CN217566115U - 一种经食道超声探头及超声成像设备 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种经食道超声探头，其特征在于，包括：探头主体，包括超声换能器、连接管以及控制手柄；以及探头连接部，用于连接探头主体和超声设备主机，其中，探头连接部包括超声模拟模块、数字处理芯片、无线功率接收模块、电源模块、探头光传输模块以及连接盒，超声模拟模块用于发射、接收以及转换超声信号，数字处理芯片用于处理超声数字信号，无线功率接收模块用于接收能量，电源模块用于提供电源，探头光传输模块用于将超声数字信号发送至超声设备主机，连接盒用于连接超声换能器和超声设备主机，连接盒上还具有探头接口，数字处理芯片、电源模块、无线功率接收模块以及探头光传输模块设置在探头连接盒内。

Description

一种经食道超声探头及超声成像设备

技术领域

本实用新型属于超声设备领域，具体涉及一种经食道超声探头及超声成像设备。

背景技术

在医学超声诊断中，使用超声探头在贴近心脏腔室的位置扫查时需插入患者的食道并接触患者的消化道黏膜。为预防由经食道探头引起的相关医源性感染，探头在每次使用后必须按照医疗机构或厂商要求执行标准的清洗消毒程序。传统经食道超声探头与常规医疗超声设备相连，其探头手柄、导线以及多通道的金属连接器难以实现的严格密封处理，需要严格避免清洁水或消毒剂进入未密封区域导致探头损坏。因此，经食道超声探头的清洗消毒的难度较大、流程十分复杂，无法达到理想的消毒效果。

实用新型内容

本实用新型是为了解决上述问题而进行的，目的在于提供一种经食道超声探头及超声成像设备。为此，本实用新型提供以下技术方案：

本实用新型提供了一种经食道超声探头，与超声设备主机连接，用于在贴近心脏腔室的位置进行超声波扫查，其特征在于，包括：探头主体，包括超声换能器、连接管以及控制手柄，连接管用于插入患者食道，连接管与超声换能器连接，超声换能器用于对待测部位发出超声波，控制手柄用于控制超声换能器运作；以及探头连接部，用于连接探头主体和超声设备主机并传输信号，其中，探头连接部包括超声模拟模块、数字处理芯片、无线功率接收模块、电源模块、探头光传输模块以及连接盒，超声模拟模块用于发射、接收以及转换超声信号，数字处理芯片用于控制超声模拟模块的发射接收状态以及处理超声数字信号，无线功率接收模块用于接收超声设备主机发射的能量，电源模块用于为经食道超声探头提供高压电源轨和低压电源轨，探头光传输模块用于将超声数字信号发送至超声设备主机，连接盒用于连接超声换能器和超声设备主机，连接盒上还具有探头接口，探头接口用于连接超声设备主机，数字处理芯片、电源模块、无线功率接收模块以及探头光传输模块设置在探头连接盒内。

在本实用新型提供的经食道超声探头中，还可以具有这样的特征：其中，超声模拟模块由集成电路芯片、超声发射单元、收发开关、放大单元、模拟信号处理单元以及模拟-数字转换单元组成，集成电路芯片设置为多个，放大单元、模拟信号处理单元以及模拟-数字转换单元集成在同一集成电路芯片上，超声发射单元和收发开关集成在同一集成电路芯片上。

在本实用新型提供的经食道超声探头中，还可以具有这样的特征：其中，数字处理芯片为现场可编程门阵列或专用大规模集成电路。

在本实用新型提供的经食道超声探头中，还可以具有这样的特征：其中，电源模块包括Fly-back电路和LDO电路，Fly-back电路用于产生高压电源轨，LDO电路用于产生低压电源轨。

在本实用新型提供的经食道超声探头中，还可以具有这样的特征：其中，探头接口包括无线功率接收区域和探头光传输接口，无线功率接收模块与无线功率接收区域相连接，探头光传输模块与探头光传输接口相连接。

