光聲成像采集系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn).pdf

1、光聲成像技術(shù)是近年來發(fā)展起來的一種無損醫(yī)學(xué)成像方法，結(jié)合了光學(xué)成像的高對比度特性和超聲成像的高穿透特性，在研究生物組織的結(jié)構(gòu)形態(tài)、代謝功能、生理特征等方面具有明顯優(yōu)勢，在生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域具有廣闊的應(yīng)用前景，已逐漸成為國際生物醫(yī)學(xué)影像領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)。
　　本文首先介紹了光聲成像原理和常見的光聲成像系統(tǒng)，分析目前光聲成像系統(tǒng)存在的不足。目前的成像系統(tǒng)由于需要機(jī)械運(yùn)動(dòng)，具有穩(wěn)定性和可靠性差，采集時(shí)間長，不能進(jìn)行實(shí)時(shí)成像等問題。本系統(tǒng)則采用寬

2、帶線陣超聲探頭來檢測光聲信號，不需移動(dòng)探測器或者樣品便可以采集到一幅圖像所需的全部數(shù)據(jù)，增加了系統(tǒng)的穩(wěn)定性和可靠性。
　　光聲信號采集是光聲成像設(shè)備中的關(guān)鍵技術(shù)之一。針對大量采集數(shù)據(jù)的傳輸問題，本文設(shè)計(jì)了 FPGA+SRAM+USB+PC的數(shù)據(jù)采集和傳輸方案，其中FPGA作為主控制器，讀取 A/D的采樣數(shù)據(jù)并存儲在 SRAM當(dāng)中，然后經(jīng)過 USB傳輸?shù)?PC。為了保證數(shù)據(jù)傳輸速度，系統(tǒng)中兩片 SRAM構(gòu)成乒乓緩存機(jī)制。為了保證數(shù)據(jù)

3、傳輸?shù)臏?zhǔn)確性，USB工作在自動(dòng)同步數(shù)據(jù)傳輸?shù)腟lave FIFO模式。在采集系統(tǒng)中完成了FPGA對Slave FIFO和乒乓緩存的控制時(shí)序設(shè)計(jì)、USB芯片的固件程序編寫等工作，實(shí)現(xiàn)了 PC與USB的數(shù)據(jù)傳輸和圖像顯示功能。
　　圖像重建是光聲成像的另一個(gè)關(guān)鍵技術(shù)，高效的重建算法能提高成像分辨率和速度。常用的濾波反投影重建算法由于存在偽影現(xiàn)象，影響了成像分辨率；另一種反卷積重建算法則消除了偽影現(xiàn)象，提高了重建速度，但抑制噪聲的能力不