Sistema de ultrasonidos de baja potencia.

Un dispositivo de generación de imágenes por ultrasonidos de baja potencia (10),

que comprende:

una unidad de base (12) que incluye un procesador de imágenes (16) y un dispositivo de visualización (18);

una sonda de ultrasonidos (14) conectada de manera operativa a la unidad de base, incluyendo la sonda:

una parte de cabezal (42) que incluye un conjunto de transductores de cristal (50);

una pluralidad de módulos generadores de pulsos/receptores (66) que hacen que el conjunto detransductores emita al menos un pulso de transmisión ultrasónico, estando configurados los módulosgeneradores de pulsos/receptores para recibir señales analógicas relacionadas con al menos un pulsode recepción de eco ultrasónico detectado por el conjunto de transductores;

una matriz de puertas de campo programable (60) que controla los módulos generadores depulsos/receptores;

una interfaz (64) para permitir que la señal digital se transfiera desde la sonda hasta el procesador deimágenes de la unidad de base;

caracterizado porque la sonda de ultrasonidos comprende:

un único amplificador de bajo ruido (56) que amplifica las señales analógicas;

un único convertidor de analógico a digital (58) que convierte las señales analógicas en una señal digital;

un multiplexor que combina las señales analógicas antes de que las señales analógicas se amplifiquen por elamplificador de bajo ruido, donde la matriz de puertas de campo programable controla el convertidor deanalógico a digita

Sistema de ultrasonidos de baja potencia

Breve sumario Resumido brevemente, las realizaciones de la presente invención están destinadas a un sistema de ultrasonidos de baja potencia para su utilización en aplicaciones sonográficas, incluyendo la generación de imágenes de los vasos sanguíneos. El sistema que va a describirse requiere niveles de potencia relativamente bajos para funcionar, permitiendo de ese modo que el sistema utilice tecnologías inalámbricas para separar la sonda de ultrasonidos de la unidad de base del sistema. Esto, a su vez, proporciona más flexibilidad a un médico u otro usuario del sistema y simplifica el procedimiento ultrasónico. Las realizaciones de la presente invención permiten que el dispositivo de ultrasonidos funcione con requisitos de baja potencia, facilitando de ese modo la conectividad inalámbrica entre la sonda y la unidad de base y tiempos de funcionamiento aceptables para la sonda entre recargas.

En una realización, el sistema de ultrasonidos de baja potencia comprende una unidad de base que incluye un procesador de imágenes y un dispositivo de visualización. Una sonda de ultrasonidos está conectada de manera operativa a la unidad de base. La sonda incluye una parte de cabezal que incluye un conjunto de transductores de 15 cristal. La sonda también incluye una pluralidad de módulos generadores de pulsos/receptores que hacen que los transductores emitan pulsos de transmisión ultrasónicos. Los pulsos de transmisión son reflejados por el objeto del que se están generando imágenes, generando pulsos de recepción de eco ultrasónicos que se reciben en los transductores y que se reenvían a los módulos generadores de pulsos/receptores correspondientes como señales analógicas eléctricas. La sonda incluye un multiplexor que combina las señales analógicas, un único amplificador de bajo ruido que amplifica las señales analógicas multiplexadas y un único convertidor de analógico a digital que convierte las señales analógicas multiplexadas en una señal digital.

En una realización, una interfaz inalámbrica está incluida en la sonda de ultrasonidos para permitir que la señal digital se transmita de manera inalámbrica desde la sonda al procesador de imágenes de la unidad de base, que también incluye una interfaz inalámbrica compatible. Un procesador en la unidad de base procesa los datos y

produce una imagen ultrasónica. Esta conectividad inalámbrica se permite gracias a la configuración de baja potencia de los componentes de sonda descritos anteriormente.

