基于高頻環(huán)形陣列換能器的超聲成像系統(tǒng)的設計.pdf

1、超聲成像作為一種便捷而又安全的診斷方式，已廣泛地應用于臨床。在這些系統(tǒng)中，超聲波的頻率一般都低于10MHz，這樣雖然有利于系統(tǒng)的研發(fā)，卻不可避免地損失了分辨率，這和人們對醫(yī)療品質要求不斷提高的現狀相矛盾。為此，現在越來越的研究開始瞄準高頻超聲成像這一領域，以求獲得更精確、更有效的成像技術! 本文針對高頻成像系統(tǒng)的研發(fā)進行論述，從超聲成像的原理入手，結合高頻超聲成像的相關特點，提出了系統(tǒng)的設計方案。利用FieldⅡ、Matlab等

2、軟件選擇和設計高頻超聲換能器，并對采用的波束形成技術進行模擬，獲得了聚焦聲場的性能；研究了高頻超聲系統(tǒng)信號的傳輸，選擇了合理的模型，并利用PSpice進行仿真以確定電路參數。最后，以FPGA（Field Programmable Gate Array）為核心模塊進行系統(tǒng)開發(fā)。針對系統(tǒng)采用的7陣元高頻環(huán)形陣列換能器，設計了對應的7個相互獨立的，具有發(fā)射、接收、放大、濾波功能的信號通道。超聲回波信號通過高速ADC進行數字化，再由FPGA模塊

3、進行波束合成、數字檢波等處理，最終傳輸到ARM處理器模塊形成一幅B超圖像。在此系統(tǒng)中，各個邏輯、時序控制信號都由高性能的FPGA芯片提供，提高了系統(tǒng)的集成化和統(tǒng)一性。 在系統(tǒng)的具體實現上，大多采用CMOS集成電路和貼片式元器件以縮小體積和降低功耗。硬件設計主要分為模擬部分和數字部分，均采用模塊化設計，便于功能的更新。因為采用了FPGA設計方案使得儀器在大多數升級中只需改變FPGA的軟件而無需改動硬件設計；同時ARM系統(tǒng)的開發(fā)也集