KR20040071632A - 초음파 진단 장치 - Google Patents

초음파 진단 장치 Download PDF

Info

Publication number
KR20040071632A
KR20040071632A KR1020040007391A KR20040007391A KR20040071632A KR 20040071632 A KR20040071632 A KR 20040071632A KR 1020040007391 A KR1020040007391 A KR 1020040007391A KR 20040007391 A KR20040007391 A KR 20040007391A KR 20040071632 A KR20040071632 A KR 20040071632A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
power supply
circuit
voltage
ultrasonic
transmitter
Prior art date
Application number
KR1020040007391A
Other languages
English (en)
Other versions
KR101131677B1 (ko
Inventor
아메미야신이치
Original Assignee
지이 메디컬 시스템즈 글로발 테크놀러지 캄파니 엘엘씨
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 지이 메디컬 시스템즈 글로발 테크놀러지 캄파니 엘엘씨 filed Critical 지이 메디컬 시스템즈 글로발 테크놀러지 캄파니 엘엘씨
Publication of KR20040071632A publication Critical patent/KR20040071632A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR101131677B1 publication Critical patent/KR101131677B1/ko

Links

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B06—GENERATING OR TRANSMITTING MECHANICAL VIBRATIONS IN GENERAL
    • B06B—METHODS OR APPARATUS FOR GENERATING OR TRANSMITTING MECHANICAL VIBRATIONS OF INFRASONIC, SONIC, OR ULTRASONIC FREQUENCY, e.g. FOR PERFORMING MECHANICAL WORK IN GENERAL
    • B06B1/00—Methods or apparatus for generating mechanical vibrations of infrasonic, sonic, or ultrasonic frequency
    • B06B1/02—Methods or apparatus for generating mechanical vibrations of infrasonic, sonic, or ultrasonic frequency making use of electrical energy
    • B06B1/0207—Driving circuits
    • B06B1/0215—Driving circuits for generating pulses, e.g. bursts of oscillations, envelopes
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B8/00—Diagnosis using ultrasonic, sonic or infrasonic waves
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B8/00—Diagnosis using ultrasonic, sonic or infrasonic waves
    • A61B8/44—Constructional features of the ultrasonic, sonic or infrasonic diagnostic device
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S7/00—Details of systems according to groups G01S13/00, G01S15/00, G01S17/00
    • G01S7/52—Details of systems according to groups G01S13/00, G01S15/00, G01S17/00 of systems according to group G01S15/00
    • G01S7/52017—Details of systems according to groups G01S13/00, G01S15/00, G01S17/00 of systems according to group G01S15/00 particularly adapted to short-range imaging
    • G01S7/52019—Details of transmitters
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B06—GENERATING OR TRANSMITTING MECHANICAL VIBRATIONS IN GENERAL
    • B06B—METHODS OR APPARATUS FOR GENERATING OR TRANSMITTING MECHANICAL VIBRATIONS OF INFRASONIC, SONIC, OR ULTRASONIC FREQUENCY, e.g. FOR PERFORMING MECHANICAL WORK IN GENERAL
    • B06B2201/00—Indexing scheme associated with B06B1/0207 for details covered by B06B1/0207 but not provided for in any of its subgroups
    • B06B2201/70—Specific application
    • B06B2201/76—Medical, dental

Landscapes

  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Animal Behavior & Ethology (AREA)
  • Biomedical Technology (AREA)
  • Veterinary Medicine (AREA)
  • Public Health (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Biophysics (AREA)
  • Nuclear Medicine, Radiotherapy & Molecular Imaging (AREA)
  • Pathology (AREA)
  • Radiology & Medical Imaging (AREA)
  • Surgery (AREA)
  • Heart & Thoracic Surgery (AREA)
  • Medical Informatics (AREA)
  • Molecular Biology (AREA)
  • Remote Sensing (AREA)
  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Radar, Positioning & Navigation (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Ultra Sonic Daignosis Equipment (AREA)
  • Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Ultrasonic Waves (AREA)

Abstract

초음파 진단 장치의 전원의 소형화 및 전력 소비 감소를 실현하기 위해, 송신기 전원(14)에 차지 펌프 회로(50 및 60)가 접속된다. 송신기 전원(14)의 레귤레이터는 차지 펌프 회로(50)를 구동하여, 송신기 전원(14)에 의해 생성되는 양의 전압(+HV1)보다 높은 양의 바이어스 전압(+ HV2)을 생성한다. 또한, 송신기 전원(14)의 레귤레이터는 차지 펌프 회로(60)를 구동하여, 송신기 전원(14)이 생성하는 음의 전압(-HV1)보다 낮은 음의 바이어스 전압(-HV2)을 생성한다.