Uno o más de una pluralidad de protocolos inalámbricos pueden utilizarse para facilitar la comunicación entre la sonda y la unidad de base, incluyendo un protocolo de bus serie universal ("USB") inalámbrico. En otra realización, la sonda puede estar cableada físicamente a la unidad de base utilizando una interfaz USB, por ejemplo. La unidad

de base puede ser un dispositivo de ultrasonidos dedicado, un ordenador de escritorio o portátil, etc. Estas y otras características de la presente invención resultarán evidentes a partir de la siguiente descripción y de las reivindicaciones adjuntas, o pueden adquirirse llevando a la práctica las realizaciones de la invención descrita posteriormente.

El documento WO 0079300 (A1) da a conocer un sistema de sonda de ultrasonidos manual que incluye componentes electrónicos integrados en un alojamiento ergonómico. Los componentes electrónicos incluyen un sistema de circuitos de control, un sistema de circuitos de conformación de haz y un sistema de circuitos de activación de transductor. Los componentes electrónicos de la sonda se comunican con un ordenador central utilizando un bus serie estándar industrial de alta velocidad. El preámbulo de la reivindicación 1 está basado en este documento.

El documento WO 9701768 (A2) da a conocer un sistema de generación de imágenes por ultrasonidos portátil (10) que incluye un cabezal de barrido (12) acoplado mediante un cable (16) a un procesador de datos portátil alimentado por batería (14) y una unidad de visualización. El recubrimiento de cabezal de barrido (12) aloja un conjunto de transductores ultrasónicos y el sistema de circuitos asociado a los mismos, incluyendo un sistema de circuitos sincronizador de pulsos utilizado en el modo de transmisión para transmitir pulsos ultrasónicos y un sistema de 45 circuitos de conformación de haz utilizado en el modo de recepción para focalizar dinámicamente señales ultrasónicas reflejadas que proceden de la región de interés de la que se están generando imágenes.

Breve descripción de los dibujos Para aclarar aún más lo expuesto anteriormente y otras ventajas y características de la presente invención, se proporcionará una descripción más particular de la invención haciendo referencia a realizaciones específicas de la 50 misma que se ilustran en los dibujos adjuntos. Debe apreciarse que estos dibujos ilustran solamente realizaciones típicas de la invención y, por lo tanto, no debe considerarse que limitan su alcance. La invención se describirá y explicará con mayor especificidad y detalle a través de los dibujos adjuntos, en los que:

La FIG. 1A es un diagrama simplificado de un sistema de ultrasonidos de baja potencia configurado según una realización de ejemplo de la presente invención.

La FIG. 1B es una vista simplificada de una parte de la FIG. 1A según una realización de ejemplo alternativa.

La FIG. 2 es una vista desde arriba de una sonda inalámbrica que puede utilizarse con relación al sistema de ultrasonidos de baja potencia mostrado en la FIG. 1A.

La FIG. 3 es un diagrama de bloques simplificado de componentes internos de la sonda de ultrasonidos mostrada en la FIG. 2.

La FIG. 4A es una vista simplificada desde arriba de una posible implementación de los componentes de la sonda de ultrasonidos mostrada en la FIG. 3 según una realización.

La FIG. 4B es una vista lateral simplificada de los componentes de la sonda de ultrasonidos mostrada en la FIG. 4A.

La FIG. 5A es una vista simplificada de un conjunto de transductores en una parte de cabezal de la sonda de ultrasonidos mostrada en las FIG. 1A y 1B, que muestra una fase de funcionamiento del conjunto de transductores 10 según una realización de ejemplo.

La FIG. 5B es una vista simplificada del conjunto de transductores de la FIG. 5A, que muestra una fase de funcionamiento subsiguiente del conjunto de transductores.

La FIG. 6A es una vista simplificada del conjunto de transductores de la FIG. 5A, que muestra una fase de funcionamiento del conjunto de transductores según otra realización de ejemplo.

La FIG. 6B es una vista simplificada del conjunto de transductores de la FIG. 5A, que muestra una fase de funcionamiento subsiguiente del conjunto de transductores.

Descripción detallada de realizaciones seleccionadas A continuación se hará referencia a las figuras, en las que las mismas estructuras tienen las mismas designaciones de referencia. Debe entenderse que los dibujos son representaciones esquemáticas y en forma de diagrama de 20 realizaciones a modo de ejemplo de la invención, y no limitan la presente invención ni están dibujados necesariamente a escala.