在本实用新型提供的经食道超声探头中，还可以具有这样的特征：其中，超声模拟模块设置在连接盒内。

在本实用新型提供的经食道超声探头中，还可以具有这样的特征：其中，超声模拟模块设置在控制手柄内。

本实用新型提供了一种超声成像设备，用于对心脏结构及其相近血管进行超声成像，其特征在于，包括：经食道超声探头，用于在贴近心脏腔室的位置进行超声波扫查，其中，经食道超声探头为上述的经食道超声探头。

在本实用新型提供的超声成像设备中，还可以具有这样的特征，还包括：超声设备主机，包括无线功率发射模块、主机光传输模块、主机接口、中央处理器、图形处理器、连接模块、显示器、传感器以及摄像机，其中，无线功率发射模块用于向经食道超声探头发射能量，主机光传输模块用于向经食道超声探头发射控制信息并接收超声回波数据，主机接口用于与探头接口连接，包括无线功率发射区域和主机光传输接口，无线功率发射区域用于供无线功率发射模块向无线功率接收区域发射能量，主机光传输接口用于与探头光传输接口连接。

在本实用新型提供的超声成像设备中，还可以具有这样的特征，其中，主机光传输接口为PCIe设备，与中央处理器相连接。

实用新型的作用与效果

本实用新型所涉及的经食道超声探头，与超声设备主机连接，用于在贴近心脏腔室的位置进行超声波扫查，包括探头主体以及探头连接部，这些结构具有以下效果：

探头主体包括超声换能器、连接管以及控制手柄，连接管用于插入患者食道，连接管与超声换能器连接，超声换能器用于对待测部位发出超声波，控制手柄用于控制超声换能器运作。

探头连接部用于连接超声设备主机并传输信号，包括超声模拟模块、数字处理芯片、无线功率接收模块、电源模块、光传输模块以及连接盒。

超声模拟模块用于发射、接收以及转换超声信号。

数字处理芯片用于控制超声模拟模块的发射接收状态以及处理超声数字信号，能够对数据进行缓冲及处理，使超声信号快速传输至超声设备主机。

无线功率接收模块用于接收超声设备主机发射的能量，通过无线传输的方式传统的电线电缆，减少接口数量，有效提高设备的密闭性，便于更好地进行消毒。

电源模块用于产生超声发射所需的高压电源轨与其他电路所需的低压电源轨，使经食道超声探头能够顺利稳定地工作。

探头光传输模块用于将超声数字信号发送至超声设备主机，减少了金属插口的数量，有效提高密闭性，便于更好地进行消毒。

连接盒用于连接超声换能器和超声设备主机。连接盒上还具有探头接口，探头接口用于连接超声设备主机。数字处理芯片、电源模块、无线功率接收模块以及探头光传输模块设置在探头连接盒内，使结构更为紧凑，减少了插口和连接线的数量，有效提高密闭性，便于进行高水平消毒。

附图说明

图1是本实用新型的实施例中超声成像设备示意图；

图2是本实用新型的实施例中超声成像设备的探头接口示意图；以及

图3是图2中A-A’视角下的探头接口剖视示意图。

具体实施方式

为了使本实用新型实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，以下实施例结合附图对本实用新型经食道超声探头及超声成像设备作具体阐述。

图1是本实用新型的实施例中超声成像设备示意图。

如图1所示，本实施例所涉及的超声成像设备100包括经食道超声探头10和超声设备主机20。

经食道超声探头10用于在贴近心脏腔室的位置进行超声波扫查，包括探头主体11和探头连接部12。

探头主体11包括超声换能器1、连接管2以及控制手柄3，连接管2用于插入患者食道，连接管2与超声换能器1连接，超声换能器1用于对待测部位发出超声波，控制手柄3用于控制超声换能器1运作。

探头连接部12用于连接超声设备主机20并传输信号。探头连接部12包括超声模拟模块121、数字处理芯片122、无线功率接收模块 123、电源模块124、探头光传输模块125以及连接盒126。