Description

초음파 진단 장치{ULTRASONIC DIAGNOSTIC APPARATUS}
본 발명은, 초음파 변환기로부터 검사 대상으로 초음파 신호를 송신하고, 그 초음파 신호의 반사파를 수신하여 표시하는 초음파 진단 장치에 관하여, 특히, 소형이고 저 전력 소비의 초음파 진단 장치에 관한 것이다.
종래에는, 대상의 검사 부위에 접촉용 초음파 프로브(an abutting ultrasonic probe)를 이용하여 초음파를 조사하고, 부가된 초음파의 반사파인 에코 신호의 화상을 생성함으로써 대상의 내부를 촬상하는 초음파 진단이 널리 이용되고 있다. 초음파는 생체에 대하여 무해하기 때문에, 초음파 진단 장치는, 특히 의료용으로서 유용하며, 생체내의 이물질의 검출, 손상 정도의 판정, 종양 또는 태아의 관찰 등에 이용된다.
최근, 초음파 진단 장치의 소형화 및 경량화가 요구되고 있다. 전체적으로 소형 및 경량의 초음파 진단 장치는 바람직하게 쉽게 운반될 수 있는 초음파 진단 장치를 제공할 것이다. 이 초음파 진단 장치의 소형화 및 경량화에 있어서 특히 문제가 되는 것은 전원 부분이다. 초음파 진단 장치는 초음파 변환기용 송신기 전원 및 아날로그 스위치용 바이어스 전원의 공급을 필요하기 때문에, 이들의 전원의 소형화가 고안되어 왔다.
종래의 전원의 소형화 방법은 아날로그 스위치용의 바이어스 전원으로부터 송신기 전원을 생성하는 것이다(예컨대, 특허 문헌 1).
[특허문헌 1]
일본 특허공개(2002)-306475호 공보
그러나, 종래의 초음파 진단 장치에서, 송신기 전원과 바이어스 전원을 결합함으로써 장치의 소형화가 실현되지만, 큰 전력 손실이 발생하는 문제점이 있다.
보다 구체적으로 말하면, 바이어스 전원의 전압이 송신기 전원의 전압보다 클 필요가 있기 때문에, 종래의 초음파 진단 장치는, 전압 강하 회로(voltage drop circuit)(직류 안정화 전원 회로)를 통해 바이어스 전원으로부터 송신기 전원을 얻도록 구성된다. 그러나, 이 구성에서, 송신기 전원으로부터 초음파 변환기(transducer)에 공급되는 전압이 낮은 경우, 바이어스 전원과 송신기 전원과의 전압차가 커져, 큰 전력 손실이 발생한다.
이러한 전력 손실은 초음파 변환기가 배터리로 구동되는 운반형의 초음파 진단 장치에서는 사용 시간이 줄어들고 발열이 커진다고 하는 문제점이 있다.
따라서, 본 발명의 목적은 소형 및 저소비 전력의 전원을 갖춘 초음파 진단 장치를 제공하는 것이다.
앞서 설명한 문제점을 해결하고 본 발명의 목적을 달성하기 위한 제 1 관점의 본 발명은, 초음파 변환기로부터 검사 대상으로 초음파 신호를 송신하고 이 초음파 신호의 반사파를 수신하여 표시하는 초음파 진단 장치이다. 이 초음파 진단 장치는 초음파 신호의 송신 및 반사파의 수신을 하는 초음파 변환기를 스위칭하는아날로그 스위치와, 초음파 변환기로 하여금 초음파 신호를 구동시키게 하는 송신 회로에 고 전압을 공급하는 송신기 전원과, 송신기 전원으로부터 아날로그 스위치용의 바이어스 전원을 생성하는 바이어스 전원 생성 회로를 포함한다.
제 1 관점의 본 발명에 따르면, 초음파 진단 장치에서, 바이어스 전원은 초음파 신호의 송신에 이용되는 송신기 전원으로부터 바이어스 전원 생성 회로에 의해 발생되고, 이 전원은 아날로그 스위치에 공급되어, 아날로그 스위치의 바이어스 전압을 위한 독립된 전원은 필요 없어, 전원을 소형화할 수 있다.
제 2 관점에 본 발명은, 제 1 관점에 본 발명에서, 바이어스 전원 생성 회로는 송신기 전원의 양의 전압값보다 높은 전압값을 출력하는 양의 바이어스 전원 생성 회로와, 송신기 전원의 음의 전압값보다 낮은 전압을 출력하는 음의 바이어스 전원 생성 회로를 구비하는 것을 특징으로 한다.
이 제 2 관점의 본 발명에 따르면, 초음파 진단 장치에서, 양의 바이어스 전원 회로는 송신기 전원의 양의 전압값보다 높은 전압을 생성하고, 음의 바이어스 전원 회로는 송신기 전원의 음의 전압값보다 낮은 전압을 생성하기 때문에, 송신 전압과 비교해 충분한 크기의 바이어스 전압을 얻을 수 있다.
제 3 관점의 본 발명은, 제 1 또는 제 2 관점의 본 발명에서, 양의 바이어스 전원 생성 회로는 송신기 전원의 양의 전압을 기준으로 하는 양의 차지 펌프 회로를 포함하고, 음의 바이어스 전원 생성 회로는 송신기 전원의 음의 전압값을 기준으로 하는 음의 차지 펌프 회로를 포함하며, 바이어스 전원 생성 회로는 양의 차지 펌프 회로 및 음의 차지 펌프 회로의 출력을 아날로그 스위치용의 바이어스 전원으로서 이용하는 것을 특징으로 한다.
제 3 관점의 본 발명에 따르면, 초음파 진단 장치에서, 송신기 전원의 양의 전압을 기준으로 사용하는 차지 펌프 회로는 송신기 전원의 양의 전압보다 높은 전압을 생성하고, 송신기 전원의 음의 전압을 기준으로 사용하는 차지 펌프 회로는 송신기 전원의 음의 전압보다 낮은 전압을 생성하기 때문에, 아날로그 스위치용의 바이어스 전원은 간단한 구성으로 얻어지고, 전원의 전력 소비는 감소될 수 있다. 따라서, 초음파 진단 장치는 전체 크기가 줄어들고, 전력 소비의 감소가 달성된다.
제 4 관점의 본 발명은, 제 1,제 2 또는 제 3 관점의 본 발명에서, 송신기 전원의 전압값을 가변적으로 제어하는 송신 전압 제어부를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
