-
HINTERGRUND DER ERFINDUNG
-
Die
vorliegende Erfindung betrifft im allgemeinen medizinische Ultraschalldiagnosesysteme, und
insbesondere betrifft die Erfindung ein tragbares Ultraschalldiagnoseinstrument,
das mit niedriger Leistung arbeitet.
-
Moderne
Ultraschalldiagnosesysteme sind große, komplexe Instrumente. Zwar
sind die erstklassigen Ultraschallsysteme heutzutage in Fahrgestelle eingebaut,
um sie transportieren zu können,
doch wiegen sie nach wie vor mehrere hundert Kilogramm. In der Vergangenheit
waren Ultraschallsysteme, wie das ADR 4000-Ultraschallsystem der Firma Advanced
Technology Laboratories, Inc., kleinere Desktopeinheiten, deren
Größe in etwa
der eines PC entsprach. Derartigen Instrumenten fehlte es jedoch
an vielen fortgeschrittenen Merkmalen der heutigen erstklassigen
Ultraschallsysteme, wie Farbdopplerbildgebung und dreidimensionales
Anzeigevermögen.
Je ausgereifter die Ultraschallsysteme wurden, desto sperriger wurden
sie auch.
-
Im
US-Patent Nr. 5 722 412 ist
ein Ultraschalldiagnoseinstrument offenbart, das viele der Merkmale
eines erstklassigen Ultraschallsystems in einer handgeführten Einheit
aufweist. Das Instrument lässt
sich als einzelne Einheit herstellen oder liegt in einer bevorzugten
Ausführungsform
als zweiteiliges Aggregat vor: mit einem Ultraschallwandler-, Strahlformungs-
und Bildverarbeitungsteil und einem Teil mit einer Anzeige und einer
Leistungsquelle für
beide Einheiten. Bei einer derartigen Ausgestaltung kann die Ultraschallwandler-/Verarbeitungseinheit
mit einer Hand bedient werden, während
ein Kabel zwischen den beiden Einheiten es möglich macht, das Video auf
der Anzeigeeinheit zu zeigen, während
diese Einheit für
eine optimale Betrachtung des Ultraschallbildes gehalten oder positioniert
wird. Das Kabel liefert auch Energie für die Ultraschallwandler-/Verarbeitungseinheit
von der Anzeige.
-
In
einer bevorzugten Ausführungsform
wird das Ultraschallsystem vom Ultraschallwandler bis zur Videoausgabe
mit vier Arten von anwendungsspezifischen integrierten Schaltungen
(ASICs von engl. Application Specific Integrated Circuits) hergestellt: einer
Sende-/Empfangs-ASIC, die mit den Elementen eines Array-Wandlers verbunden
ist, einer Front-End-ASIC (FE-ASIC), die eine Sende- und Empfangsstrahlformung
durchführt
und steuert, einer digitalen Signalverarbeitungs-ASIC, die für eine Verarbeitung
der Ultraschallsignale, wie etwa eine Filtrierung, sorgt, und einer
Back-End-ASIC (BE-ASIC), die
verarbeitete Ultraschallsignale empfängt und Ultraschallbilddaten
erzeugt. Das Bild kann entweder auf einem Standardbildschirm oder
auf einer Flüssigkristallanzeige
(LCD von engl. Liquid Crystal Display) angezeigt werden. Die Elemente
der Einheit, einschließlich
der ASICs, können
auf einer einzigen Leiterplatte hergestellt werden, womit die herkömmlicherweise
durch Steckverbinder und Kabel verursachten Probleme beseitigt werden.
Dieses hoch entwickelte Ultraschallinstrument kann als handgeführte Einheit
mit einem Gewicht von weniger als 2,3 kg hergestellt werden.
-
Ein
Grenzfaktor für
tragbare Ultraschalldiagnoseinstrumente ist die zum Betrieb erforderliche Leistung.
