is also responsible for displaying the on-screen menu, for which it contains a generated! - of characters, where the size of each character is 16 by 16 pixels, which can be displayed on a grid that covers the entire screen.
  • the text is saved in a RAM memory with ASCII coding, where each address corresponds to a cell on the screen,
  • Each character is associated with a LUT that receives the position of the screen sweep and ergranges the opacity level between 0 and 15 , corresponding to the pixel drawn. This level of opacity is composed of the image obtained after processing to generate the graphical interface of the device, shown in Figure 12.
  • the Image Processing Module (320) is capable of saving captures of the images generated in Files stored on an SD memory card, according to the FAT standard.
  • the salicja of the Image Processing Module (320) is a data stream (321) whose format is consistent with the VGA standard.
  • the VGA standard consists in the analog transmission of a video signal to a display device in three signals that encode, according to its voltage level, the intensity of red, t / erde and blue color for each pixel.
  • the standard also has two synchronization signals that allow the display device to indicate when a line ends and when a frame ends.
  • the Image and Transmission Unit (500) converts the digital signals from the Image Processing Module (320) to analog signals.
  • agen and Transmission Unit also implements the necessary circuits to convert image in VGA format to NTSC format.
  • the latter is widely used for the transmission of video to display devices such as televisions, projectors, etc.
  • the generation of the image in VGA format and its conversion to NTSC allow the portable and manual ultrasound device (10) to also operate stationary, connected to a standard computer monitor via a cable.
  • the portable and manual ultrasound device (10) has two modes of operation, one stationary and one manual portable.
  • the Image and Transmission Unit For portable and manual operation with wireless image transmission to the Device
  • the transmitted signal can be received by one or more receivers.
  • ; also commercially available.
  • a thermal embodiment of the portable and manual ultrasound device (10) implements digital JPEG2000 coding instead of NTSC for the transmission of the images to the Vipualization Apparatus (600).
  • Said coding is done using specialized integrated circuits for this purpose commercially available.
  • the use of digital compression allows an efficient use of the wireless transmission channel, with the consequent improvement in the image quality in the Visualization Apparatus (600) and the greater robustness of the same before variations in the reception quality, product of the incorporation of headers with redundancy and error correction algorithms.
  • Wi-Fi modules are used, which reach the transmission rates required for real-time image transmission,
  • the purpose of the Vfeua ization Apparatus (600) is to show the user the ultrasound image generated by the portable and manual ultrasound device (10) in real time.
  • the Display Device (600) receives the signals from radio frequency through an analog reception module that demodulates and reproduces the NTSC signal generated by a Image and Transmission Unit (500). This signal is sent to the device that reproduces the image so that the user can see it,
  • viewing glasses which have a control circuit of the LCD screens that reproduce the image (one for each eye), which can interpret the signal in NTSC format.
  • the analog reception module is mounted inside the glasses case, together with batteries and charging circuits making them totally wireless glasses.
  • the reception circuits Being the NTSC A very common format, it is possible to use the reception circuits to deliver the signal generated by the Image and Transmission Unit (500) to any compatible device, which can be televisions, projectors, video capturers, etc. .
  • a Wi-Fi module receives the scanned and compressed image data according to the standard JPEG2000 format.
  • the decompression of the data is performed by a specialized integrated circuit, whose output is interpreted by dedicated circuiti> s to directly handle the LCD screens that reproduce the image on the glasses, according to the standard.

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Abstract

Se describe un dispositivo de ecografía portátil y manual que comprende, una Fuente de Poder; un Transductor, compuesto de elementos piezoeléctricos, que emiten ondas ultrasónicas y capturan los ecos provenientes de tejidos al interior de un paciente; una Unidad de Procesamiento FPGA (Field Programmable Gate Array), que se compone de un módulo Control General del Dispositivo, un módulo Control de Emisión de Pulsos, un módulo de Conformación de Ondas, y un módulo de Procesamiento de Imagen; una Unidad de Generación Pulsos y Front-End que tiene un Generador de Pulsos, una pluralidad de conmutadores de transmisión/recepción, y un circuito Front-End que genera señales digitalizadas; una Unidad de Imagen y Transmisión; y un Aparato de Visualización; en donde, el módulo Control General del Dispositivo coordina las operaciones de los módulos de Control de Emisión de Pulsos, de Conformación de Ondas, y de Procesamiento de Imagen; el módulo Control de Emisión de Pulsos acciona el Generador de Pulsos; el módulo de Conformación de Ondas recibe las señales digitalizadas o flujo de muestras desde el circuito Front-End, aplicando retardos selectivos a dichas señales digitalizadas para entregar una suma coherente de dichas señales digitalizadas; y el módulo de Procesamiento de Imagen genera una imagen de ecografía.

