本文關(guān)鍵詞：多模式醫(yī)學(xué)成像設(shè)備研究（硬件部分）

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【摘要】：近些年,隨著超聲成像理論與技術(shù)的快速發(fā)展,超聲成像設(shè)備的設(shè)計(jì)與制造水平在不斷提高。超聲成像設(shè)備有無創(chuàng)、廉價、易用的特點(diǎn),這使得醫(yī)療領(lǐng)域的很多學(xué)者、專家、公司都開始了超聲成像設(shè)備的研發(fā)。超聲成像設(shè)備更是帶動了多個領(lǐng)域的工業(yè)發(fā)展,超聲成像設(shè)備將超聲波、機(jī)械設(shè)計(jì)與制造、生物醫(yī)學(xué)工程等領(lǐng)域中的技術(shù)完美的融合到一起。超聲成像設(shè)備在醫(yī)院等醫(yī)療場所被廣泛應(yīng)用,但是,由于目前的超聲設(shè)備依舊采用相對落后的制造方式,依舊使用大量的模擬電路來實(shí)現(xiàn),這使得設(shè)備無法做的小型化,便攜化。但是集成電路技術(shù)的發(fā)展,給了為超聲成像設(shè)備小型化、家庭化提供了便利,這已經(jīng)形成了一種發(fā)展趨勢。電路模塊化發(fā)展,使得超聲成像設(shè)備的前端發(fā)射部分得到了小型化的可能,以往需要大片電路板才能實(shí)現(xiàn)模擬發(fā)射電路,現(xiàn)在只需要一個電波控制發(fā)射模塊就能夠按照醫(yī)生的要求,經(jīng)過電聲轉(zhuǎn)化器得到醫(yī)生想要的超聲波,這種方便、快捷、可控性強(qiáng)的方式是電路模塊化沒有出現(xiàn)之前所無法想象的�；谙嗫仃嚦上窦夹g(shù)的波束成型技術(shù),能夠能夠產(chǎn)生各種聚焦的波面。FPGA技術(shù)同樣為超聲成像設(shè)備小型化提供的便捷途徑,使得原先需要一整塊電路板或者多塊電路板才能實(shí)現(xiàn)的邏輯電路,在FPGA技術(shù)出現(xiàn)之后,只需要單片F(xiàn)PGA芯片就可以輕松實(shí)現(xiàn),極大地提高了電路性能,提升了電路設(shè)計(jì)的工作效率和設(shè)計(jì)的靈活性。FPGA的并行處理能力使得多通道、高精度的數(shù)據(jù)采樣成為可能,圖像質(zhì)量得到明顯的提升。本文闡述了一個基于FPGA的超聲成像設(shè)備的設(shè)計(jì)方案。該設(shè)計(jì)方案使用高度集成超聲發(fā)射以及采集模塊,通道數(shù)設(shè)計(jì)為256通道,每個通道可單獨(dú)控制,采樣頻率為100MSPS,同時帶有TGC功能。在最高每秒采樣1000次的情況下,每次采樣4K數(shù)據(jù),使用PCIe的傳輸方式,完美解決超聲成像設(shè)備中對實(shí)時性高、數(shù)據(jù)量大的設(shè)計(jì)要求。通過PCB電路的設(shè)計(jì),實(shí)際論證了該方案的可行性。
【關(guān)鍵詞】：超聲成像設(shè)備 波束形成技術(shù) FPGA 并行處理技術(shù) 超聲設(shè)備小型化 超聲成像設(shè)備實(shí)施方案
【學(xué)位授予單位】：南京大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：TH789
【目錄】：