제 4 관점의 본 발명에 따르면, 초음파 진단 장치는 송신 전압 제어부에 의해서 송신 전압을 임의로 제어할 수 있고, 바이어스 전압은 송신 전압에 근거하여 생성되기 때문에, 전원의 전력 소비는 최소화 된다. 따라서, 본 발명을 배터리 구동의 초음파 진단 장치에 적용함으로써, 장시간에 걸쳐 동작될 수 있는 운반형 초음파 진단 장치를 얻을 수 있다.
제 5 관점의 본 발명은, 제 3 또는 제 4 관점의 본 발명에서, 차지 펌프의 구동 회로는 송신기 전원내의 구동 회로를 공유하는 것을 특징으로 한다.
제 5 관점의 본 발명에 따르면, 구동 회로의 공유는 소형화와 고효율을 실현할 수 있어, 운반형 초음파 진단 장치에 적합하다.
제 6의 관점의 본 발명에 따르면, 제 l 내지 제 5의 관점의 본 발명에서, 송신기 전원은, 송신 회로에 공급하는 양의 전압값을 감소시키는 안정화 전원 회로와, 송신 회로에 공급하는 음의 전압값을 상승시키는 안정화 전원 회로를 갖춘 것을 특징으로 한다.
제 6의 관점의 본 발명에 따르면, 초음파 진단 장치는 송신기 전원에 전압 강하 회로를 제공하여 송신 전압의 노이즈를 감소시킬 수 있다.
본 발명에 따르면, 차지 펌프 회로는 송신기 전원에 연결되어 초음파 변환기에 공급되는 전압을 생성하고, 차지 펌프 회로의 출력은 아날로그 스위치용 바이어스 전원으로서 이용되기 때문에, 소형화되고 전력 소비가 감소된 초음파 진단 장치가 제공되는 결과를 얻는다.
본 발명의 또 다른 목적 및 장점은 첨부한 도면에 예시된 본 발명의 바람직한 실시예의 후속하는 실시예로부터 분명해질 것이다.
도 l은 본 발명의 실시예에 따른 초음파 진단 장치의 개요구성을 설명하는 설명도,
도 2는 도 1에 도시된 아날로그 스위치의 내부 구성을 도시하는 도면,
도 3은 도 1에 도시된 전원부의 회로 구성을 도시하는 도면,
도 4는 차지 펌프 회로를 다단계 구성으로 한 전원부의 회로구성을 도시하는 도면,
도 5는 도 3에 나타낸 전원 회로의 변형을 설명하는 도면,
도 6은 송신기 전원에 이용하는 노이즈 제거 회로를 도시하는 도면.
도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명
1 : 초음파 진단 장치 2 : 모니터
3 : 제어 유닛 11 : 제어부
12 : 화상 처리부 13 : 전원부
14 : 송신기 전원 15 : 바이어스 전원
본 발명의 실시예에 따른 초음파 진단 장치는 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명될 것이다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 초음파 진단 장치의 개요구성을 설명하는 설명도이다. 도 1에 있어서, 초음파 진단 장치(1)는 모니터(2), 제어 유닛(3) 및 초음파 프로브(l8)에 접속된다. 모니터(2)에 관려하여, CRT 또는 액정 모니터와 같은 임의의 모니터가 사용될 수 있다. 제어 유닛(3)은 키보드 또는 마우스 등의 범용 입력 장치일 수 있고, 또는 전용의 콘솔 패널이 제공될 수도 있다.
초음파 진단 장치(1)는 또한 그 내부에 제어부(11), 화상 처리부(12), 전원부(13), 아날로그 스위치(16) 및 송/수신 빔포머(17)를 포함한다. 또한, 전원부(13)는 그 내부에 송신기 전원(l4) 및 바이어스 전원(15)을 갖는다.
이 초음파 진단 장치(1)를 이용하는 진단에서, 우선, 송신기 전원(± HV1)은 송신기 전원(14)에서 송/수신 빔포머(17)에 공급된다. 송/수신 빔포머(17)는 송신기 전원(±HV1)을 이용하여, 아날로그 스위치(16) 및 접속 케이블(19)을 거쳐서 접속된 초음파 프로브(18) 내부의 초음파 변환기로부터 초음파 신호를 송신한다. 그 후, 초음파 변환기는 송신된 초음파 신호의 반사파를 수신하고, 접속 케이블(19) 및 아날로그 스위치(16)를 거쳐서 그들을 송/수신 빔포머에 입력한다.
송/수신빔 빔포머(17)는 입력된 반사파를 화상 처리부(12)에 송신하여, 화상 처리부(12)는 반사파를 바탕으로 초음파 화상을 작성한다. 그 후, 제어부(11)는 제어 유닛(3)으로부터의 입력을 바탕으로 화상 처리부(12)가 생성한 초음파 화상을 모니터(2)에 표시한다.
아날로그 스위치(16)는 송/수신빔 빔포머(17)에 접속하게 될 초음파 변환기의 스위칭을 수행한다. 초음파 신호를 송신하는 초음파 변환기는 아날로그 스위치(16)에 의한 스위칭에 의해 선택되기 때문에, 검사할 영역은 아날로그 스위치(16)를 적절히 동작시킴으로써 스캔될 수 있다.
도 2는 아날로그 스위치(16)의 내부 구성을 나타낸다. 도시된 바와 같이, 아날로그 스위치(16)는 그 내부에 복수의 스위치(16a)를 포함한다. 예를 들면, 송/수신 빔포머(l7)가 63개의 채널을 갖고, 초음파 프로브(18)가 124개의 초음파변환기를 갖는 경우, 아날로그 스위치(16)에 포함된 스위치(16a)의 개수는 124개이다. 아날로그 스위치(16)는 선택된 스위치(16a)를 턴온함으로써 송/수신 빔포머(17)에 접속될 초음파 변환기를 선택한다. 또한, 아날로그 스위치(l6)는 턴온되는 스위치(16a)를 변경함으로써 초음파 신호를 송신하는 초음파 변환기를 변경하여, 초음파의 스캔을 실현한다.