Description

UN DISPOSITIVO DE fecOG RAFIA PORTÁTIL Y MANUAL, CON CONTROL Y PROCESAMIENTO CENTRALIZADO EN EL HARDWARE Y CON SALIDAS DE VISUALIZACIÓN Y QUE OPERA EN TIEMPO REAL CON UNA ALTA TASA DE REFRESCO EN SUS IMÁGENES.
Campo de Aplicación
La presente invención se refiere a un dispositivo de ecografía portátil de bajo costo, con visualización mediante; gafas. Específicamente se refiere a un dispositivo de ecografía portátil y manual, con ^ontfol y procesamiento centralizado en el hardware y con salidas de visualización.
Descripción del Arte Preyio
En general los dispositivos de ecografía tradicionales no tienen grandes restricciones de espacio, energía, ni de capacidad de procesamiento. Por ello, suelen utilizar transductores con un gran| número de elementos piezoeléctricos (usuaimente 128 o más) cuya información se réc^ y procesa de forma simultánea. Sin embargo, la recepción en paralelo de este flujo pe (Jatos requiere una ingente cantidad de espacio y capacidad de procesamiento, incompatibles con una aplicación portátil.
La solicitud de patente de invención WO2008146207 de fecha 04.12.2008, titulada
"WIRELESS ULTRASpUND PROBE WITH HEADS-UP DISPLAY", de Poland y otros, describe una sonda inalámbrica, que envía datos preprocesados a un Host externo que procesa los datos y los transmite a un dispositivo de visualización, donde la imagen tiene una baja tasa de refresco, (debido que el ancho de banda es limitado para la transmisión de imágenes.
La solicitud de paténte de invención US2005228281 de fecha 13.10.2005, titulada "Handheld diagnostic ultrasound system with head mounted display", de Nefos y otros, describe un dispositivo qu emplea un procesador dual (DSP) con visualización mediantes gafas cableadas, la invención está enfocada a la operación exterior del dispositivo, sin explicar cómo está corjstrujdo electrónicamente.
La patente de ipver^ción US6383139 de fecha 07.05.2002, titulada "Ultrasonic signal processor for power dppp|er imaging in a hand held ultrasonic diagnostic ¡nstrument", de Hwang, describe una arquitectura integrada, con despliegue de la información en una pantalla de 5 pulgadas y ¡que utiliza circuitos integrados de aplicación específica (ASIC), para todos los procesos ¡Internos; el dispositivo es portátil, pero de traslado, ya que su
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Transmisión está canea ada inalámbricamente con una antena al Aparato de
Visualizacion que tiene una antena, y el Aparato de Visualizacion son gafas de visualizacion inalámbricas. En otra alternativa, la Unidad de Imagen y Transmisión está conectada a un Aparato de Visualizacion a través de un cable. La Fuente de Poder se alimenta de una batería d polímero de ion de litio con un voltaje nominal de 14,8V y es capaz de entregar desde 2j0Vpp hasta 200Vpp al Generador de Pulsos para la excitación de los elementos piezoeléctricos del Transductor. La Unidad de Generación de Pulsos y Front-End utiliza una ventana móvil de 16 elementos piezoeléctricos del Transductor, con un pulso de hasta 200Vpp donde dicho pulso consiste en unos pocos ciclos de una onda cuadrada, cuya frecuencia1 coincide con la frecuencia de resonancia de los elementos piezoeléctricos. La Unidád de Procesamiento FPGA se encarga de controlar el Generador de Pulsos y procesar los datos capturados por el Front-End para generar una imagen de ecografía en modo B, donde dicha imagen de ecografía en modo B cuenta con 80 líneas de exploración, correspondientes a la emisión de pulsos con cada uno de los elementos piezoeléctricos del transductor, donde cada emisión de pulsos se realiza enfocando a una cierta profundidad, por lo que para lograr un rango focal amplio, cada línea de exploración se compone de dos emisiones de pulsos consecutivas centradas frente a un mismo elemento piezoeléctrico, pero con distinto foco, en donde la profundidad de ambos focas es configurable. Además, el Control de Emisión de Pulsos acciona al Generador de Pulsos con un patrón de desfases determinado tal que un frente de ondas se concentre en un punto predeterminado del espacio, con lo cual se requiere de un único bit de activé ción para iniciar la secuencia de disparo de 16 elementos piezoeléctricos de una ventana móvil configurados para enfocar un haz ultrasónico a una profundidad en el purto predeterminado, donde la aplicación de los desfases se hace tomando como referencia el elemento piezoeléctrico más cercano al punto donde el elemento piezoeléctrico de referencia siempre emite, luego de un intervalo de ti ampo constante, desde el instante en que se activa el bit que inicia la secuencia de dispíiro, para sincronizar el procesamiento de las señales recibidas, sin importar el punto predeterminado que se haya seleccionado. El Control de Emisión de Pulsos se compone de ur a pluralidad de pulsadores unitarios, cada uno de los cuales genera de manera autónoma una onda ultrasónica en un único elemento piezoeléctrico a partir de un reloj de alta velocidad, cuya frecuencia es mayor a la frecuencia de resonancia de los elementos piezoeléctricos del Transductor. Se utiliza un pulsador unitario por cada elemento piezoeléctrico de la ventana móvil, posibilitando la aplicación de un patrón de desfases cuya precisión es igual a un período del reloj de alta velocidad
Figure imgf000005_0001
La figura 10 rjnuestra los retardos de compensación en los elementos
piezoeléctricos.