Typischerweise benötigt
ein digitales Strahlformungsinstrument eine Leistung von mindestens
35 Watt, wohingegen ein analoges Strahlformungsinstrument mindestens
eine Leistung von 15 Watt erfordert. Zwar arbeitet der digitale
Strahlformer mit höherer
Präzision,
doch benötigt
die Umsetzung von analogen zu digitalen und digitalen zu analogen Signalen
erheblich mehr Leistung als bei analogen Strahlformern, die keine
Umsetzung erfordern und sich bei der Strahlformung der Phasenmodulation bedienen.
-
Der
Artikel von Juin-Jet Hwang et al. mit dem Titel „Portable ultrasound device
for battlefield trauma",
der in den am 5. bis 8. Oktober 1998 abgehaltenen Ultrasonics Symposium
Proceedings, Band 2, Seite 1663-1667, des Institute of Electrical
and Electronics Engineers IEEE veröffentlicht wurde, offenbart,
dass die Lebensdauer der Batterie einer handgeführten, tragbaren Ultraschallvorrichtung
verlängert
werden kann, indem Hardware, die sich nicht in aktiver Verwendung
befindet, in verschiedenen Benutzungsmodi abgeschaltet wird.
-
Die
vorliegende Erfindung ist auf die Bereitstellung eines entweder
digitalen, analogen oder hybriden tragbaren Ultraschalldiagnoseinstruments
gerichtet, das bei Betrieb einen verringerten Leistungsbedarf aufweist.
-
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
-
Gemäß der vorliegenden
Erfindung wird ein tragbares Ultraschalldiagnoseinstrument bereitgestellt
und ein Verfahren zum Betreiben eines tragbaren Ultraschalldiagnoseinstruments,
wie in den beiliegenden Ansprüchen
beansprucht.
-
Erfindungsgemäß wird ein
tragbares Ultraschalldiagnoseinstrument bereitgestellt, das einen Array-Wandler, einen Strahlformer
zum Verzögern und
Zusammenführen
von Echosignalen, die von Elementen des Array-Wandlers empfangen
wurden, eine Signalverarbeitungs- und Bildgebungsschaltungsanordnung
zum Verarbeiten der Echosignale und eine Anzeige für die verarbeiteten
Echosignale umfasst, wobei das Instrument mit einer elektrischen Leistung
von maximal 25 Watt arbeitet. In einer Ausführungsform mit einem analogen
Strahlformer arbeitet das Instrument mit einer Leistung von maximal
10 Watt.
-
Insbesondere
wird das tragbare Ultraschalldiagnoseinstrument mit Batterieleistung
betrieben, und eine Leistungssteuerung ist zum Begrenzen des Leistungsverbrauchs
in dem Instrument auf 25 Watt für
ein digitales Strahlformungsinstrument oder auf 10 Watt für ein analoges
Strahlformungsinstrument vorgesehen. Vor dem Betrieb des Instruments
werden verschiedene Betriebsmodi für erforderliche Schaltungsfunktionen
beurteilt und andere Schaltungsfunktionen werden heruntergeschaltet
oder abgeschaltet, um Leistung zu sparen. Beispielsweise erfordert
das Scannen bzw. Abtasten im B-Modus keine
CPA (engl. „Color
Power Angiography")
und diese Funktion wird abgeschaltet. Analog erlaubt das Abtasten
mit einer niedrigeren Rate den Betrieb der Analog-Digital-Funktion
bei einer niedrigeren Frequenz, womit der Leistungsverbrauch gesenkt
wird. In einem Ruhemodus ("Sleep
Mode") kann die
Anzeigeintensität
des Bildschirms verringert werden. Ferner wird während des Betriebs des Instruments Strom
von der Batteriequelle an die Komponenten des Instruments überwacht,
und wenn der Strom einen ersten ausgewählten Leistungsgrenzwert erreicht,
werden im Instrument erste Funktionen geändert, um dadurch den Leistungsverbrauch
zu senken. Beispielsweise kann es sich bei jener Funktion um die
Anzeige verarbeiteter Signale handeln, und die Anzeige kann vom
Modus des aktiven Abtastens in einen aus Einfrier- und Ruhemodus
ausgewählten Modus
umgeschaltet werden, der weniger Leistung benötigt. Zusätzlich können nicht benötigte Funktionsblöcke wie Farbanzeige
und 3D-Anzeige verarbeiteter Signale abgeschaltet werden. In einem
digitalen Strahlformungsinstrument wird bei der Analog-Digital-Umsetzung
von Signalen der Ultraschallwandler beträchtliche Leistung aufgewandt,
und durch Verringern der Taktfrequenz für die Analog-Digital-Wandler
lässt sich
Leistung sparen. Analog kann die Taktfrequenz für den digitalen Signalprozessor
des Instruments unter Einsparung von Leistung verringert werden.