아날로그 스위치(16)는 바어어스 전원(l5)에 의해 바이어스 전압(± HV2)이 공급된다. 바이어스 전압(±HV2)은 바람직하게 송신기 전원(14)이 출력하는 송신기 전압(±HV1)보다 상하 10V 내지 20V 큰 범위를 갖는다. 예컨대, 송신 전압(±HV1)이 -100V 내지 +l00V인 경우에, 바이어스 전압(± HV2)은 -120V 내지 +120 V이다.
바이어스 전압(±HV2)의 진폭 범위는 송신 전압(±HV1)의 진폭 범위보다 크게 이루어져 바이어스 전압의 감소로 인한 아날로그 스위치(16)의 온 저항(on-resistance)의 증가를 방지한다.
다음에, 전원부(13)의 구체적인 구성이 설명될 것이다. 도 3은, 도 1에 도시된 전원부(13)의 회로 구성을 도시한다. 도 3에 있어서, 전원부(l3)는 송신기 전원(14)에 접속된 차지 펌프 회로(50 및 60)를 포함하고, 차지 펌프 회로(50 및 60)의 출력은 바이어스 전원(15)으로 사용된다.
구체적으로는, 캐패시터(31, 38 및 40), 다이오드(33, 37 및 39), 저항(32) 및 인덕터(34, 35 및 36)로 구성된 레귤레이터 회로는 송신기 전원(14) 내에 형성되고, 송신기 전원(14)은 직류 전원(V1)으로부터 송신 전압(±HV1)을 출력한다.
또한, 송신기 전원(14)은 트랜지스터(42), SW 전원 제어 IC(41), 저항(43) 및 피드백 회로(44)에 의해서 제어된다. 보다 상세히 설명하면, 송신 전압(+HV1)과 비교 전압(V3)은 피드백 회로(44)에 입력되고, 이 피드백 회로(44)는 송신 전압(+HV1)과 비교 전압(V3)을 SW 전원 제어 IC(41)에 입력한다.
한편, SW 전원 제어 IC(4l)은 트랜지스터(42)의 스위칭 제어를 수행하여 레귤레이터 회로의 동작을 제어한다. 피드백 회로(44)로부터 입력된 송신 전압(+HV1)이 비교 전압(V3)의 상수배(constant multiple)가 되도록 트랜지스터(42)를 제어함으로써, 송신 전압(±HV1)은 소망하는 값으로 제어될 수 있다. 그러므로 송신 전압 값의 제어를 인에이블링함으로써 초음파 변환기로부터 송신되는 초음파 신호의 출력을 최적의 값으로 조절하는 것이 가능하다.
차지 펌프 회로(50)는 캐패시터(51, 54) 및 다이오드(52, 53)로 구성된다. 이 차지 펌프 회로(50)는 레귤레이터 회로와 트랜지스터(42) 사이의 점 A에 접속되고, 레귤레이터 회로에 의해서 구동되어 송신 전압(+HV1)보다 높은 전압을 양의 바이어스 전압(+HV2)으로서 출력한다.
마찬가지로, 차지 펌프 회로(60)는 캐패시터(61, 64) 및 다이오드(62, 63)로 구성된다. 이 차지 펌프 회로(60)는 레귤레이터 회로와 트랜지스터(42) 사이의 점 A에 접속되고, 레귤레이터 회로에 의해서 구동되어 송신 전압(-HV1)보다 낮은 전압을 음의 바이어스 전압(-HV2)으로서 출력한다.
그러므로 송신기 전원(14)에 대하여 차지 펌프 회로(50, 60)를 부가하고, 송신기 전원(14) 내부의 레귤레이터에 의해서 차지 펌프 회로(50, 60)를 구동시킴으로써, 송신 전압(+HV1)보다 높은 바이어스 전압(+HV2)과 송신용 전압(-HV1)보다 낮은 바이어스 전압(-HV2)을 얻을 수 있다.
바람직하게, 바이어스 전압(+HV2)은 송신 전압(+HV1)보다 10V 내지 20V 더 높고, 바이어스 전압(-HV2)은 송신 전압(-HV1)보다 10V 내지 20V 더 낮다. 따라서, 송신 전압(±HV1)에 대하여 일단계(one-stage) 차지 펌프 회로에 의해서 소망하는 바이어스 전압이 얻어질 수 없는 경우, 차지 펌프 회로(50, 60)에 부가적인 차지 펌프 회로를 접속하는 다단계 구성이 이용될 수 있다.
차지 펌프 회로에 부가적인 차지 펌프 회로를 접속한 다단계 구성의 전원부(l3)의 회로 구성이 도 4에 도시되어 있다. 도 4에 도시된 전원부에서, 차지 펌프 회로(50)에는 부가적인 차지 펌프 회로(55)가 접속되고, 차지 펌프 회로(60)에는 부가적인 차지 펌프 회로(65)가 접속된다.
구체적으로는, 차지 펌프 회로(55)는 캐패시터(56) 및 다이오드(57, 58)로 구성되고, 바이어스 전압(+HV2)보다 여전히 높은 전압을 양의 바이어스 전압(+HV3)으로서 출력한다. 차지 펌프 회로(65)는 캐패시터(66) 및 다이오드(67, 68)에 의해서 형성되고, 바이어스 전압(-HV2)보다 여전히 낮은 전압을 음의 바이어스 전압(-HV3)으로서 출력한다.
그러므로, 차지 펌프 회로에 부가적인 차지 펌프 회로를 접속하는 다단계 차지 펌프를 이용함으로써, 양의 바이어스 전압은 소망하는 값까지 상승될 수 있고, 음의 바이어스 전압은 소망하는 값까지 감소될 수 있다.
도 4에서 차지 펌프는 2단 구성을 갖는 것으로 도시되어 있지만, 필요에 따라 부가적인 차지 펌프 회로가 부가될 수 있다. 또한, 도 4에서, 차지 펌프 회로(50, 60)가 출력하는 바이어스 전압(±HV2)과, 차지 펌프 회로(55, 65)가 출력하는 바이아스 전압(± HV3)은 별개로 출력된다.
따라서, 도 4에 도시된 전원 회로에서, 필요한 전압에 따라 ±HV2 또는 ±HV3 중 어느 한쪽을 바이어스 전압으로서 사용할 수 있다. 이 바이어스 전압의 선택은 스위치와 같은 임의의 스위칭 수단에 의해서 실현될 수 있다. 또한, ±HV3의 값이 항상 바이어스 전압으로서 사용되는 경우, 스위칭 수단 및 ±HV2의 출력 단자는 필요하지 않는다.