La figura 11 muestra un esquema de interpolación bilineal.
La figura 12 muestra la visualización de la interfaz gráfica con menú.
Descripción Detallada de Una Realización Preferida
La presente invención se refiere a un dispositivo de ecografía portátil, con control y procesamiento centralizado en el hardware y con salida de visualización mediantes gafas inalámbricas.
Para comprender os bloques funcionales que hacen posible la generación de imágenes de ecografíd , es necesario primero describir brevemente el proceso físico y lógico detrás del uso de ultrasonido para explorar tejidos en el interior de un paciente. Dicho proceso consiste en la emisión de una onda ultrasónica y la recepción de sus ecos. El caso más simple es el de un único emisor y receptor, el cual sólo podrá obtener información de los tejidos en el interior dd un paciente inmediatamente en frente del mismo, formando así una línea de exploración. Ésta forma de operación se denomina modo A.
El modo B consiste en la unión de múltiples líneas de exploración (scans) de manera ordenada para formar una imagen bidimensional. En la figura 1A se muestra una imagen en modo B de un patrón de calibración, mientras que en la figura 1 B se muestra un diagrama de una disposición física dfl transductor que realizó la ecografía que muestra la figura 1 A. El
, así como la mayoría de los transductores de ecografía, consta de un arreglo lineal de elementos piezoeléctricos, capaces de emitir ondas ultrasónicas y capturar sus ecos, dispuestos en una forma convexa, que es la más común para exámenes de tipo general.
I
La construcción de la imagen se inicia con la emisión de un pulso ultrasónico en una dirección y la captura c e los ecos por los múltiples elementos piezoeléctricos del transductor. Estos ecos íion digitalizados y sumados coherentemente para reforzar su intensidad y así formar una línea de exploración, en la cual la potencia del eco representa un nivel de brillo en la imagen resultante. Este proceso se repite cambiando cada vez el o los elementos emisores de ondas ultrasónicas, modificando además la manera en que se suman las ondas para enfccar hacia diferentes ángulos.
Es la unión de todo¡5 las líneas de exploración la que forma finalmente una imagen de ecografía en modo B. modo de operación que se emplea en el dispositivo de ecografía manual de la presente invención.
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configurar. Como uno de los objetivos de este desarrollo es ser de bajo costo, se utilizan FPGA's de baja gama, las que ofrecen recursos limitados, pero la libertad de ser configurados a voluntad, Esto, combinado con el uso inteligente de estos recursos, se traduce en un proceso que es computacional, energética y económicamente eficiente.
Tomando en consideración los requerimientos de tamaño, eficiencia energética y el nivel de integración que ofrecen los componentes electrónicos disponibles, se define un dispositivo compuesto por los bloques funcionales que se muestran en general en la figura 2.
El dispositivo dé ecógrafía portátil y manual (10) se compone de una fuente de poder
(100), una Unidad de Generación de Pulsos y Front-End (400), un Transductor (200) se conecta bidireccionalrrjente) con la Unidad de Generación de Pulsos y Front-End (400); una Unidad de Procesamiento FPGA (300) está conectada a dicha Unidad de Generación de Pulsos y Front-End (4p0) y también con una Unidad de Imagen y Transmisión (500), en donde esta Unidad de magen y Transmisión (500) está conectada inalámbricamente con su antena (510) a un Apaijato (¡Je Visualización (600) que tiene una antena (610).
El Transductor (20Ó) cumple la función de emitir un frente de ondas ultrasónicas, Estas ondas ultrasónicas se reflejan en los tejidos en el interior de un paciente, generando ecos que son recibidos y procesados para generar una imagen del interior del cuerpo del paciente examinado, qjue manejadas por el dispositivo de ecografía portátil y manual
(10). El Transductor (20Ó) consta de un arreglo de una pluralidad de elementos piezoeléctricos (210). Que pueden convertir pulsos eléctricos de alto voltaje en ondas mecánicas que se propagan por los tejidos en el interior de un paciente, y al reflejarse en dichos tejidos en el interior de un paciente, estas ondas generan ecos que son recibidos por dichos elementos piezoeléctricos (210), los que transforman los ecos mecánicos en señales eléctricas analógicas cjue l a Unidad de Generación de Pulsos y Front-End (400) digitaliza, mientras la Unidad de 'rocssamiento FPGA (300) las procesa para generar la imagen.