Somit kann vor dem Betrieb und/oder während des Betriebs des Instruments
eine Leistungssenkung erfolgen.
-
Ferner
wird während
des Betriebs des Instruments Strom von der Batteriequelle überwacht,
und beim Betrieb des Instruments werden erste Funktionen geändert, wenn
der Leistungsverbrauch einen ersten Leistungsgrenzwert erreicht
hat, und zusätzliche
Funktionen, wenn der überwachte
Strom einen zweiten Leistungsgrenzwert erreicht, wodurch der Betrieb
des Instruments schrittweise geändert
wird. Ein letzter Schwellwert kann erreicht werden, bei dem der
Betrieb des Instruments vollständig
eingestellt wird, bis eine Fehlersuche nach einem möglichen
Defekt des Instruments abgeschlossen wurde.
-
Die
Erfindung sowie Aufgaben und Merkmale derselben werden besser aus
der folgenden ausführlichen
Beschreibung und den beiliegenden Ansprüchen in Verbindung mit den
Zeichnungen ersichtlich.
-
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
-
1 ist
ein Funktionsblockdiagramm eines tragbaren Ultraschalldiagnoseinstruments,
das ein erfindungsgemäßes Leistungsüberwachungs-
und -steuergerät
beinhaltet.
-
2 ist
eine Graphik, die den Betrieb des in 1 gezeigten
Leistungsüberwachungsgeräts darstellt.
-
3 ist
ein ausführlicheres
Funktionsblockdiagramm eines Ultraschalldiagnoseinstruments mit einem
digitalen Strahlformer und einem Leistungsüberwachungsgerät gemäß der Erfindung.
-
DETAILLIERTE BESCHREIBUNG VERANSCHAULICHENDER
AUSFÜHRUNGSFORMEN
-
1 ist
ein Funktionsblockdiagramm eines tragbaren Ultraschalldiagnoseinstruments,
in dem die vorliegende Erfindung eingesetzt wird. Ultraschallwandler 1 erzeugen
Ultraschallwellen, die allgemein bei 2 gezeigt sind, und
empfangen Reflexionen der Ultraschallwellen. Die Wellenerzeugung
und die Echosignalverarbeitung erfolgen durch eine Strahlformungsschaltungsanordnung 3,
die mit den Ultraschallwandlern 1 eine Schnittstelle bildet.
Signale von der Strahlformungsschaltungsanordnung 3 werden
dann an einen Signalprozessor 4 weitergeleitet, und die
verarbeiteten Signale werden dann zum Steuern einer Anzeige 5 verwendet.
Elektrische Leistung für
die Komponenten des Instruments wird durch eine Batteriequelle 6 bereitgestellt,
die ein Leistungsüberwachungs-
und -steuergerät
gemäß der vorliegenden
Erfindung beinhaltet.
-
Bislang
waren tragbare Ultraschalldiagnoseinstrumente zwar erhältlich,
doch wurden sie bei Leistungspegeln von mehr als 35 Watt betrieben.
Die vorliegende Erfindung begrenzt den Leistungsverbrauch auf 25
Watt für
ein digitales Strahlformungsinstrument und auf 10 Watt für ein analoges
Strahlformungsinstrument. Das digitale Strahlformungsinstrument
weist im Vergleich zum analogen Strahlformer eine verbesserte Wiedergabetreue
auf, doch benötigen
die Analog-Digital-Umsetzschaltungen
und -Verstärker
erheblich mehr Leistung als ein analoger Strahlformer. Beispielsweise
kann ein Wandler-Array mit 100 Elementen und Analog-Digital-Schaltungen 64
mW pro Element oder insgesamt 6,4 Watt allein schon für die Digital-Analog-Umsetzung aufwenden. Zusätzlich wendet
auch ein TGC-Verstärker
(von engl. "Time
Gain Control", d.h.
laufzeitabhängiger Verstärker) etwa
64 mW pro Ultraschallwandler auf, d. h. zusätzliche 6,4 Watt.