超声模拟模块121用于发射、接收以及转换超声信号。在本实施例中，超声模拟模块121由集成电路芯片、超声发射单元、收发开关、放大单元、模拟信号处理单元以及模拟-数字转换单元等部分组成，具体为现有技术，此处不再详细说明。集成电路芯片设置为多个，放大单元、模拟信号处理单元以及模拟-数字转换单元集成在同一集成电路芯片上，超声发射单元和收发开关集成在同一集成电路芯片上。在本实施例中，超声模拟模块121设置在连接盒126内。在实际应用中，超声模拟模块121还可设置在控制手柄3内。

数字处理芯片122设置在探头连接盒126内，用于控制超声模拟模块121的发射接收状态、处理超声数字信号以及与探头光传输模块 125交互。数字处理芯片122可为现场可编程门阵列(FPGA)或专用大规模集成电路(ASIC)。在本实施例中，数字处理芯片122采用FPGA芯片。

无线功率接收模块123设置在探头连接盒126内，用于接收超声设备主机20发射的能量。

电源模块124设置在探头连接盒126内，用于将无线功率接收模块123接收到的能量转化并输出超声发射所需的高压电源轨与其他电路所需的低压电源轨。在本实施例中，电源模块包括Fly-back电路和LDO电路，Fly-back电路用于产生高压电源轨，LDO电路用于产生低压电源轨。在实际应用中，还可采用SEPIC电路产生高压电源轨，DC-DC电路产生低压电源轨。

探头光传输模块125设置在探头连接盒126内，用于将数字处理芯片122处理后的超声数字信号发送给超声设备主机20。

图2是本实用新型的实施例中超声成像设备的探头接口示意图；

图3是图2中A-A’视角下的探头接口剖视示意图。

连接盒126通过信号线缆与探头主体11连接。连接盒126的合体表面还具有探头接口1261。如图2、3所示，探头接口1261用于连接超声设备主机20，包括无线功率接收区域12611和探头光传输接口12612。无线功率接收区域12611与连接盒126内的无线功率接收模块123相连，用于接收超声设备主机20传输的能量。探头光传输接口12612与连接盒126内的探头光传输模块125相连，用于连接超声设备主机20并传输超声数字信号。

超声设备主机20包括无线功率发射模块21、主机光传输模块22、主机接口23、中央处理器4、图形处理器5、连接模块6、显示器7、传感器8以及摄像机9。

无线功率发射模块21用于向无线功率接收模块123发射能量，将能量从超声设备主机20传递到经食道超声探头10内。

主机光传输模块22通过向探头光传输模块125传递控制信息并接收超声回波数据，实现超声设备主机20与经食道超声探头10的信息交互。

主机接口23用于与探头接口1261连接，主机接口23包括无线功率发射区域231和主机光传输接口232。无线功率发射模块21通过无线功率发射区域231向无线功率接收区域12611发射能量。主机光传输接口232用于与探头光传输接口12612连接并传输超声数字信号。在本实施例中，主机光传输接口232作为PCIe设备与中央处理器4相连接。在实际应用中，根据经食道超声探头10的数据量带宽，主机光传输接口232也可采用USB设备。