El Transductor (200) puede adaptarse para ser utilizado con cualquier transductor comercial orientado a equinos portátiles. Para esta realización en particular se ha utilizado un transductor estándar de tipo convexo C1-9/60R de 3,5 MHz, de Contec® de 80 elementos piezoeléctricos (210).
En general los ecógrafos tradicionales no tienen grandes restricciones de espacio, de energía, ni de capacidad ele procesamiento. Por ello, suelen utilizar transductores con un gran número de elementos piezoeléctricos (usualmente 128 o más) cuya información se recibe y procesa de forlna s imultánea. Sin embargo, la recepción en paralelo de este flujo de datos requiere una ingente cantidad de espacio y capacidad de procesamiento, incompatibles con una aplicación portátil. Por esta razón, para aplicaciones de ecografía portátil se usa comúnmente una estrategia de multiplexión que limita la cantidad de elementos que son utilizac os efectivamente de forma simultánea. De esta manera, aunque se sacrifica cantidad de inlormación en pos de una reducción de electrónica, la multiplexión permite seleccionar dinárr icamente un conjunto limitado de una pluralidad de elementos piezoeléctricos que aportan la información más relevante sobre el área de interés.
En esta realización en particular, el transductor C1-9/60R utilizado incorpora de fábrica un multiplexor 80x16 (220) es decir, circuitos que controlan los 80 elementos piezoeléctricos (210) disponibles, que permite el uso de una ventana móvil de 16 elementos adyacentes simultáneamente. En adelante se utilizará la denominación de canal para el medio eléctrico por el cual se transrjiiteri las señales provenientes de cada uno de los 16 elementos piezoeléctricos disponibles en una multiplexión dada. Cabe destacar que el orden físico de los elementos piezoelécjtricos (210) que componen la ventana móvil, no tiene correspondencia fija con e orden de los canales por los cuales se transmiten las señales, Producto de lo anterior, es necesario que el dispositivo de ecografía portátil y manual (10) realice los ajustes necesarios para mantener la consistencia de las señales.
La fuente de poder (100) tiene por objetivo proveer de energía a los circuitos que componen el dispositivo de ecografía portátil y manual (10). La energía es entregada por una batería y debe ser administrada con la mayor eficiencia posible para maximizar la autonomía del dispositivo de ecografía portátil y manual (10). Como la emisión, recepción y procesamiento de o idasj ultrasónicas demanda un gran consumo energético, es indispensable la utilización de baterías de alta densidad energética, así como de un peso reducido para mejorar la plortabilidad del dispositivo de ecografía portátil y manual (10). En esta realización en particular se utilizan baterías de polímero de ion de litio, compuestas por 4 celdas de 2000 mAh conectadas en serie, alcanzando un voltaje nominal de 14,8V. Con estas baterías es posjble snergizar por un período de hasta dos horas de funcionamiento continuo el dispositivo de ecografía portátil y manual (10). Los circuitos de control de energía se componen en su mayoría por reguladores conmutados, disponibles comercialmente y cuya función es generar las tensiones requeridas por los diferentes circuitos funcionales del dispositivo de ecografía portátil y manual (10) con la mayor eficiencia energética posible. Además de los reguladores que operan cuando el dispositivo de ecografía portátil y manual (10) está encendido, esta l uente de poder (100) cuenta con circuitos integrados específicos para la carga de la baterís , su monitoreo y su protección. Las funciones básicas de control de energía, como el mon toreo del estado de carga de la batería y el encendido de las alimentaciones a los d ferehtes reguladores del equipo, son realizadas por un pequeño micro controladór de ultra bajo cjonsumo para minimizar la descarga de la batería en estado en espera (stand-by).
La emisión de ondas ultrasónicas hacia los tejidos en el interior de un paciente, se produce al excitar los elementos piezoeléctricos (210) del Transductor (200) con voltajes elevados con respecto a los que se pueden obtener directamente a partir de las baterías.
Dichos voltajes deben ser generados dentro del dispositivo de ecografía portátil y manual (10) por una fuente de pequeño tamaño, robusta y confiable, de alta capacidad energética y eficiente, con medios de protección que eviten fallas que puedan comprometer el funcionamiento del dispositivo de ecografía portátil y manual (10) o la seguridad del usuario. Dado que los requerimientos descritos son específicos se ha diseñado un circuito elevador de voltaje (110), que entrega hasta 100V positivos y negativos, a partir del voltaje de las baterías de 14,8V, con una alta eficiencia energética, que se muestra en la figura 4; el circuito elevador de voltaje (110) utiliza una configuración estándar del tipo step-up, adicionalmente, el circuito elevador de voltaje (110) cuenta con sensores de corriente, que nnoo ssee mmuueessttrraann,, qquuee miden la corriente instantánea en la inductancia (112) y la tensión media en la salida (116) para cerrar el lazo de control. Se cuenta con dos circuitos elevador de voltaje (110), uno para la tensión negativa y otro para la positiva.