-
Erfindungsgemäß werden
ausgewählte Schaltungsfunktionen
je nach dem Betriebsmodus des Instruments herunter- oder abgeschaltet.
Beispielsweise wird für
das Abtasten im B-Modus die CPA-Schaltungsanordnung abgeschaltet.
Für "Abtasten/Übertragen
ohne breite Apertur" wird
die Funktion „Synthetische
Apertur" nicht benötigt und abgeschaltet.
Analog dazu wird die Frequenzkombinationsfunktion (engl. „Frequency
Compounding") nicht
benötigt,
wenn ein grobes Bild während
eines Betriebsmodus ausreicht. Der zweidimensionale (2D) Betriebsmodus
erfordert keine 3D-Verarbeitung. Die Herzbildgebung mit niedriger
Frequenz erlaubt eine Verringerung der „Front-End" (FE)-Taktfrequenz und möglicherweise
eine verringerte Frequenz für den
gesamten Signalpfad. Die Analog-Digital-Umsetzungsgeschwindigkeit
kann verringert und somit Leistung gespart werden, wenn die Datenabtastfrequenz
verringert wird.
-
Dementsprechend
wird durch die selektive Verwendung der Schaltanordnung des Instruments
je nach Betriebsmodus des Instruments Leistung gespart.
-
2 zeigt
eine Kurve, die den Betrieb des Leistungsüberwachungs- und -steuergeräts in der Leistungsquelle 6 der 1 darstellt.
Die Kurve stellt die Leistung entlang der y-Achse und die Zeit entlang der x-Achse
dar. In diesem Beispiel wird davon ausgegangen, dass der Leistungsverbrauch
während des
normalen Betriebs auf 15 bis 20 Watts begrenzt werden soll und unter
keinen Umständen
25 Watt Leistung überschreiten
darf. Ein erster Leistungsgrenzwert wird auf 15 Watt festgesetzt,
ein zweiter Leistungsgrenzwert auf 20 Watt und ein dritter Leistungsgrenzwert
auf 25 Watt. Es wird angenommen, dass der Leistungsverbrauch während des
Betriebs des Instruments bei Punkt A auf der Kurve von 10 Watt auf
15 Watt zunimmt. Gemäß einer
Ausführungsform
der Erfindung ändert
das Leistungsüberwachungs-
und -steuergerät
6 in 1 erste Funktionen in dem Instrument, wie oben
beschrieben, und zusätzlich
während
des Betriebs. So können
beispielsweise, wenn die Leistung Punkt A (15 Watt) erreicht, die
Funktion und Betriebsgeschwindigkeit noch stärker verringert werden, um
den Leistungsverbrauch zu senken. Die ersten Funktionen können den
Betriebsmodus der Anzeige 5 beinhalten, in dem die Anzeige
vom Modus des aktiven Abtastens in einen Einfriermodus ("Freeze Mode") umgeschaltet wird.
Da die Anzeige zu den größeren Verbrauchern von
elektrischer Leistung zählt,
kann das Umschalten des Anzeigemodus einen weiteren Anstieg des
Leistungsverbrauchs begrenzen. Angenommen, der Leistungsverbrauch
steigt jedoch von 15 Watt (Punkt A) weiter auf 20 Watt (Punkt B),
so wird das Leistungsüberwachungs-
und -steuergerät
dann beim Betrieb des Instruments zweite Funktionen ändern, um
den Leistungsverbrauch weiter zu begrenzen. Diese Änderungen
können
eine Verringerung der Taktfrequenz für den digitalen Signalprozessor
und der Taktfrequenz für
die Analog-Digital-Schaltungsanordnung
in dem Strahlformer beinhalten.