도 3에 도시된 전원 회로에서 레귤레이터와 트랜지스터 사이의 점 A에 차지 펌프 회로(50, 60)가 접속되지만, 차지 펌프의 접속 위치는 이 점 A에 제한되지는 않는다.
도 5에 전원 회로의 변형 예를 나타낸다. 도 5에 도시된 바와 같이, 차지 펌프 회로(50)는 송신기 전원(14) 내의 인덕터(35)와 다이오드(37) 사이의 점 B에 접속된다. 차지 펌프 회로(60)는 송신기 전원(14) 내의 인덕터(35)와 다이오드(39) 사이의 점 C에 접속된다.
차지 펌프 회로(50)가 점 B에 접속된 경우, 그것의 출력(+HV2)은 또 다시 송신 전압(+HV1)보다 충분히 높게 된다. 유사하게, 차지 펌프 회로(60)가 점 C에 접속된 경우, 그것의 출력(-HV2)은 송신 전압(-HV1)보다 충분히 낮게 된다. 따라서, 차지 펌프 회로(50, 60)가 접속될 점은 회로 전체의 구성 등을 고려하여 자유롭게 설계될 수 있다.
다음에, 송신기 전원(14)의 출력이 설명될 것이다. 송신기 전원(14)이 출력하는 송신용 전압(±HV1)은 초음파 변환기에 공급되어 초음파 신호의 송신에 이용되기 때문에, 송신 전압(±HV1)으로부터의 노이즈 제거는 중요하다. 송신 전압(±HV1)로부터 노이즈를 제거하기 위해, 전압 강하 회로나 필터 회로가 필요하다.
도 6은 송신기 전원(14)의 노이즈 제거에 이용하는 회로 예를 도시한다. 도 6(a)은 전압 강하 회로가 노이즈 제거 회로로서 이용되는 경우의 회로 구성이다. 도시되어 있는 바와 같이, 전압 강하 회로(70)는 트랜지스터(71) 및 피드백 회로(72)에 의해서 구성된다. 피드백 회로(72)는 전압(V4)을 참조하여 트랜지스터(71)의 스위칭 제어를 수행하고, 전압(+HV1)의 값은 사전결정된 양만큼 감소되어 전압(+HV1a)을 출력한다. 유사한 전압 강하 회로는 전압(-HV1)에 접속되어, 전압(-HV1)의 값은 사전결정된 양만큼 상승되어 전압(-HV1a)을 출력한다.
이 전압(+HVla 및 -HVla)을 송/수신 빔포머(17)에 공급함으로써, 전압(±HV1)을 공급하는 경우보다 적은 노이즈를 갖는 전원 공급이 달성된다. 바람직하게, 전압(+HV1)과 전압(+HVla)의 차는 3V 정도이다.
또한, 도 6(b)은, 노이즈 제거 회로로서 필터 회로가 이용되는 경우의 회로 구성이다. 도시된 바와 같이, 필터 회로(75)는 인덕터(76) 및 캐패시터(77)로 구성된다. 필터 회로(75)는 전압(+HV1)으로부터 사전결정된 주파수의 노이즈를 제거함으로써 얻어진 전압(+HV1b)을 출력한다. 유사한 필터 회로가 전압(-1HV1)에 접속되어, 전압(-HV1)으로부터 사전결정된 주파수의 노이즈를 제거함으로써 전압(-HV1b)이 출력된다.
이 전압(+HVlb 및 -HVlb)을 송/수신 빔포머(17)에 공급함으로써, 전압(±HV1)을 공급하는 경우보다 적은 노이즈를 갖는 전원이 달성된다. 필터 회로에 의해서 제거되는 노이즈의 주파수는 인덕터(76) 및 캐패시터(77)에 의해서 결정한다.
이상 설명한 바와 같이, 본 실시예에 따른 초음파 진단 장치에서, 차지 펌프 회로는 송/수신 빔포머(l7)용 송신기 전원에 접속되고, 차지 펌프 회로의 출력은 아날로그 스위치용의 바이어스 전원으로서 이용되기 때문에, 전원부는 소형화되고 전력 소비는 감소된다.
또, 양의 바이어스 전압을 생성하기 위한 차지 펌프 회로와, 음의 바이어스 전압을 생성하기 위한 차지 펌프 회로 각각 캐패시터 2개와 다이오드 2개로 구성될 수 있기 때문에, 전원부는 간단한 구성 및 염가로 구성될 수 있다. 차지 펌프의 구동 회로는 독립적으로 제공될 수 있지만, 송신기 전원내의 스위칭 구동 회로의 출력을 사용할 수 있다. 또한, 차지 펌프의 다단계 구성을 사용하거나 또는 차지 펌프와 송신기 전원 사이의 접속점을 변경함으로써 자유도가 높은 회로 설계를 구현할 수 있다.
또한, 이러한 구성의 저 전력 소비는 전원부로부터의 발열량을 감소시키기 때문에, 대규모의 냉각 수단은 불필요하다. 전원 공급부의 발열량이 큰 경우 강제공냉(forced air cooling)과 같은 냉각 수단이 필요하지만, 이러한 냉각 수단은 불필요해짐으로써 초음파 진단 장치는 더 소형된다.
이와 같이, 전원부 자체의 소형화 및 저소비 전력화, 또한 냉각 수단이 불필해짐으로써, 초음파 진단 장치 전체를 소형화하고 배터리에 의한 동작 시간을 늘일 수 있기 때문에, 운반 가능한 소형 초음파 진단 장치가 실현될 수 있다.
또한, 본 실시예에서 아날로그 스위치(16)가 초음파 진단 장치(1)의 내부에 제공되지만, 본 발명은 아날로그 스위치의 배치에 제한 없이 적용될 수 있는데, 예를 들어 아날로그 스위치는 초음파프로브의 내부에 제공될 수도 있다.
또한, 본 발명에서는 차지 펌프 회로가 이용된다. 이것은, 차지 펌프에 사용되는 캐패시터가 소형 트랜스포머보다 소형이고 염가이기 때문이다. 그러나, 본 발명의 기본적 효과는 소형 트랜스포머를 이용하여 송신기 전원으로부터 바이어스 전원을 구성함으로써 얻어질 수 있다.
본 발명의 폭넓고 다양한 실시예가 본 발명의 사상 및 범주를 벗어나지 않고서 구성될 수 있다. 본 발명은 본 명세서에서 설명된 특정 실시예에 제한되지 않고, 첨부한 청구항에 의해 정의된다.