La conmutación del transistor (120) está comandada por un micro controladór, que no se muestra, diseñado para el control de fuentes conmutadas. El programa de control que ejecuta el micro controladór, supervisa el voltaje en la salida (116) y utiliza modulación por ancho de pulso para ejercer la acción de control y alcanzar un nivel de voltaje dado por una referencia que es moclifice ble. Producto de lo anterior, el circuito elevador de voltaje (110) puede generar niveles de tensión configurables entre los 14,8V y los 100V en el lado positivo, mientras que para el lado negativo, el rango de los niveles de tensión es de 0V hasta -100V. Los pulsas que encienden los transistores (120) de ambos circuitos elevadores de voltaje (110), tienen la| misma frecuencia, en este caso se ha empleado 25kHz, pero puede modificarse de acuérdo con parámetros de diseño, y están desfasados en 180° para duplicar la frecuencia de conmutación aparente en la entrada del circuito elevador de voltaje (110), permitiendo la utilizc ción de filtros más pequeños para estabilizar el voltaje de entrada (122).
El programa dd conltrol también incorpora las siguientes medidas de seguridad:
Interruptor principa El micro controladór puede cortar la energía de todo el circuito elevador de voltaje (1 se detecta cualquier signo de funcionamiento anómalo; Limitación del ciclo de trabajo: Para evitar fallas catastróficas en los componentes electrónicos, el ciclo de t "abajo de las conmutaciones está limitado a un nivel máximo, evitando que el transistor (120) quede encendido en forma continua;
Control de sobretensión: Si la medición de voltaje de salida (116) supera los 110 V positivos o negativos; (cualquiera de ellos, de forma independiente), se detiene la conmutación de los semiCDnductores al ciclo siguiente del funcionamiento de la fuente de poder (100). De esta manera se mantienen los voltajes dentro de los rangos adecuados para los componentes electrónicos;
Control de sobre corriente: Si se detecta una corriente de entrada superior a un cierto umbral configurable, se detiene la conmutación de los semiconductores en el ciclo inmediatamente siguiente, Con esta medida se protege a la fuente de poder (100) de sobrecargas.
Las medidas dé sejguridad antes descritas, permiten que la fuente de poder (100) opere de manera confiable, evitando fallas e incluso previniendo el daño de los componentes al producirse) anomalías en los otros componentes del dispositivo de ecografía portátil y manual (10). La fíjente de poder (100) implementada puede entregar hasta 10W a la carga de manera continua, con una eficiencia en torno al 80%.
La Unidad de Gene "ación de Pulsos y Front-End (400) que se describe en la figura 3, tiene por objetivo la generación de los pulsos ultrasónicos que se envían a los tejidos en el interior de un paciente y Isi captura de sus ecos para formar una imagen en el Aparato de Visualización (600) a partir de ellos.
La emisión de ondas ultrasónicas se realiza excitando uno o más elementos piezoeléctricos (210) del Iransductor (200), con un pulso cuya tensión puede llegar a los 200Vpp. Dicho pulso consiste en unos pocos ciclos de una onda cuadrada, cuya frecuencia coincide con la frecuencia de resonancia de los elementos piezoeléctricos (210). Para esta realización en particular, el pulso se compone de 1 ciclo de una onda de 3,5MHz y de la ventana móvil se pueden excitar hasta 16 elementos simultáneamente.
Para generar esta onda de gran amplitud, se utilizan pulsadores de alta tensión disponibles comercialmente. Por ejemplo, el integrado AX4940, cuya máxima tensión de operación es de 220Vpp e incorpora 4 pulsadores en un único encapsulado.
Dada la naturaleza ce pací tiva de los elementos piezoeléctricos (210), al ser expuestos a tensiones elevadas, como as utilizadas para excitarlos, se acumula carga en ellos que debe ser evacuada antes de pbder recibir apropiadamente los ecos. Esto se traduce en una tensión remanente, qu 2 de De ser llevada a cero tan pronto se concluya la emisión del pulso. Esta acción se conoce con o signal clamping.
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300), que indican cujando se está tomando muestras, cuando se termina una línea
Figure imgf000014_0001
A menos que se presione el botón para congelar la imagen, este proceso no se detiene, obteniéndose una tasa de refresco de alrededor de 35 cuadros por segundo.
Los pulsos de alta| frecuencia que excitan finalmente los elementos piezoeléctricos (210) del Transductor (200) se (jeneran en el Generador de Pulsos (420), el cual es comandado desde la Unidad de Procesamiento FPGA (300) por el Control de Emisión de Pulsos (330) conectándose mediante lín sas digitales (421).