-
3 ist
ein ausführlicheres
Funktionsblockdiagramm eines Ultraschalldiagnoseinstruments mit einer
digitalen Strahlform, das Funktionen in dem Instrument näher veranschaulicht,
die durch das Leistungsüberwachungs-
und -steuergerät
verändert werden können. Das
Instrument ist ausführlicher
in
US-Patent Nr. 5 722 412 beschrieben.
-
In
diesem Instrument wird ein Wandler-Array 10 aufgrund seiner
kontaktlosen elektronischen Steuerfähigkeiten, variablen Apertur,
Abbildungsleistung und Zuverlässigkeit
verwendet. Es kann entweder ein flaches oder gekrümmtes lineares
Array verwendet werden. In einer bevorzugten Ausführungsform
ist das Array ein gekrümmtes
Array, das ein breites Sektorscanfeld bietet. Während die bevorzugte Ausführungsform
eine ausreichende Verzögerungsfähigkeit
bereitstellt, um ein flaches Array wie einen Sektorscanner (engl. „Phased
Array") sowohl zu
lenken als auch zu fokussieren, verringert die geometrische Krümmung des
gekrümmten
Arrays die Verzögerungsanforderungen
an den Strahlformer. Die Elemente des Arrays sind mit einer Sende-/Empfangs-ASIC 20 verbunden,
die die Ultraschallwandlerelemente antreibt und von den Elementen
empfangene Echos empfängt.
Die Sende-/Empfangs-ASIC 20 steuert auch die Sende- und
Empfangsaperturen des Arrays 10 und die Verstärkung der
empfangenen Echosignale. Die Sende-/Empfangs-ASIC befindet sich
vorzugsweise in unmittelbarer Nähe
der Ultraschallwandlerelemente, vorzugsweise in derselben Einfassung,
und gleich hinter dem Ultraschallwandler.
-
Von
der Sende-/Empfangs-ASIC 20 empfangene Echos werden an
die benachbarte Front-End-ASIC 30 geliefert, die eine Strahlformung der
Echos von den einzelnen Ultraschallwandlerelementen in Abtastzeilen-Signale
vornimmt. Die Front-End-ASIC 30 steuert auch die Sendewellenform,
Zeitvorgabe, Apertur und Fokussierung. In der dargestellten Ausführungsform
stellt die Front-End-ASIC 30 Zeitvorgabesignale für die anderen
ASICs bereit, sorgt für
eine laufzeitabhängige Verstärkung und überwacht
und steuert die an das Wandler-Array angelegte Leistung. Dadurch
steuert sie die an den Patienten angelegte akustische Energie und
minimiert den Leistungsverbrauch der Einheit. Eine Speichervorrichtung 32,
die Daten speichert, die von dem Strahlformer verwendet werden, ist
mit der Front-End-ASIC 30 verbunden.
-
Abtastzeilensignale
des Strahlformers werden von der Front-End-ASIC 30 an die benachbarte digitale
Signalverarbeitungs-ASIC 40 gekoppelt. Die digitale Signalverarbeitungs-ASIC 40 filtert
die Abtastzeilensignale und stellt in der bevorzugten Ausführungsform
auch mehrere fortgeschrittene Merkmale, einschließlich der
Bildung einer synthetischen Apertur, der Frequenzkombination, einer
Doppler-Verarbeitung wie Power-Doppler (Color Power Angio)-Verarbeitung und
Speckle-Reduktion, bereit.
-
Der
Ultraschall-B-Modus und die Doppler-Information werden dann mit
der benachbarten Back-End-ASIC 50 zur Abtastumsetzung und
zur Erzeugung von Videoausgangssignalen gekoppelt. Eine Speichervorrichtung 42 ist
mit der Back-End-ASIC 50 gekoppelt, um Speicher bereitzustellen,
der bei der dreidimensionalen Power-Doppler-Bildgebung (3D-CPA)
verwendet wird. Die Back-End-ASIC fügt der Anzeige auch alphanumerische
Information hinzu, wie Zeit, Datum und Patientenidentifikation.