中央处理器4、图形处理器5、连接模块6、显示器7、传感器8 以及摄像机9为现有技术，不再详细说明。

以下结合附图1～3来说明本实用新型经食道超声探头10及超声成像设备100的使用方法：

步骤1：将超声换能器1从患者口腔伸入，使连接管2带动超声换能器1经患者的食道到达靠近患者心脏的位置；

步骤2：超声设备主机20控制食道超声探头10向患者心脏位置发射超声波并接收超声回波；

步骤3：超声回波数据通过连接盒126传输至超声设备主机20，超声设备主机20生成超声图像。

实施例的作用与效果

本实施例所涉及的超声成像设备，包括经食道超声探头和超声设备主机，这些结构具有以下效果：

经食道超声探头用于在贴近心脏腔室的位置进行超声波扫查，包括探头主体和探头连接部。

探头主体包括超声换能器、连接管以及控制手柄，连接管用于插入患者食道，连接管与超声换能器连接，超声换能器用于对待测部位发出超声波，控制手柄用于控制超声换能器运作。

探头连接部用于连接超声设备主机并传输信号。探头连接部包括超声模拟模块、数字处理芯片、无线功率接收模块、电源模块、探头光传输模块以及连接盒。

超声模拟模块用于发射、接收以及转换超声信号。在本实施例中，超声模拟模块由集成电路芯片、超声发射单元、收发开关、放大单元、模拟信号处理单元以及模拟-数字转换单元等部分组成，具体为现有技术，此处不再详细说明。集成电路芯片设置为多个，放大单元、模拟信号处理单元以及模拟-数字转换单元集成在同一集成电路芯片上，超声发射单元和收发开关集成在同一集成电路芯片上。超声模拟模块设置在连接盒内，可避免使用金属插口，减少液体进入的途径，有效提高密闭性，降低消毒难度，便于对经食道超声探头进行高水平消毒。

数字处理芯片设置在探头连接盒内，用于控制超声模拟模块的发射接收状态、处理超声数字信号以及与探头光传输模块交互。数字处理芯片采用FPGA芯片，能够对数据进行缓冲及处理，可实时将超声数据的数据量压缩至20％以下，有效减低对数据传输带宽的需求，能够使超声信号更快速地传输至超声设备主机，有效提高传输效率。

无线功率接收模块设置在探头连接盒内，用于接收超声设备主机发射的能量。通过无线传输的方式减少了插口的数量，有效提高密闭性，便于更好地进行消毒。

电源模块设置在探头连接盒内，用于将无线功率接收模块接收到的能量转化并输出超声发射所需的高压电源轨与其他电路所需的低压电源轨，使经食道超声探头能够顺利稳定地工作。电源模块包括 Fly-back电路和LDO电路，Fly-back电路用于产生高压电源轨，LDO 电路用于产生低压电源轨。

探头光传输模块设置在探头连接盒内，用于将数字处理芯片处理后的超声数字信号发送给超声设备主机。探头光传输模块的设置可减少所需插口数量，有效提高密闭性，便于更好地进行消毒。

连接盒通过信号线缆与探头主体连接。超声模拟模块、数字处理芯片、电源模块、无线功率接收模块以及探头光传输模块都设置在探头连接盒内，使结构更为紧凑，同时减少插口和连接线的数量，连接盒可实现完全密封，便于进行消毒。连接盒的盒体表面还具有探头接口，探头接口用于连接超声设备主机，包括无线功率接收区域和探头光传输接口。无线功率接收区域与连接盒内的无线功率接收模块相连，用于连接超声设备主机并传输能量。探头光传输接口与连接盒内的探头光传输模块相连，用于连接超声设备主机并传输超声数字信号。探头接口完全密封，可有效避免液体浸入损坏连接盒内部器件，降低消毒难度，便于实现高水平消毒，达到更好的清洁效果。

超声设备主机包括无线功率发射模块、主机光传输模块、主机接口、中央处理器、图形处理器、连接模块、显示器、传感器以及摄像机。

无线功率发射模块用于向无线功率接收模块发射能量，将能量从超声设备主机传递到经食道超声探头内。通过无线传输的方式减少了插口的数量，有效提高密闭性，便于更好地进行消毒。

主机光传输模块通过向探头光传输模块传递控制信息并接收超声回波数据，实现超声设备主机与经食道超声探头的信息交互。使用光传输接口可有效减少插口的数量，提高密封性，便于更好地进行消毒。

主机接口用于与探头接口连接，主机接口包括无线功率发射区域和主机光传输接口。无线功率发射模块通过无线功率发射区域向无线功率接收区域发射能量。主机光传输接口用于与探头光传输接口连接并传输超声数字信号。主机光传输接口作为PCIe设备与中央处理器相连接。主机接口与探头接口配合使用，共同实现探头和超声设备主机间的信号和能量传输。