La unidad fundamental del Control de Emisión de Pulsos (330) es un pulsador unitario, que no se muestra, cuyo propósito es generar la secuencia de señales de encendido y apagado de los transistores que componen un circuito de generación de pulsos para un único elemento piezoeléctrico. El pulsador unitario está programado para generar un ciclo de 3,5MHz, más la señal de clamping. Su único bit de entrada inicia la secuencia completa. Se utiliza un pjlsador unitario independiente para cada uno de los canales eléctricos (411), cada uno c e los cuales es dirigido a un elemento piezoeléctrico (210) dentro de la ventana móvil a través de los circuitos de multiplexión (220).
El pulsador unitario opera con un reloj de 140MHz, es decir, 40 veces la frecuencia de los pulsos generados. Al iniciarse la secuencia de pulsación en el flanco del reloj de 140MHz que sigue al momonto de activación de la señal de partida, se obtiene la capacidad de aplicar desfases relativos entre los pulsos de los diferentes canales con una resolución de 9o.
Según el principio d Huygens, todo punto de un frente de onda puede considerarse como una fuente de ondas esféricas (900) de igual velocidad y frecuencia que el frente original, tal como se muestra en la figura 8.
Recíprocamente, ya que un elemento piezoeléctrico (210) del Transductor (200) puede considerarse corno una fuente puntual de ondas esféricas (900) dadas sus pequeñas dimensiones, al emitir pulses ultrasónicos con múltiples elementos piezoeléctricos (210), se genera un frente de ondas (900) cuya forma se puede manipular aplicando desfases controlados a las señales de pulsos.
El Control de Emisión de Pulsos (330) establece un patrón de desfases (1020) tal que el frente de ondas (90C) se concentre en un punto predeterminado ( 010) del espacio, con el fin de aumentar la resolución en dicha área y la potencia de la señal recibida al emitir con múltiples elementos piezoeléctricos (210), tal como se observa en la figura 9. Además, permite enfocar los haces hacia varios puntos predeterminados (1010), cuyos desfases
(1020) asociados han sido calculados previamente fuera de línea. Dichos puntos encuentran directamente frente al centro de la ventana móvil de 16 elementos piezoeléctricos (210) activosj, dada una cierta multiplexión a diferentes profundidades.
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contiene coherentemente la información de interés, que se denomina suma coherente (1500). La introducciórj de retardos selectivos (1200) y la suma coherente (1500) se ilustran a la izquierda en la figura 1 D; todo este proceso se denomina conformación de ondas.
En la práctica, este proceso es implementado en sistemas digitales que tienen una tasa de muestreo fs deterninada. Las señales analógicas x son digitalizadas mediante la utilización de un circuito ND, obteniéndose una secuencia de valores discretos xs , que representa a la señal original. Para que esta representación sea válida y no se pierda información en el proceso de digitalización, es requerido que la tasa de muestreo fs cumpla con el criterio de Nyquist.
En esta realización en particular, el Conversor ADC (435) del Fornt-End (430) captura datos a 10MSPS, jes decir, una muestra cada 100ns. Sin embargo, para que los retardos selectivos (1200 permitan extraer con precisión la información del punto predeterminado (1010) de interés, es necesario que éstos tengan una resolución temporal de al menos 40MHz, es decir, pasos de 25ns.
Como en cualquier dispositivo electrónico, mientras más alta es la frecuencia de muestreo, más alto será el consumo energético global del sistema, debido principalmente a las pérdidas por conmutación. Las limitaciones energéticas impuestas por el requerimiento de portabilidad, impiden reeilizar un muestreo a tasas suficientemente elevadas como para aplicar de manera directa lo¡ retardos precisos a cada señal recibida.
Para resolver esta situación, una estrategia comúnmente usada es la de aumentar digitalmente la tasa de muestreo l veces, a través de un proceso de interpolación de un orden 0 determinado. Lsta interpolación se realiza mediante un proceso llamado zero padding, en el cual se introducen {l -1) ceros entre cada dato muestreado xs, obteniéndose una secuencia s. Luego, a esta secuencia ¿c se le aplica un filtro hlp pasabajos digital FIR, con lo cual se obtiene un conjunto de datos sobre muestreados.
A través de este sob-e muestreo se estiman internamente los datos necesarios para poder aplicar los retardos con la precisión adecuada, sin aumentar las tasas de muestreo. Sin embargo, las formas tradicionales de realizar este sobre muestreo poseen la desventaja de tener un alto costo computacional, en términos de procesamiento y memoria necesaria, lo que se traduce en un aumento del tamaño de la electrónica requerida.
