[發明專利]一種磁共振兼容的相控聚焦超聲驅動電路

有效

• 申請號: 201710441706.5
• 申請日: 2017-06-13
• 公開（公告）號: CN109078271B
• 公開（公告）日: 2020-08-07
• 發明（設計）人: 劉文杰;蘇志強;喬杉;吳昊
• 申請（專利權）人: 上海沈德醫療器械科技有限公司
• 主分類號: A61N7/02
• 分類號: A61N7/02
• 代理公司: 上海科盛知識產權代理有限公司 31225
• 代理人: 翁惠瑜

本發明涉及一種磁共振兼容的相控聚焦超聲驅動電路，與超聲換能器組連接，包括依次連接的FPGA輸出控制信號模塊、信號發生器模塊組和信號調理模塊組，其中，該FPGA輸出控制信號模塊，接收上位機的控制數據，并根據所述控制數據生成信號發生器控制信號和信號發生器片選信號；該信號發生器模塊組，根據所述信號發生器控制信號和信號發生器片選信號輸出正弦波；該信號調理模塊組，根據所述正弦波產生用于驅動換能片工作的高電壓高電流正弦信號。與現有技術相比，本發明具有減少對法拉第籠物理屏蔽方式的依賴、集成化程度高易模塊擴展等優點。

技術領域

本發明涉及一種相控聚焦超聲驅動電路，尤其是涉及一種磁共振兼容的相控聚焦超聲驅動電路。

背景技術

現有相控聚焦超聲的驅動電路多為D類/E類功放，采用半橋/全橋電路來實現。其采用方波信號作為輸入信號源，經過放大以及低通濾波后，驅動超聲換能器。這樣的實現方式，高次諧波能量不可忽視，和磁共振協同工作時，需要使用具有等電位面的法拉第籠，來屏蔽其發射的射頻噪聲。

在磁共振引導的經顱高強度聚焦超聲等應用場合，較大橫截面積的法拉第籠，影響到了磁共振射頻線圈本身的發射和接收，影響磁共振正常工作。因此，在這些場合，需要具有較低高次諧波能量的驅動電路；

另外，在磁共振引導的經顱高強度聚焦超聲等應用場合，由于顱骨不同點對超聲的折射和反射不同，因此需要具有更高相位精度的驅動電路；

同時，由于顱骨的組織間較大的聲阻抗差異，造成的反射，從而導致反射波和入射波形成駐波，對大腦構成危害，因此需要具有更高時間控制精度的驅動電路；

最后，在磁共振引導的經顱高強度聚焦超聲等應用場合，需要較大的獨立驅動電路數量(n500)，因此對于驅動電路最好有更小的體積和更簡易的集成方式。

發明內容

本發明的目的就是為了克服上述現有技術存在的缺陷而提供一種磁共振兼容的相控聚焦超聲驅動電路。

本發明的目的可以通過以下技術方案來實現：

一種磁共振兼容的相控聚焦超聲驅動電路，與超聲換能器組連接，包括依次連接的FPGA輸出控制信號模塊、信號發生器模塊組和信號調理模塊組，其中，

該FPGA輸出控制信號模塊，接收上位機的控制數據，并根據所述控制數據生成信號發生器控制信號和信號發生器片選信號；

該信號發生器模塊組，根據所述信號發生器控制信號和信號發生器片選信號輸出正弦波；

該信號調理模塊組，根據所述正弦波產生用于驅動換能片工作的高電壓高電流正弦信號。

所述FPGA輸出控制信號模塊包括全局時鐘模塊、復位模塊、上位機通訊接口、控制信號發生器接口和寄存器列表，所述全局時鐘模塊分別連接上位機通訊接口、控制信號發生器接口和寄存器列表，所述復位模塊分別連接上位機通訊接口、控制信號發生器接口和寄存器列表。

所述信號發生器模塊組包括多個并聯的信號發生器，在所述信號發生器控制信號和信號發生器片選信號產生至少一路正弦波，各路正弦波具有獨立的頻率、幅度、相位和長度參數。

所述信號發生器由DDS芯片實現。

所述信號調理模塊組由多個信號調理模塊組成，每個信號調理模塊包括依次連接的電壓放大器、電流放大器組和換能片阻抗匹配組。

所述電壓放大器包括多個相同的線性運放，各線性運放具有同相固定增益。

所述電流放大器組包括多個相同的線性功放，各線性功放具有同相固定增益。

所述換能片阻抗匹配組包括多組匹配電路。

與現有技術相比，本發明具有以下優點：