Ein Graphikprozessor überlagert das
Ultraschallbild mit Informationen wie Tiefe und Fokusmarkierungen
und -positionsmarken. Ultraschallbildrahmen sind in einem mit der Back-End-ASIC 50 gekoppelten
Videospeicher 54 gespeichert, was es erlaubt, sie abzurufen
und in einer Cineloop®-Echtzeitsequenz unverzögert abzuspielen.
Videoinformation ist an einem Videoausgang in mehreren Formaten,
einschließlich
NTSC- und PAL- Fernsehformaten
sowie RGB-Treibersignalen, für
eine LCD-Anzeige 60 oder einen Videobildschirm verfügbar.
-
Die
Back-End-ASIC 50 beinhaltet auch den Zentralprozessor für das Ultraschallsystem,
einen RISC-Prozessor (von engl. "Reduced
Instruction Set Controller",
zu deutsch „Steuereinheit
mit reduziertem Befehlssatz").
Der RISC-Prozessor ist mit der Front-End-ASIC und der digitalen Signalverarbeitungs-ASIC
gekoppelt, um die Verarbeitungs- und Steuerungsfunktionen überall in
der handgeführten Einheit
zu synchronisieren. Ein Programmspeicher 52 ist mit der
Back-End-ASIC 50 gekoppelt, um Programmdaten zu speichern,
die von dem RISC-Prozessor zum Betreiben und Steuern der Einheit
verwendet werden. Die Back-End-ASIC 50 ist auch mit einem
Datenanschluss gekoppelt, der als PCMCIA-Schnittstelle 56 gestaltet
ist. Diese Schnittstelle erlaubt den Anschluss anderer Module und
Funktionen an die handgeführte
Ultraschalleinheit. Die Schnittstelle 56 kann sich mit
einem Modem oder einer Kommunikationsverbindung verbinden, um Ultraschallinformation
von entfernten Orten zu senden und zu empfangen. Die Schnittstelle
kann auch andere Datenspeichervorrichtungen aufnehmen, um der Einheit
neue Funktionalitäten
hinzuzufügen,
wie eine Ultraschallinformations-Analyseeinheit.
-
Der
RISC-Prozessor ist auch mit der Nutzersteuerung 70 der
Einheit gekoppelt, um Nutzereingaben zum Anweisen und Steuern der
Vorgänge
des handgeführten
Ultraschallsystems anzunehmen.
-
In
einer bevorzugten Ausführungsform
wird die Leistung für
das handgeführte
Ultraschallsystem von einer wiederaufladbaren Batterie bereitgestellt. Die
Batterieleistung wird gespart und von einem Leistungs-Untersystem 80 an
die Komponenten der Einheit angelegt. Das Leistungs-Untersystem 80 beinhaltet
einen Gleichspannungswandler zum Umwandeln der niedrigen Batteriespannung
in eine höhere Spannung,
die zum Antreiben der Elemente des Wandler-Arrays 10 an
die Sende-/Empfangs-ASIC 20 angelegt wird.
-
Das
Leistungsüberwachungs-
und -steuergerät
in der Einheit 80 arbeitet in Übereinstimmung mit der Beschreibung
zu 2 und steuert den Betriebsmodus der LCD-Anzeige 60 und
der Videoschaltanordnung in der Einheit 50 zusammen mit
der Taktfrequenz des RISC-Prozessors in der Einheit 50 und
den Taktfrequenzen der VCA (spannungsgesteuerte Verstärker)- und
ADC (Analog-Digital-Wandler)-Einheiten in der Strahlformungschaltungsanordnung 30.
Die Color-Power- und Geographie-Funktionseinheit und die 3D-Signalverarbeitung
der DSP (digitale Signalverarbeitungs)-Einheit 40 werden
auf ähnliche
Weise durch das Leistungsüberwachungs- und
-steuergerät
gesteuert.