En esta realización en particular, la impiementacion de esta interpolación es un desarrollo que aprovecha inteligentemente la naturaleza del proceso para reducir notablemente su costo computacional, permitiendo su aplicación en dispositivos portátiles u otros que tengan limitaciones en su capacidad de procesamiento. La impiementacion de la interpolación predice cuandc los resultados de una multiplicación serán nulos, evitando que stas se hagan innecesariamente, lo que se traduce en un ahorro en el costo de cómputo
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dirección en memoria del punto pm+l n+1 y se obtienen los 4 datos necesarios para la interpolación, con lo que se realiza sólo una lectura de memoria en lugar de 4 para dibujar un pixel en pantalla, rebajando los requerimientos de velocidad de la memoria, permitiendo el uso de memorias menos costosas y de menor consumo energético.
La invención está diseñada para utilizarse con una sola mano, por lo que el manejo de las funciones básicas ss realiza a través de un menú en pantalla, el cual es operado con cuatro botones direccionales más uno para entrar y salir de los ítems. Las funciones a las que puede acceder el usucirio son:
• Encuadre
Acercamiento
• Ganancia
Focos
Brillo y contraste
Un módulo de con rol de parámetros recibe las señales de los cinco botones y se modifican los registros con los valores de cada función. Si bien la cantidad de ítems del menú es fija para el usu$rio, el diseño del módulo permite agregar más funciones para versiones posteriores valores de los registros se entregan a los módulos correspondientes al parámétro modificado.
Este módulo además se encarga de desplegar el menú en pantalla, para lo cual contiene un generado!- de caracteres, donde el tamaño de cada carácter es de 16 por 16 pixeles, que se puede desplegar en una cuadrícula que cubre toda la pantalla. El texto se guarda en una memoria RAM con codificación ASCII, en donde cada dirección corresponde a una celda de la pantalla, Cada carácter está asociado a una LUT que recibe la posición del barrido de la pantalla y erjtrega el nivel de opacidad entre 0 y 15, correspondiente al pixel dibujado. Este nivel de opacidad se compone con la imagen obtenida luego del procesamiento para generar la interfaz gráfica del dispositivo, que se muestra en la Figura 12.
El Módulo de Procesamiento de Imagen (320) es capaz de guardar capturas de las imágenes generadas en Archivos almacenados en una tarjeta de memoria SD, según el estándar FAT.
Finalmente, la salicja del Módulo de Procesamiento de Imagen (320) es un flujo de datos (321) cuyo formato es consistente con el estándar VGA. El estándar VGA c nsiste en la transmisión analógica de una señal de video a un aparato de visualizacion en tres señales que codifican, según su nivel de voltaje, la intensidad de color rojo, t/erde y azul para cada pixel. El estándar además posee dos señales de sincronía que permiten indicarle al aparato de visualizacion cuándo termina una línea y cuándo termina un cuadro.
Para conseguir las señales analógicas requeridas por el estándar VGA, La Unidad de Imagen y Transmisión (500) convierte las señales digitales provenientes del Módulo de Procesamiento de Imagen (320) a señales analógicas.
La Unidad de Im|agen y Transmisión (500) también implementa los circuitos necesarios para convertir imagen en formato VGA a formato NTSC. Este último se utiliza ampliamente para la transmisión de video a aparatos de visualizacion como televisores, proyectores, etc.
La generación de la imagen en formato VGA y su conversión a NTSC permiten que el dispositivo de eco grafía portátil y manual (10) pueda operar también de forma estacionaria, conectado a un monitor estándar de computador mediante un cable. De este modo el dispositivo de ecografía portátil y manual (10) posee dos modos de operación, uno estacionario y uno portátil manual.
Para la operación portátil y manual con transmisión de las imágenes de manera inalámbrica al Aparato de| Visualizacion (600), la Unidad de Imagen y Transmisión (500) cuenta con un transmisor analógico disponible comercialmente, que modula y transmite la señal NTSC en la banda de los 5,8 GHz. La señal transmitida puede ser recibida por uno o más receptores analóg icos|; , también disponibles comercialmente.
Una realización a ternativa del dispositivo de ecografía portátil y manual (10) implementa codificación d igital JPEG2000 en lugar de NTSC para la transmisión de las imágenes al Aparato de Vipualización (600). Dicha codificación se realiza utilizando circuitos integrados especializados para tal fin disponibles comercialmente. El uso de compresión digital permite un uso tíiás eficiente del canal inalámbrico de transmisión, con la consiguiente mejora en la calidad de imagen en el Aparato de Visualizacion (600) y la mayor robustez de la misma ante variaciones en la calidad de recepción, producto de la incorporación de encabezados con redundancia y algoritmos de corrección de errores. Para la transmisión de estas señales digitales, se utilizan módulos Wi-Fi, los cuales alcanzan las tasas de transmisión requeridas para la transmisión de imágenes en tiempo real,
El Aparato de vfeua ización (600) tiene por finalidad mostrar al usuario la imagen de ecografía generada por el dispositivo de ecografía portátil y manual (10) en tiempo real. Para la realización preferida, el Aparato de Visualizacion (600) recibe las señales de radiofrecuencia a través de un módulo de recepción analógico que demodula y reproduce la señal NTSC generada por a Unidad de Imagen y Transmisión (500). Dicha señal es enviada al dispositivo que reproduc|e la imagen para que el usuario pueda verla,
En la realización preferida, se utilizan gafas de visualización, las cuales poseen un circuito de control de as pantallas LCD que reproducen la imagen (una para cada ojo), el cual puede interpretar la señal en formato NTSC. El módulo de recepción analógico, se monta en el interior de la carcasa de las gafas, en conjunto con baterías y circuitos de carga haciendo de éstas, gafas totalmente inalámbricas.
