【摘要】：在現(xiàn)代醫(yī)學(xué)胃腸道檢測(cè),尤其是早期胃癌的檢測(cè)手段中,超聲內(nèi)鏡成像技術(shù)因自身無(wú)損、無(wú)電離輻射、無(wú)痛的特點(diǎn),被認(rèn)為是診斷的最佳方法之一,在臨床醫(yī)學(xué)應(yīng)用中有巨大的價(jià)值。目前我國(guó)各大醫(yī)院中使用的內(nèi)鏡產(chǎn)品均來(lái)自進(jìn)口,其昂貴的價(jià)格限制了超聲內(nèi)鏡檢測(cè)的普及。為改變進(jìn)口產(chǎn)品的壟斷地位,促進(jìn)國(guó)產(chǎn)醫(yī)用超聲內(nèi)鏡設(shè)備的產(chǎn)品化,課題組開展了一系列超聲內(nèi)鏡成像技術(shù)的研究。本文在課題組環(huán)掃超聲內(nèi)鏡成像研究的基礎(chǔ)之上,設(shè)計(jì)了以FPGA為控制核心的相控陣超聲內(nèi)鏡系統(tǒng)方案,并完成了系統(tǒng)中多通道發(fā)射電路的設(shè)計(jì)和系統(tǒng)回波數(shù)據(jù)采集控制程序編寫,實(shí)現(xiàn)了聲束偏轉(zhuǎn)掃描成像。以上工作的完成,為進(jìn)一步開展相控陣成像高分辨率算法研究奠定了基礎(chǔ)。本論文的主要工作有:1.制定相控陣超聲內(nèi)鏡成像系統(tǒng)方案。以FPGA作為系統(tǒng)控制核心,設(shè)計(jì)了16路并行發(fā)射、1路串行接收的發(fā)射采集電路,完成陣列探頭的激勵(lì)及超聲回波的接收處理。2.設(shè)計(jì)了系統(tǒng)中多通道發(fā)射電路,包括FPGA及其周邊電路、精細(xì)延時(shí)、相控發(fā)射、電源轉(zhuǎn)換、高壓產(chǎn)生及監(jiān)控等模塊,實(shí)現(xiàn)16通路并行相控發(fā)射。發(fā)射超聲波的激勵(lì)脈沖幅值在0-200V可調(diào),各個(gè)通路間相對(duì)延時(shí)精度達(dá)0.5ns。3.設(shè)計(jì)并編寫了FPGA控制程序,實(shí)現(xiàn)各模塊邏輯控制、回波數(shù)據(jù)緩存、USB2.0數(shù)據(jù)傳輸?shù)裙δ?完成了對(duì)超聲回波數(shù)據(jù)的采集。4.搭建超聲成像實(shí)驗(yàn)平臺(tái),以水槽中的多根鐵絲為目標(biāo)進(jìn)行成像實(shí)驗(yàn)。使用MATLAB中Field II工具對(duì)獲得的超聲回波數(shù)據(jù)進(jìn)行處理并生成B-Mode圖像,驗(yàn)證了系統(tǒng)設(shè)計(jì)的可行性與正確性。
[Abstract]:In modern medical gastrointestinal detection, especially in early gastric cancer, endoscopic ultrasound imaging is considered to be one of the best methods for diagnosis because of its nondestructive, non-ionizing radiation and painless characteristics. It has great value in clinical application. At present, the endoscopic products used in major hospitals in China are imported, which limits the popularity of endoscopic ultrasonography. In order to change the monopoly position of imported products and promote the production of domestic medical ultrasound endoscopy equipment, a series of research on endoscopic ultrasound imaging technology was carried out. In this paper, based on the research of EUS, a phased array EUS system with FPGA as the control core is designed. The design of the multi-channel transmission circuit and the programming of the echo data acquisition control program in the system are completed, and the acoustic beam deflection scanning imaging is realized. The above work lays a foundation for further research on high resolution algorithm of phased array imaging. The main work of this paper is as follows: 1. A phased array ultrasonic endoscopic imaging system was developed. Taking FPGA as the control core of the system, 16 parallel transmitting circuits and one serial receiving transmitter acquisition circuit are designed to complete the excitation of the array probe and the receiving and processing of ultrasonic echo. 2. The multi-channel transmission circuit is designed, including FPGA and its peripheral circuit, fine delay, phase-controlled transmission, power conversion, high-voltage generation and monitoring module. The 16-channel parallel phase-controlled transmission is realized. The amplitude of excitation pulse of ultrasonic wave can be adjusted from 0 to 200 V, and the relative delay precision of each channel is 0.5ns.3. The FPGA control program is designed and written to realize the functions of logic control of each module, echo data cache, USB2.0 data transmission and so on. Finally, the acquisition of ultrasonic echo data is completed. 4. The ultrasonic imaging experiment platform was set up, and the imaging experiment was carried out with multiple wire in the water tank as the target. The Field II tool in MATLAB is used to process the ultrasonic echo data and generate the B-Mode image, which verifies the feasibility and correctness of the system design.
【學(xué)位授予單位】：天津大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2014
【分類號(hào)】：R445.1;TP274.2

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9 紀(jì)t，

本文編號(hào)：2331727