-
In 3 wird
der Leistungsverbrauch durch den Leistungsüberwachungs- und -steuerblock 80 und
die Haupttaktgebersteuerung 90 gesteuert, die beide durch
den RISC-Prozessor
in Block 50 gesteuert werden. Der in 3 abgebildete
Gesamtsignalpfad enthält
verschiedene Funktionsblöcke
wie die Analog-Digital-Wandler (ADC) 34 in Block 30,
den CPA-Prozessor 44 in Block 40 und den Frequenzkombinationsprozessor 46 in
Block 40. Jeder solche funktionale Block kann einzeln durch
die Leistungsüberwachungs-
und -steuerungsschaltung 80 abgeschaltet werden. So wird
beispielsweise, wenn die Bildgebung des Ultraschallsystems nur im
B-Modus erfolgt, der CPA-Block 44 nicht benötigt und
wird abgeschaltet.
-
Zusätzlich zur
Steuerung, ob Funktionsblöcke
an oder aus sind, steuert der Leistungsüberwachungs- und steuerblock 80 den
dem ADC-Block 34 zugeführten
Vorstrom. Der Betrieb bei niedrigerer Frequenz erfordert typischerweise
weniger Vorstrom. Analog hierzu wird gegebenenfalls dem Sende-/Empfangsblock 20 zugeführte(r)
Spannung bzw. Strom gesteuert. Beispielsweise erfordert typischerweise
eine Bildgebung an der Oberfläche
weniger übertragene
Leistung als eine abdominale Tiefenbildgebung.
-
Der
Leistungsüberwachungs-
und -steuerblock 80 steuert auch die Leistung für die LCD-Anzeige 60 und
insbesondere für
die mit der LCD-Anzeige zusammenhängende Hinterleuchtung. Die
Anzeige kann zum Sparen von Leistung mit weniger Strom versorgt
(gedämpft)
werden.
-
In
Bezug auf den Betrieb des Gesamtsystems kann sich das System zu
jedem beliebigen Zeitpunkt in einem von mehreren Leistungssparmodi
befinden. Beispielsweise kann ein Vollbetriebsmodus die meiste Leistung
verbrauchen, während
ein "Einfrier"-Modus, der zwar
die Betrachtung gespeicherter Bilder, aber kein aktives Abtasten
erlaubt, weniger Leistung verbrauchen würde. Ein Ruhemodus, in dem
die Anzeige und die meisten anderen Funktionen gesperrt sind, würde sogar
noch weniger Leistung verbrauchen, während ein Ausschaltmodus gar keine
Leistung verbrauchen würde.
Der Leistungsüberwachungs-
und -steuerblock 80 steuert Übergänge zwischen diesen Zuständen auf
der Grundlage von Algorithmen, die von dem in Block 50 enthaltenen
RISC-Prozessor ausgeführt
werden.
-
In
der bevorzugten Ausführungsform
sind viele der beschriebenen Funktionsblöcke in den anwendungsspezifischen
integrierten Schaltungen (ASICs) 20, 30, 40 und 50 in 1 integriert.
Die Wahl, welche Funktionen in jede ASIC integriert werden sollen,
richtet sich nach dem Leistungsverbrauch. Beispielsweise werden
die ADC-Blöcke 34 und
die Verzögerungs- und Summierblöcke 36 und 38 in
derselben ASIC integriert, um Leistung zu sparen. Eine Trennung
dieser Elemente würde
für die Kommunikation
zwischen den Blöcken
eine Treiberschaltanordnung für
einen höheren
Strom erfordern.
-
Die
Verwendung der Leistungsüberwachungs-
und -steuerfunktionen in einem tragbaren Ultraschalldiagnoseinstrument
begrenzt den Leistungsverbrauch und ermöglicht ein Instrument, das innerhalb
eines begrenzten Leistungsbereichs arbeitet. Zwar wurde die Erfindung
unter Bezugnahme auf bestimmte Ausführungsformen beschrieben, doch
ist Beschreibung, die die Erfindung veranschaulicht, nicht als beschrankend
für die
Erfindung auszulegen. Für
den Fachmann sind verschiedene Modifikationen und Anwendungen denkbar,
ohne dabei vom Umfang der Erfindung wie durch die beiliegenden Ansprüche definiert
abzuweichen.