Claims (6)

  1. 초음파 변환기로부터 검사 대상으로 초음파 신호를 송신하고, 상기 초음파 신호의 반사파를 수신하여 표시하는 초음파 진단 장치에 있어서,
    상기 초음파 신호의 송신 및 상기 반사파의 수신을 하는 초음파 변환기를 스위칭하는 아날로그 스위치와,
    상기 초음파 변환기로 하여금 상기 초음파 신호를 구동시키도록 하는 송신기 회로에 고 전압을 공급하는 송신기 전원과,
    상기 송신기 전원으로부터 상기 아날로그 스위치용의 바이어스 전원을 생성하는 바이어스 전원 생성 회로
    를 포함하는 초음파 진단 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 바이어스 전원 생성 회로는, 상기 송신기 전원의 양의 전압 값보다 높은 전압 값을 출력하는 양의 바이어스 전원 생성 회로와, 상기 송신기 전원의 음의 전압 값보다 낮은 전압을 출력하는 음의 바이어스 전원 생성 회로를 포함하는 초음파 진단 장치.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 송신기 전원으로부터 상기 바이어스 전원을 생성하는 회로는 차지 펌프(charge pump)인 초음파 진단 장치.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 장치는 상기 송신기 전원의 전압 값을 가변적으로 제어하는 송신 전압 제어 회로인 초음파 진단 장치.
  5. 제 3 항 또는 제 4 항에 있어서,
    상기 차지 펌프의 구동 회로는 상기 송신기 전원내의 구동 회로를 공유하는 초음파 진단 장치.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 송신기 전원은, 상기 송신 회로에 공급하는 양의 전압값을 감소 및 안정시키는 안정화 전원 회로(stabilizing power source circuit)와, 상기 송신 회로에 공급하는 음의 전압값을 상승 및 안정시키는 안정화 전원 회로(stabilizingpower source circuit)를 포함하는 초음파 진단 장치.
KR1020040007391A 2003-02-06 2004-02-05 초음파 진단 장치 KR101131677B1 (ko)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2003029405A JP3964334B2 (ja) 2003-02-06 2003-02-06 超音波診断装置
JPJP-P-2003-00029405 2003-02-06

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20040071632A true KR20040071632A (ko) 2004-08-12
KR101131677B1 KR101131677B1 (ko) 2012-03-29