Al ser el NTSC Un formato muy común, es posible utilizar los circuitos de recepción para entregar la señal ger erada por la Unidad de Imagen y Transmisión (500) a cualquier aparato compatible, los cuales pueden ser televisores, proyectores, captoras de video, etc.
Para la realización alternativa con codificación digital, un módulo Wi-Fi recibe los datos de imagen digitalizaclos y comprimidos según el formato estándar JPEG2000. La descompresión de los datos es realizada por un circuito integrado especializado, cuya salida es interpretada por circuiti>s dedicados para manejar directamente las pantallas LCD que reproducen la imagen en las gafas, según el estándar.

Claims

REIVINDICACIONES
1.- Un dispositivo de ecogiafía portátil y manual, con control y procesamiento, con salida de visualización, CARACTERIZADO porque comprende:
Una Fuente de Poder ( i 100);
Un Transductor (200) conpuesto de una pluralidad de elementos piezoeléctricos (210), los cuales emiten ondas ultrasónicas y capturan los ecos provenientes de tejidos al interior de un paciente!
Una Unidad de Procesamiento FPGA (Field Programmable Gate Array) (300), que se compone de:
Un módulo Control General del Dispositivo (310),
Un módulo Control de Emisión de Pulsos (330),
Un módulo de Conformación de Ondas (340), y
Un módulo de F'rocí ¡Sarniento de Imagen (320);
Una Unidad de Generación de Pulsos y Front-End (400) que se compone de:
Un Generador do Pulsos (420),
Una pluralidad de conmutadores de transmisión/recepción (410), y
Un circuito Front-E nd (430) que genera un flujo de muestras de señales digitalizadas a partir de los ecos provenientes de tejidos al interior de un paciente;
Una Unidad de Imagen y Transmisión (500), que normaliza la imagen obtenida por el módulo de Procesamiento de Imagen (320) y la entrega a un medio de visualización; y Un Aparato de Visualización (600);
En donde, el módulo Control General del Dispositivo (310) coordina las operaciones de los módulos de Control de Emisión de Pulsos (330), de Conformación de Ondas (340), y de Procesamiento de Imagen (320); el módulo Control de Emisión de Pulsos (330) acciona el Generador de Pulsos (420); el módulo de Conformación de Ondas (340) recibe las señales digitalizadas o flujo de muestras, a partir de los ecos provenientes de tejidos al interior de un paciente, desde el circuito Front-End (430), aplicando retardos selectivos (1200) a dichas señales di italizadas para entregar una suma coherente (1500) de dichas señales digitalizadas; el módulo de Procesamiento de Imagen (320) genera una imagen geométricamente coherente a partir de la suma coherente (1500); y
En donde, el Generador de Pulsos (420), entrega pulsos de alto voltaje al Transductor
(200); la pluralidad de conmutadores de transmisión/recepción (410) filtra en amplitud los pulsos de alto voltaje, y e circuito Front-End (430) genera señales digitalizadas, a partir de los ecos provenientes de tejidos al interior de un paciente. 12.- El dispositivo de ecografía portátil y manual según la reivindicación 1 , CARACTERIZADO perqué el módulo de Procesamiento de Imagen (320) para generar una imagen de ecografía , aplica una detección de envolvente y una compresión logarítmica a la suma coherente (1500) del flujo de muestras, obteniendo una línea de exploración que se suceden continuamente, donde cada muestra de cada línea de exploración es de 8 bits, y se guardan en una memoria RAM con un ancho de palabra de 32 bits, permitiendo que en cada dirección se guarden cuatro muestras, las cuales se seleccionan de manera tal que para cualquier dirección de memoria, las cuatro muestras corresponden a dos muestras sucesivas de dos líneas de exploración contiguas para obtener el valor de cada píxel con una sola lectura de memoria.
PCT/CL2014/000008 2013-04-08 2014-03-10 Un dispositivo de ecografía portátil y manual, con control y procesamiento centralizado en el hardware y con salidas de visualización y que opera en tiempo real con una alta tasa de refresco en sus imágenes WO2014166007A1 (es)

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