Las FIG. 1 a 6B ilustran varias características de realizaciones de la presente invención, realizaciones que están dirigidas por lo general a un sistema que genera imágenes por ultrasonidos del cuerpo de un paciente u otro sujeto. De manera ventajosa, el sistema que va a describirse requiere niveles de potencia relativamente bajos para funcionar, permitiendo de ese modo que el sistema utilice tecnologías inalámbricas para separar la sonda de ultrasonidos de la unidad de base del sistema. Esto, a su vez, proporciona más flexibilidad a un médico u otro usuario del sistema y simplifica el procedimiento ultrasónico.

En primer lugar se hace referencia a la FIG. 1A, la cual muestra un sistema de ultrasonidos de baja potencia, designado genéricamente como 10, configurado según una realización de ejemplo de la presente invención. Tal y 30 como se muestra, el sistema de ultrasonidos de baja potencia ("sistema") 10 incluye generalmente una unidad de base 12 y una sonda 14. La unidad de base 12 ilustrada en este documento incluye un procesador 16 para llevar a cabo funciones de procesamiento de imágenes en datos sonográficos recuperados por la sonda 14 durante un procedimiento ultrasónico. La FIG. 1A muestra la sonda 14 colocada de manera adyacente a una superficie 22 del cuerpo 20 de un paciente u otro sujeto. Aunque se supone que se utiliza en aplicaciones como la mostrada en este documento en la FIG. 1A, debe apreciarse que las realizaciones de la presente invención pueden modificarse para... [Seguir leyendo]

1. Un dispositivo de generación de imágenes por ultrasonidos de baja potencia (10) , que comprende: una unidad de base (12) que incluye un procesador de imágenes (16) y un dispositivo de visualización (18) ; una sonda de ultrasonidos (14) conectada de manera operativa a la unidad de base, incluyendo la sonda:

una parte de cabezal (42) que incluye un conjunto de transductores de cristal (50) ; una pluralidad de módulos generadores de pulsos/receptores (66) que hacen que el conjunto de transductores emita al menos un pulso de transmisión ultrasónico, estando configurados los módulos generadores de pulsos/receptores para recibir señales analógicas relacionadas con al menos un pulso de recepción de eco ultrasónico detectado por el conjunto de transductores;

una matriz de puertas de campo programable (60) que controla los módulos generadores de pulsos/receptores; una interfaz (64) para permitir que la señal digital se transfiera desde la sonda hasta el procesador de imágenes de la unidad de base; caracterizado porque la sonda de ultrasonidos comprende:

un único amplificador de bajo ruido (56) que amplifica las señales analógicas; un único convertidor de analógico a digital (58) que convierte las señales analógicas en una señal digital; un multiplexor que combina las señales analógicas antes de que las señales analógicas se amplifiquen por el

amplificador de bajo ruido, donde la matriz de puertas de campo programable controla el convertidor de analógico a digital. 2.

2. El dispositivo de generación de imágenes por ultrasonidos de baja potencia según la reivindicación 1, en el que la interfaz es una interfaz inalámbrica y en el que la unidad de base incluye una interfaz inalámbrica. 3. El dispositivo de generación de imágenes por ultrasonidos de baja potencia según la reivindicación 1, en el que el amplificador de bajo ruido produce una salida diferencial de señales analógicas amplificadas.