Family

ID=32652993

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020040007391A KR101131677B1 (ko) 2003-02-06 2004-02-05 초음파 진단 장치

Country Status (6)

Country Link
US (1) US7351204B2 (ko)
EP (1) EP1445624B1 (ko)
JP (1) JP3964334B2 (ko)
KR (1) KR101131677B1 (ko)
CN (1) CN1298288C (ko)
DE (1) DE602004016067D1 (ko)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101464257B1 (ko) * 2013-11-12 2014-11-21 현대모비스 주식회사 차지 펌핑 회로를 사용한 차량용 초음파 주차 보조 장치 및 그 동작 방법

Families Citing this family (24)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7967754B2 (en) * 2004-10-14 2011-06-28 Scimed Life Systems, Inc. Integrated bias circuitry for ultrasound imaging devices configured to image the interior of a living being
CN1817386B (zh) * 2005-02-08 2010-07-21 重庆海扶(Hifu)技术有限公司 B超装置引导的超声波诊疗装置
CN101304691B (zh) * 2005-11-11 2011-10-26 株式会社日立医药 超声波探头及超声波诊断装置
CN101029929B (zh) * 2006-02-28 2011-02-02 深圳迈瑞生物医疗电子股份有限公司 提高超声系统前端兼容性的方法及超声前端装置
JP4886443B2 (ja) * 2006-09-14 2012-02-29 ジーイー・メディカル・システムズ・グローバル・テクノロジー・カンパニー・エルエルシー 超音波振動子駆動回路および超音波診断装置
JP2009050372A (ja) * 2007-08-24 2009-03-12 Ge Medical Systems Global Technology Co Llc 超音波診断装置
JP2009050367A (ja) * 2007-08-24 2009-03-12 Ge Medical Systems Global Technology Co Llc 超音波診断装置
CN101449981B (zh) * 2007-11-30 2012-07-11 深圳迈瑞生物医疗电子股份有限公司 一种超声诊断仪
CN101632984B (zh) 2008-07-24 2014-09-17 Ge医疗系统环球技术有限公司 电压产生电路及超声波诊断装置
KR101089742B1 (ko) * 2009-05-25 2011-12-07 삼성메디슨 주식회사 구동전원 감소를 위한 초음파 시스템
US8790261B2 (en) * 2009-12-22 2014-07-29 General Electric Company Manual ultrasound power control to monitor fetal heart rate depending on the size of the patient
JP5184663B2 (ja) * 2011-02-04 2013-04-17 ジーイー・メディカル・システムズ・グローバル・テクノロジー・カンパニー・エルエルシー 超音波画像表示装置用電源回路及び超音波画像表示装置
JP5805961B2 (ja) * 2011-02-24 2015-11-10 ジーイー・メディカル・システムズ・グローバル・テクノロジー・カンパニー・エルエルシー 超音波画像表示装置用電源回路及び超音波画像表示装置
JP5635540B2 (ja) * 2011-10-26 2014-12-03 ジーイー・メディカル・システムズ・グローバル・テクノロジー・カンパニー・エルエルシー 受信回路、超音波プローブ及び超音波画像表示装置
US8933613B2 (en) 2011-10-28 2015-01-13 General Electric Company Ultrasonic transducer driving ciruit and ultrasonic image display apparatus
US9669427B2 (en) * 2012-01-24 2017-06-06 Texas Instruments Incorporated Methods and systems for ultrasound control with bi-directional transistor
CN104936530B (zh) * 2013-02-07 2017-06-09 东芝医疗系统株式会社 超声波诊断装置、超声波诊断装置主体以及超声波探测器
US20150182201A1 (en) * 2013-12-31 2015-07-02 General Electric Company Ultrasound probe power supply
EP3365115B1 (en) * 2015-10-21 2020-09-30 Chirp Microsystems, Inc. Efficient on-chip high-voltage driver circuit for ultrasonic transducer
EP3370622B8 (en) 2015-11-02 2020-04-01 Koninklijke Philips N.V. Active distribution of high-voltage power for ultrasound transducers
WO2017151812A1 (en) * 2016-03-01 2017-09-08 EchoNous, Inc. Ultrasound system with docking station and dockable ultrasound probe
JP6951191B2 (ja) * 2017-10-19 2021-10-20 フクダ電子株式会社 電圧供給回路および超音波診断装置
CN107994802A (zh) * 2017-12-22 2018-05-04 飞依诺科技(苏州)有限公司 一种电源装置
CN108225389B (zh) * 2017-12-22 2020-10-23 联创汽车电子有限公司 超声波传感器驱动装置及其驱动方法

