全數(shù)字超聲成像系統(tǒng)關(guān)鍵部分的優(yōu)化設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn).pdf

1、超聲成像技術(shù)在醫(yī)學(xué)診斷中不僅具有無損、無創(chuàng)、無電離輻射、方法簡單、價(jià)格便宜等優(yōu)點(diǎn)，其優(yōu)越性還體現(xiàn)在診斷參數(shù)選擇的多樣性，以及其在整個(gè)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)過程中的靈活性。伴隨著超聲成像技術(shù)的不斷發(fā)展，超聲成像系統(tǒng)的全數(shù)字化技術(shù)自20世紀(jì)90年代推出以來，也得到了不斷發(fā)展和成熟。全數(shù)字超聲成像系統(tǒng)在使用數(shù)字電路實(shí)現(xiàn)時(shí)，其最基本的一個(gè)特點(diǎn)就是需要實(shí)時(shí)處理數(shù)據(jù)量極其龐大的超聲信息。隨著數(shù)字芯片和高速處理器，特別是高性能FPGA的快速發(fā)展，以及其在處理大數(shù)據(jù)

2、能力和靈活性的日益顯露，龐大數(shù)據(jù)量超聲信息的實(shí)時(shí)處理的選擇越來越依賴于FPGA技術(shù)。FPGA已經(jīng)成為各種數(shù)字信號(hào)處理應(yīng)用算法的一個(gè)強(qiáng)大解決方案，因此本文超聲成像系統(tǒng)的優(yōu)化設(shè)計(jì)主要針對(duì)的是FPGA實(shí)現(xiàn)過程中的優(yōu)化設(shè)計(jì)。
　　 本文從全數(shù)字超聲成像系統(tǒng)亟待解決的兩個(gè)問題入手:一、提高超聲成像系統(tǒng)成像分辨率、對(duì)比度和幀頻;二、實(shí)現(xiàn)超聲成像系統(tǒng)的微型化和低功耗。在實(shí)驗(yàn)室原有的以ARM，Linux系統(tǒng)作為實(shí)時(shí)控制，以DSP，F(xiàn)PGA實(shí)現(xiàn)算

3、法的全數(shù)字超聲成像系統(tǒng)基礎(chǔ)上，提出了對(duì)波束形成器和動(dòng)態(tài)濾波器優(yōu)化設(shè)計(jì)的解決方案，并最終在FPGA上實(shí)現(xiàn)了對(duì)它們的優(yōu)化設(shè)計(jì)。本文首先，在常見波束形成算法的基礎(chǔ)上提出了一種優(yōu)化后MV算法，并結(jié)合平面波發(fā)射方法實(shí)現(xiàn)了提高成像分辨率、對(duì)比度和幀頻的目的;其次，根據(jù)FPGA結(jié)構(gòu)和性能特點(diǎn)，在原有DA算法基礎(chǔ)上提出了一種優(yōu)化后DA算法，為超聲成像系統(tǒng)的微型化和低功耗提供了理論依據(jù);最后，在原有全數(shù)字超聲成像系統(tǒng)基礎(chǔ)上，結(jié)合上文提出的優(yōu)化后算法，完成