• 摘要6-8
• Abstract8-12
• 第一章 緒論12-19
• 1.1 課題背景及研究意義12-13
• 1.2 國內(nèi)外研究進(jìn)展13-16
• 1.2.1 醫(yī)學(xué)成像設(shè)備發(fā)展趨勢13-16
• 1.2.2 超聲成像設(shè)備16
• 1.3 定義16-17
• 1.4 內(nèi)容安排17-19
• 第二章 超聲成像設(shè)備技術(shù)基礎(chǔ)19-29
• 2.1 信號完整性基本概念19-20
• 2.2 電源完整性基本概念20-21
• 2.3 高速電路設(shè)計(jì)方法21-23
• 2.4 常用電平標(biāo)準(zhǔn)23-24
• 2.5 FPGA器件特點(diǎn)24-29
• 2.5.1 FPGA芯片結(jié)構(gòu)24-26
• 2.5.2 FPGA配置方法26-27
• 2.5.3 FPGA在醫(yī)學(xué)成像設(shè)備應(yīng)用方面的優(yōu)勢27-28
• 2.5.4 FPGA開發(fā)流程28-29
• 第三章 超聲成像系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)29-36
• 3.1 工作原理29
• 3.2 設(shè)計(jì)思想29-36
• 3.2.1 系統(tǒng)構(gòu)思29-30
• 3.2.2 關(guān)鍵技術(shù)與算法30-36
• 第四章 系統(tǒng)架構(gòu)設(shè)計(jì)36-49
• 4.1 單板總體結(jié)構(gòu)36-37
• 4.2 單板系統(tǒng)概述37-38
• 4.3 控制系統(tǒng)概述38-39
• 4.4 圖像處理系統(tǒng)概述39
• 4.5 接口概述39-41
• 4.6 系統(tǒng)硬件電路設(shè)計(jì)41-43
• 4.7 通信協(xié)議設(shè)計(jì)43
• 4.8 上下位機(jī)通信流程43-44
• 4.9 圖像處理系統(tǒng)結(jié)構(gòu)44-47
• 4.10 具體電路控制方法47-49
• 第五章 供電系統(tǒng)設(shè)計(jì)49-55
• 5.1 前端電源要求及實(shí)現(xiàn)49-53
• 5.2 FPGA部分電源要求及實(shí)現(xiàn)53-55
• 第六章 設(shè)計(jì)結(jié)果55-64
• 6.1 工程原理圖55-56
• 6.2 PCB板設(shè)計(jì)56-64
• 第七章 總結(jié)和展望64-65
• 參考文獻(xiàn)65-68
• 致謝68-70

【參考文獻(xiàn)】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 余薇;醫(yī)學(xué)超聲成像技術(shù)方法學(xué)進(jìn)展[J];北京生物醫(yī)學(xué)工程;2001年03期

2 茍量,王緒本,曹輝;X射線成像技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀和趨勢[J];成都理工學(xué)院學(xué)報(bào);2002年02期

3 龐勇,韓焱;超聲成像方法綜述[J];測試技術(shù)學(xué)報(bào);2001年04期

4 郭靜華;歐陽斌林;;SPI總線從機(jī)接口實(shí)時模擬的實(shí)現(xiàn)[J];東北農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào);2007年05期

5 張晶,曾憲云;嵌入式系統(tǒng)概述[J];電測與儀表;2002年04期

6 盧俊郎 ,魏遜泰 ,唐子強(qiáng) ,張賢擯;多層板電源完整性分析與應(yīng)用[J];電子技術(shù);2005年02期

7 張磊,雷震,劉海波,林哲輝;高速電路設(shè)計(jì)和信號完整性分析[J];電子技術(shù)應(yīng)用;2001年06期

8 李剛;張麗君;林凌;何峰;;基于過采樣技術(shù)的生物電信號檢測[J];電子學(xué)報(bào);2008年07期

9 姚麗;董衛(wèi);吳仲武;;一種電磁式聲電換能器的特性研究[J];電聲技術(shù);2013年01期

10 季建平;;德州儀器推出支持PMBus~(TM)接口的業(yè)界最小型12A同步降壓轉(zhuǎn)換器[J];半導(dǎo)體信息;2014年02期

中國碩士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 李雯雯;超聲相控陣技術(shù)的聲場模擬和實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)研究[D];山東師范大學(xué);2011年

2 梅文超;基于FPGA的超聲診斷儀前端及顯示模式的設(shè)計(jì)[D];中南大學(xué);2011年

3 李濤;醫(yī)用超聲機(jī)的前端收發(fā)電路與波束形成的研究[D];華中科技大學(xué);2011年

4 畢永年;合成接收孔徑超聲成像前端系統(tǒng)設(shè)計(jì)及實(shí)現(xiàn)[D];浙江大學(xué);2003年

5 史興;FPGA技術(shù)在全數(shù)字化超聲診斷儀中的應(yīng)用研究[D];華中科技大學(xué);2005年

6 王文博;關(guān)于醫(yī)學(xué)超聲成像機(jī)理的研究[D];青島大學(xué);2006年

7 吳健;基于FPGA的PCI數(shù)據(jù)采集卡的研究與開發(fā)[D];中南大學(xué);2008年

8 安婧;基于FPGA的高速矩陣運(yùn)算算法研究[D];中北大學(xué);2009年

9 周代明;基于FPGA的B型超聲成像系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[D];中南大學(xué);2009年

10 齊雁;醫(yī)用B型超聲成像前端系統(tǒng)的研究[D];中南大學(xué);2010年

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