Family Cites Families (26)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3581105A (en) * 1968-09-23 1971-05-25 Bell & Howell Co Switching apparatus
US4092867A (en) * 1977-02-10 1978-06-06 Terrance Matzuk Ultrasonic scanning apparatus
JPS60158840A (ja) * 1984-01-31 1985-08-20 株式会社東芝 超音波診断装置
US4872145A (en) * 1987-05-04 1989-10-03 Hazeltine Corporation Noise trap circuit
US5081411A (en) * 1990-12-20 1992-01-14 Honeywell Inc. AC/DC two-wire control techniques
JP3271086B2 (ja) * 1992-09-29 2002-04-02 ソニー株式会社 固体撮像素子の駆動回路
US5375051A (en) * 1992-11-13 1994-12-20 Daiblo Research Corporation Apparatus using serial data line to turn on a transceiver or other device
US5592031A (en) * 1993-01-28 1997-01-07 Consejo Superior Investigaciones Cientificas Fast bidirectional analog switching system for HF pulses of high instantaneous power
US5509413A (en) * 1993-08-11 1996-04-23 Kabushiki Kaisha Toshiba Ultrasonic diagnostic apparatus
US5610509A (en) * 1994-11-21 1997-03-11 General Electric Company Method for optimizing power supply voltage to high voltage transmitters
US5542425A (en) * 1994-12-20 1996-08-06 Acuson Corporation Apparatus and method for preventing contact damage in electrical equipment
DE4446429C1 (de) * 1994-12-23 1996-08-22 Siemens Ag Vorrichtung zur Behandlung eines Objektes mit fokussierten Ultraschallwellen
KR0149220B1 (ko) * 1994-12-27 1998-12-01 김주용 챠지 펌프 회로
US5640960A (en) * 1995-04-18 1997-06-24 Imex Medical Systems, Inc. Hand-held, battery operated, doppler ultrasound medical diagnostic device with cordless probe
JPH0993914A (ja) 1995-09-22 1997-04-04 Toshiba Corp 多出力ｄｃ／ｄｃコンバータ
US6398734B1 (en) * 1997-10-14 2002-06-04 Vascusense, Inc. Ultrasonic sensors for monitoring the condition of flow through a cardiac valve
US6645145B1 (en) * 1998-11-19 2003-11-11 Siemens Medical Solutions Usa, Inc. Diagnostic medical ultrasound systems and transducers utilizing micro-mechanical components
PT102297A (pt) * 1999-04-28 2000-10-31 Inst Superior Tecnico Circuitos integrados inteligentes de potencia configuraveis e dispositivos semicondutores
US6310789B1 (en) * 1999-06-25 2001-10-30 The Procter & Gamble Company Dynamically-controlled, intrinsically regulated charge pump power converter
JP2001190553A (ja) * 1999-10-28 2001-07-17 Olympus Optical Co Ltd 超音波診断装置
US6499348B1 (en) * 1999-12-03 2002-12-31 Scimed Life Systems, Inc. Dynamically configurable ultrasound transducer with integral bias regulation and command and control circuitry
JP2001327505A (ja) * 2000-05-22 2001-11-27 Toshiba Corp 超音波診断装置
US6443901B1 (en) * 2000-06-15 2002-09-03 Koninklijke Philips Electronics N.V. Capacitive micromachined ultrasonic transducers
JP4028692B2 (ja) * 2001-04-05 2007-12-26 ジーイー・メディカル・システムズ・グローバル・テクノロジー・カンパニー・エルエルシー 超音波診断装置
US6572546B1 (en) * 2001-07-03 2003-06-03 Acuson Corporation Two level power supply and method for ultrasound transmission
US6795374B2 (en) * 2001-09-07 2004-09-21 Siemens Medical Solutions Usa, Inc. Bias control of electrostatic transducers

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101464257B1 (ko) * 2013-11-12 2014-11-21 현대모비스 주식회사 차지 펌핑 회로를 사용한 차량용 초음파 주차 보조 장치 및 그 동작 방법

Also Published As

Publication number Publication date
EP1445624B1 (en) 2008-08-27
EP1445624A3 (en) 2005-09-14
CN1298288C (zh) 2007-02-07
CN1518958A (zh) 2004-08-11
US20040158148A1 (en) 2004-08-12
KR101131677B1 (ko) 2012-03-29
US7351204B2 (en) 2008-04-01
JP3964334B2 (ja) 2007-08-22
DE602004016067D1 (de) 2008-10-09
JP2004236869A (ja) 2004-08-26
EP1445624A2 (en) 2004-08-11

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR101131677B1 (ko) 초음파 진단 장치
US8345512B2 (en) Capacitive micromachined ultrasonic transducer (cMUT) device and method of controlling the same
US8138823B2 (en) Voltage generating circuit and ultrasonic diagnosing device
JP5384491B2 (ja) 超音波診断装置
US20100041997A1 (en) Ultrasonic imaging apparatus
JP2008237280A (ja) 超音波診断装置
KR101348769B1 (ko) 임의 파형에 기초하여 전원을 제어하는 초음파 시스템
JP5377498B2 (ja) 超音波診断装置
JP2008011925A (ja) 超音波診断装置
JP4956211B2 (ja) 超音波診断装置
JP2001245881A (ja) 超音波診断装置用送信回路
JP4749448B2 (ja) 超音波撮像装置
JP5718152B2 (ja) 超音波探触子、超音波診断装置
JP2010194045A (ja) 超音波診断装置及び超音波診断装置用送信ユニット
WO2019181021A1 (ja) 超音波診断装置
WO2022201655A1 (ja) 超音波診断装置および超音波診断装置の制御方法
US20080021320A1 (en) Inspection device for ultrasonic endoscope apparatus
CN113907795A (zh) 一种应用于血管内超声成像的收发系统
JP2002065672A (ja) 超音波診断装置
JP2021166580A (ja) 超音波画像診断装置および電力供給制御方法
JP2006015071A (ja) 超音波診断装置
JP2007236605A (ja) 超音波診断装置

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
AMND Amendment
E902 Notification of reason for refusal
AMND Amendment
E601 Decision to refuse application
AMND Amendment
J201 Request for trial against refusal decision
B701 Decision to grant
GRNT Written decision to grant
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20150309

Year of fee payment: 4

LAPS Lapse due to unpaid annual fee