4. El dispositivo de generación de imágenes por ultrasonidos de baja potencia según la reivindicación 1, en el que la 25 sonda de ultrasonidos comprende además una unidad central de procesamiento (62) que controla la matriz de puertas de campo programable y la interfaz de la sonda de ultrasonidos. 5. Un procedimiento de insonación de un objeto del que van a generarse imágenes a través de ultrasonidos, comprendiendo el procedimiento:

transmitir simultáneamente una pluralidad de pulsos de transmisión ultrasónicos mediante una pluralidad de 30 transductores de un conjunto de transductores (50) dispuestos en una parte de cabezal (42) de una sonda de ultrasonidos; detectar un pulso de recepción de eco ultrasónico mediante al menos un transductor de la pluralidad de transductores, donde el pulso de recepción de eco ultrasónico se transforma en una señal analógica eléctrica mediante el al menos un transductor;

caracterizado por:

multiplexar la señal analógica eléctrica con señales analógicas eléctricas adicionales en una señal analógica multiplexada; amplificar la señal analógica multiplexada mediante un único amplificador (56) ; convertir la señal analógica multiplexada en una señal digital mediante un único convertidor de analógico a

digital (58) ; y transmitir la señal digital de la sonda de ultrasonidos a una unidad de base (12) .

6. El procedimiento de insonación según la reivindicación 5, que comprende además: procesar la señal digital para producir una imagen ultrasónica.

7. El procedimiento de insonación según la reivindicación 6, en el que el conjunto de transductores es un conjunto 45 lineal dispuesto en la parte de cabezal (42) de la sonda de ultrasonidos.

8. El procedimiento de insonación según la reivindicación 7, en el que la transmisión se lleva a cabo transmitiendo de manera inalámbrica la señal digital de la sonda de ultrasonidos a la unidad de base (12) , donde la unidad de base procesa la señal digital para producir una imagen ultrasónica.

9. El procedimiento de insonación según la reivindicación 5, en el que amplificar la señal analógica multiplexada 5 comprende además transformar la señal analógica multiplexada de una señal asimétrica a una señal diferencial.

10. El procedimiento de insonación según la reivindicación 5, en el que los transductores son transductores de cristal y en el que los transductores del conjunto son contiguos.

11. El procedimiento de insonación según la reivindicación 5, en el que las señales analógicas eléctricas adicionales se producen mediante pulsos de recepción de eco producidos por la transmisión subsiguiente de pulsos de 10 transmisión ultrasónicos.

12. El procedimiento de insonación según la reivindicación 5, en el que detectar un pulso de recepción de eco ultrasónico comprende además detectar una pluralidad de pulsos de recepción de eco ultrasónicos.

13. Una sonda de ultrasonidos de baja potencia (14) para su utilización en la transmisión inalámbrica de datos de imágenes ultrasónicas a una unidad de base para producir un imagen ultrasónica, comprendiendo la sonda de 15 ultrasonidos de baja potencia:

un recubrimiento externo (40) que aloja una pluralidad de componentes de sonda internos, incluyendo los componentes de sonda internos:

una parte de cabezal (44) que incluye una pluralidad de transductores (50) ;

una pluralidad de módulos generadores de pulsos/receptores (66) que hacen que los transductores emitan una pluralidad de pulsos de transmisión, estando configurados además los módulos generadores de pulsos/receptores para recibir señales analógicas relacionadas con una pluralidad de pulsos de recepción de eco detectados por al menos uno de los transductores;

una matriz de puertas de campo programable (60) que controla los módulos generadores de pulsos/receptores;

una interfaz inalámbrica (64) que permite que la señal digital se transmita de manera inalámbrica desde la sonda de ultrasonidos hasta un procesador de imágenes de la unidad de base;

caracterizada porque la sonda comprende:

un multiplexor (54) que combina las señales analógicas en una señal analógica multiplexada;

un único amplificador de bajo ruido (56) que amplifica la señal analógica multiplexada;

un único convertidor de analógico a digital (58) que convierte la señal analógica multiplexada en una señal digital;

donde la matriz de puertas de campo programable controla el convertidor de analógico a digital.

14. La sonda de ultrasonidos de baja potencia según la reivindicación 13, en la que el multiplexor incluye una pluralidad de multiplexores controlados por la matriz de puertas de campo programable.

15. La sonda de ultrasonidos de baja potencia según la reivindicación 13, que comprende además una pluralidad de circuitos intermedios generadores de pulsos (68) interpuestos entre la matriz de puertas de campo programable y la pluralidad de módulos generadores de pulsos/receptores.