[發(fā)明專利]功耗優(yōu)化的便攜式超聲系統(tǒng)

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201711384075.4
• 申請日: 2017-12-20
• 公開（公告）號: CN108113701A
• 公開（公告）日: 2018-06-05
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 諸曉明;陸堅
• 申請（專利權(quán)）人: 無錫祥生醫(yī)療科技股份有限公司
• 主分類號: A61B8/00
• 分類號: A61B8/00
• 代理公司: 蘇州國誠專利代理有限公司 32293
• 代理人: 韓鳳

本發(fā)明提供了一種功耗優(yōu)化的便攜式超聲系統(tǒng)，其包括封裝在一起的主板、顯示屏模組，所述主板通過連接器和超聲換能器相連，所述主板包括：CPU處理器、慣性測量單元、多通道發(fā)射電路、多通道接收電路以及電池模組、DC?DC電路，CPU處理器和多通道發(fā)射電路通過發(fā)射控制信號互連，實現(xiàn)多通道發(fā)射電路的控制以及發(fā)射激勵信號的輸出和關(guān)閉，CPU處理器和多通道接收電路通過接收控制信號互連，實現(xiàn)多通道接收電路的配置，CPU處理器和多通道接收電路通過高速數(shù)據(jù)接口LVDS或者JESD204B互連實現(xiàn)微弱信號的采集。本發(fā)明的優(yōu)點:超聲探頭和超聲主機以及觸摸屏一體化解決方案，對需要消毒的應(yīng)用場景和醫(yī)院科室?guī)順O大方便。內(nèi)置IMU實現(xiàn)電源管理，使設(shè)備智能化，低功耗。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種一體化的便攜式超聲系統(tǒng)，尤其是一種功耗優(yōu)化的便攜式超聲系統(tǒng)，屬于醫(yī)療儀器領(lǐng)域。

背景技術(shù)

目前的便攜掌上超聲診斷設(shè)備多采用超聲探頭和顯示器或CPU處理器分離的方案。醫(yī)生需要手握無線超聲探頭或USB線纜的超聲探頭，再加上一臺移動式的手機或者平板電腦才能完成超聲檢查。

掌上超聲診斷設(shè)備經(jīng)過了多年的發(fā)展，目前市場上還沒有集成顯示屏以及無線纜超聲探頭的一體化解決方案。本發(fā)明提出了一種一體化解決方案并發(fā)明了一種基于MEMS慣性測量單元(IMU)來實現(xiàn)掌上超聲診斷設(shè)備智能化、低功耗的工作方法。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明提出了一種集成了觸摸屏、CPU處理器和超聲前端發(fā)射接收引擎以及無線纜超聲探頭等的一體化掌上超聲系統(tǒng)及其實現(xiàn)智能化、低功耗的方法。因為省去了額外的移動手機或平板電腦，該一體化的方案相比較于分離式的方案，在某些科室的應(yīng)用，比如麻醉科等需要消毒的場景給醫(yī)生的使用和診斷帶來極大的方便。

按照本發(fā)明提供的技術(shù)方案，所述功耗優(yōu)化的便攜式超聲系統(tǒng)包括封裝在一起的主板、顯示屏模組，所述主板通過連接器和超聲換能器相連，連接器進行信號的傳輸，連接器傳輸?shù)男盘枮橹靼宓匠晸Q能器的發(fā)射激勵信號和超聲換能器從人體接收到超聲回波后經(jīng)聲電轉(zhuǎn)換反饋到主板的微弱電信號；所述主板包括：CPU處理器以及與CPU處理器連接的慣性測量單元、多通道發(fā)射電路、多通道接收電路以及電池模組、DC-DC電路，其中連接器經(jīng)過多通道切換開關(guān)連接多通道發(fā)射電路，再連接到多通道接收電路；電池模組與DC-DC電路連接，為整個系統(tǒng)供電，通過DC-DC電路產(chǎn)生系統(tǒng)各個模塊的電源。

進一步的，所述CPU處理器和多通道發(fā)射電路通過發(fā)射控制信號互連，實現(xiàn)多通道發(fā)射電路的控制以及發(fā)射激勵信號的輸出和關(guān)閉，CPU處理器和多通道接收電路通過接收控制信號互連，實現(xiàn)多通道接收電路的配置。

進一步的，所述CPU處理器和多通道接收電路通過高速數(shù)據(jù)接口LVDS或者JESD204B互連實現(xiàn)微弱信號的采集。

進一步的，所述慣性測量單元和CPU處理器通過SPI接口通訊，慣性測量單元能夠檢測系統(tǒng)本體的運動、位置以及旋轉(zhuǎn)，智能判斷本體所處的狀態(tài)：是否被醫(yī)生手持、是否處于超聲檢查過程中，從而自動完成系統(tǒng)凍結(jié)、解凍、待機和喚醒功能。

進一步的，所述CPU處理器和DC-DC電路通過電壓監(jiān)控和管理控制信號互連，實現(xiàn)DC-DC電路的電壓監(jiān)控和電源管理功能。

進一步的，所述慣性測量單元以多軸方式組合精密陀螺儀、加速度計、磁力計和壓力傳感器，能夠提供位置和運動識別功能。

進一步的，當系統(tǒng)本體未被醫(yī)生手持，處于相對靜止的時候，CPU處理器通過SPI接口讀取慣性測量單元中各傳感器的數(shù)據(jù)，CPU處理器進入傳感器信號處理流程并準確計算和識別出該相對靜止狀態(tài)；CPU處理器進行電源管理，通過所述發(fā)射控制信號將多通道發(fā)射電路關(guān)閉，通過所述接收控制信號將多通道接收電路關(guān)閉，關(guān)閉顯示屏模組背光，并且CPU處理器自身進入低功耗模式，通過DC-DC電路的控制信號關(guān)閉待機不需要的電源，CPU處理器等待被喚醒。