[发明专利]一种用于医疗超声诊断的超声波发射电路

说明书

技术领域

本发明涉及医疗超声诊断技术领域，尤其涉及一种用于医疗超声诊断的超声波发射电路。

背景技术

人耳能够感知的声波频率范围20-20000Hz。低于20Hz的称为次声波，高于20000Hz的称为超声波。超声波是一种机械波，医用超声诊断，其原理是利用探头内部压电陶瓷的逆压电效应，将高频电脉冲激励以声波的形式发射出去。声波在器官组织中传播，传播的同时其强度被组织的声阻抗特性所调制并反射回拨，利用压电陶瓷的正压电效应，将反射回的声波转化为电信号，并将接收的回波信号解调出来，从而获取组织图像。

压电效应是晶体处于弹性介质的一种声-电可逆特性，正压电效应，指在晶体或陶瓷的一定方向上，施加机械力使其发生形变，晶体或陶瓷的两个受力面上，产生符号相反的电荷。如附图1(a)-(c)所示

逆压电效应，指在晶体或陶瓷表面沿着电场方向施加电压，在电场作用下引起晶体或陶瓷的几何形变。电压方向改变，陶瓷的应变方向亦随之改变，陶瓷的形变与电场电压成比例，如附图2(a)-(c)所示。

然而，现有的用于医疗超声诊断的超声波发射电路利用压电陶瓷的正压电效应，将反射回的声波转化为电信号，所传播的声波能量小，回波性能差。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于，提供一种用于医疗超声诊断的超声波发射电路，通过向压电陶瓷两端施加电压，形成外加电场，压电陶瓷通过逆压电效应产生拉伸或压缩的形变振动，从而形成声波，由于压电陶瓷将电能转化为声能的效率较低，通过提高施加在陶瓷两端的电势差，进而提高发射电路向外传播的声波的能量，从而获得更好的回波性能。

本发明提供了一种用于医疗超声诊断的超声波发射电路，所述发射电路包括：推挽输出模块，正负压调节模块，电源模块，其中，

所述推挽输出模块用于产生正负高压的激励脉冲；

所述正负压调节模块用于对推挽输出模块的正负高压进行调节，使推挽输出模块产生的正负高压的激励脉冲相对称；

所述电源模块用于为发射电路提供电压。

进一步的，所述电源模块包括第一电源单元和第二电源单元，所述第一电源单元用于提供正电源电压，所述第二电源单元用于提供负电源电压。

进一步的，所述推挽输出模块包括NMOS晶体管、PMOS晶体管、第一电容和第二电容，所述NMOS晶体管的栅极与第一电容相连；所述PMOS晶体管的栅极与第二电容相连；PMOS晶体管的漏极相连所述NMOS晶体管的源极和PMOS晶体管的漏极相连，且作为输出端与探头相连；所述NMOS晶体管的漏极连接第一电源单元，所述PMOS晶体管的源极连接第二电源单元。

进一步的，所述正负压调节模块根据发射波形正负压的幅值差异，调节第一电源单元和第二电源单元的输出电压，从而使推挽输出模块产生的正负高压的激励脉冲相对称。

进一步的，所述所述正负压调节模块包括第一调节单元和第二调节单元，所述第一调节单元设置在第一电源单元和NMOS晶体管之间，所述第一电源单元、第一调节单元和NMOS晶体管组成第一通路，所述一调节单元用于调节所述第一通路的电阻值；所述第二调节单元设置在PMOS晶体管和第二电源单元之间，所述PMOS晶体管、第二调节单元和第二电源单元组成第二通路，所述第二调节单元用于调节第二通路的电阻值。

进一步的，所述第一通路电阻值等于第一调节单元的电阻值加上NMOS晶体管的导通时等效电阻值；所述第二通路电阻值等于第二调节单元的电阻值加上PMOS晶体管导通时的等效电阻值；当所第一通路的电阻值与所述第二通路的电阻值相等时，所述推挽输出模块产生的正负高压的激励脉冲相对称。

进一步的，所述发射电路还包括第三调节单元和第四调节单元，所述第三调节单元一端连接在第一电源单元和第一调节单元之间，另一端连接在第一电容和NMOS晶体管的栅极之间，用于增大NMOS晶体管的导通充电电流；所述第四调节电源一端连接在第二电源单元和第二调节单元之间，另一端连接在第二电容和PMOS晶体管的栅极之间，用于增大PMOS晶体管的导通充电电流。

进一步的，所述第三调节单元和第四调节单元的阻值均为1KΩ。

本发明还提供一种超声成像系统，包括所述发射电路。

本发明与现有技术相比具有明显的优点和有益效果。借由上述技术方案，本发明一种用于医疗超声诊断的超声波发射电路可达到相当的技术进步性及实用性，并具有产业上的广泛利用价值，其至少具有下列优点：