中央处理器、图形处理器、连接模块、显示器、传感器以及摄像机等现有技术使超声成像设备的整体功能得到完善，最终实现对心脏结构及其相近血管的超声成像。

上述实施方式为本实用新型的优选案例，并不用来限制本实用新型的保护范围。

Claims (10)

1.一种经食道超声探头，与超声设备主机连接，用于在贴近心脏腔室的位置进行超声波扫查，其特征在于，包括：

探头主体，包括超声换能器、连接管以及控制手柄，所述连接管用于插入患者食道，所述连接管与所述超声换能器连接，所述超声换能器用于对待测部位发出超声波，所述控制手柄用于控制所述超声换能器运作；以及

探头连接部，用于连接所述探头主体和所述超声设备主机并传输信号，

其中，所述探头连接部包括超声模拟模块、数字处理芯片、无线功率接收模块、电源模块、探头光传输模块以及连接盒，

所述超声模拟模块用于发射、接收以及转换超声信号，

所述数字处理芯片用于控制所述超声模拟模块的发射接收状态以及处理超声数字信号，

所述无线功率接收模块用于接收所述超声设备主机发射的能量，

所述电源模块用于为所述经食道超声探头提供高压电源轨和低压电源轨，

所述探头光传输模块用于将超声数字信号发送至所述超声设备主机，

所述连接盒用于连接所述超声换能器和所述超声设备主机，

所述连接盒上还具有探头接口，所述探头接口用于连接所述超声设备主机，

所述数字处理芯片、所述电源模块、所述无线功率接收模块以及所述探头光传输模块设置在所述探头连接盒内。

2.根据权利要求1所述的经食道超声探头，其特征在于：

其中，所述超声模拟模块由集成电路芯片、超声发射单元、收发开关、放大单元、模拟信号处理单元以及模拟-数字转换单元组成，

所述集成电路芯片设置为多个，所述放大单元、所述模拟信号处理单元以及所述模拟-数字转换单元集成在同一所述集成电路芯片上，所述超声发射单元和所述收发开关集成在同一所述集成电路芯片上。

3.根据权利要求1所述的经食道超声探头，其特征在于：

其中，所述数字处理芯片为现场可编程门阵列或专用大规模集成电路。

4.根据权利要求1所述的经食道超声探头，其特征在于：

其中，所述电源模块包括Fly-back电路和LDO电路，所述Fly-back电路用于产生高压电源轨，所述LDO电路用于产生低压电源轨。

5.根据权利要求1所述的经食道超声探头，其特征在于：

其中，所述探头接口包括无线功率接收区域和探头光传输接口，

所述无线功率接收模块与所述无线功率接收区域相连接，

所述探头光传输模块与所述探头光传输接口相连接。

6.根据权利要求1所述的经食道超声探头，其特征在于：

其中，所述超声模拟模块设置在所述连接盒内。

7.根据权利要求1所述的经食道超声探头，其特征在于：

其中，所述超声模拟模块设置在所述控制手柄内。

8.一种超声成像设备，用于对心脏结构及其相近血管进行超声成像，其特征在于，包括：

经食道超声探头，用于在贴近心脏腔室的位置进行超声波扫查，

其中，所述经食道超声探头为权利要求1-7中任意一项所述的经食道超声探头。

9.根据权利要求8所述的超声成像设备，其特征在于，还包括：

超声设备主机，包括无线功率发射模块、主机光传输模块、主机接口、中央处理器、图形处理器、连接模块、显示器、传感器以及摄像机，

其中，所述无线功率发射模块用于向所述经食道超声探头发射能量，

所述主机光传输模块用于向所述经食道超声探头发射控制信息并接收超声回波数据，

所述主机接口用于与探头接口连接，包括无线功率发射区域和主机光传输接口，

所述无线功率发射区域用于供所述无线功率发射模块向所述无线功率接收区域发射能量，

所述主机光传输接口用于与所述探头接口连接。

10.根据权利要求9所述的超声成像设备，其特征在于：

其中，所述主机光传输接口为PCIe设备，与所述中央处理器相连接。

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