由于B型超聲診斷儀具有安全無創(chuàng)、方便直觀、診斷準(zhǔn)確、重復(fù)性好，價格低廉等諸多優(yōu)點，因此，目前B型超聲診斷儀在臨床診斷中得到廣泛應(yīng)用，也是目前使用最普遍的病情檢查方式之一。隨著人們健康水平的不斷提高和國家對醫(yī)療衛(wèi)生事業(yè)的重視，國內(nèi)B型超聲診斷儀的市場潛力巨大，而目前國內(nèi)B型超聲診斷儀生產(chǎn)廠家的多數(shù)規(guī)模小，技術(shù)水平低，不掌握核心技術(shù)，產(chǎn)品跟國外大的企業(yè)相比缺乏競爭力。在這種情況下，開展本課題的研究對于提高中國醫(yī)療設(shè)備產(chǎn)業(yè)的技術(shù)水平，增強(qiáng)中國醫(yī)療設(shè)備產(chǎn)品的國際競爭力有著重要的意義。本課題將討論如何利用新技術(shù)、新工藝、新器件來完成集成度高、性價比高、可商業(yè)化生產(chǎn)的小型化筆記本B超的設(shè)計，從而克服傳統(tǒng)B超存在的一些缺點。近幾年新推出的集成度高，性價比更好的新芯片較多，如TI公司新推出的AFE5805模擬前端、日立公司（HITACHI）新推出的脈沖激勵產(chǎn)生HDL6V5583等，本文討論的B型超聲診斷儀將從這些新的器件中擇優(yōu)選用。本設(shè)計在硬件上總體分為兩大部分：ARM9平臺部分和FPGA控制前端激勵及接收部分。ARM9平臺應(yīng)用S3C2440A芯片，安裝Linux系統(tǒng)，主要用于B超界面菜單、提示信息的顯示，各種軟件包的運行、用戶人機(jī)交互等；FPGA控制前端激勵及接收部分選用兩片XC3S1400A芯片作為主要控制器件，實現(xiàn)脈沖激勵芯片（HDL6V5583）的控制，模擬前端芯片AFE5805的配置、數(shù)據(jù)接收，數(shù)據(jù)處理、圖像輸出以及與ARM9的數(shù)據(jù)交換等。本課題完成了如下工作：首先，研究了超聲波的定義及相關(guān)的物理量；對全數(shù)字B型超聲診斷儀的總體結(jié)構(gòu)、各部分功能進(jìn)行分析；探索B型超聲診斷儀設(shè)計過程中的關(guān)鍵技術(shù)及其解決方案。其次，分析了B型超聲診斷儀硬件的總體結(jié)構(gòu)，并對各部分的詳細(xì)實現(xiàn)方案進(jìn)行了深入探討，其中也包括了AFE5805、HDL6V5583等半導(dǎo)體公司新推出芯片的性能特點及硬件設(shè)計方法。最后，基于所設(shè)計的硬件平臺進(jìn)行系統(tǒng)FPGA軟件的設(shè)計開發(fā)，設(shè)計了軟件的總體結(jié)構(gòu)框圖，并在對關(guān)鍵部分軟件的設(shè)計實現(xiàn)方法進(jìn)行詳細(xì)的分析，提出了一系列更好的可行性方案。

 

燕山大學(xué)河北省

 

頁數(shù)：74

 

【學(xué)位級別】：碩士

 

 

文章目錄

摘要

Abstract

第1章 緒論

    1.1 本課題來源及研究的目的和意義

    1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀分析及發(fā)展趨勢

    1.3 本文主要研究內(nèi)容

    1.4 論文結(jié)構(gòu)

第2章 全數(shù)字B型超聲診斷儀原理及關(guān)鍵技術(shù)

    2.1 全數(shù)字B型超聲診斷儀原理

        2.1.1 超聲波的定義及相關(guān)物理量

        2.1.2 超聲波的物理特性

    2.2 全數(shù)字B型超聲診斷儀的一般結(jié)構(gòu)

        2.2.1 超聲診斷儀的探頭部分

        2.2.2 超聲診斷儀的主體部分

        2.2.3 超聲診斷儀的顯示部分

    2.3 全數(shù)字B型超聲診斷儀的關(guān)鍵技術(shù)

        2.3.1 超聲激勵控制技術(shù)

        2.3.2 數(shù)字波束合成技術(shù)

        2.3.3 接收信號的放大與處理技術(shù)

        2.3.4 圖像數(shù)字掃描變換技術(shù)

        2.3.5 圖像后處理技術(shù)

    2.4 本章小結(jié)

第3章 系統(tǒng)硬件設(shè)計

    3.1 系統(tǒng)整體硬件結(jié)構(gòu)

    3.2 發(fā)射部分硬件結(jié)構(gòu)

    3.3 接收部分硬件結(jié)構(gòu)

    3.4 圖像處理部分硬件結(jié)構(gòu)

    3.5 人機(jī)接口部分硬件結(jié)構(gòu)

    3.6 電源部分硬件結(jié)構(gòu)

    3.7 硬件設(shè)計調(diào)試過程中重要問題的研究

    3.8 本章小結(jié)

第4章 系統(tǒng)FPGA軟件設(shè)計

    4.1 軟件結(jié)構(gòu)框圖

        4.1.1 前端控制FPGA軟件框圖

        4.1.2 圖像處理FPGA軟件框圖

    4.2 關(guān)鍵部分的軟件設(shè)計實現(xiàn)

        4.2.1 波束形成的軟件實現(xiàn)

        4.2.2 濾波器的設(shè)計實現(xiàn)

        4.2.3 對數(shù)壓縮的設(shè)計實現(xiàn)

        4.2.4 坐標(biāo)變換的軟件實現(xiàn)

        4.2.5 圖像插值的軟件實現(xiàn)

    4.3 本章小結(jié)

結(jié)論

參考文獻(xiàn)

攻讀碩士學(xué)位期間承擔(dān)的科研任務(wù)與主要成果

致謝

作者簡介

 

參考文獻(xiàn)

 

期刊論文

 

[1]一種基于FPGA的B超數(shù)字波束形成技術(shù)[J]. 王國賓.  電子產(chǎn)品世界. 2012(02)

[2]醫(yī)學(xué)超聲成像前沿技術(shù)述評[J]. 李德來,舒貞權(quán).  中國醫(yī)療器械信息. 2011(06)

[3]基于分段動態(tài)變跡技術(shù)的超聲成像方法[J]. 陳民鈾,王偉明.  重慶大學(xué)學(xué)報. 2010(03)

[4]超聲診斷儀新技術(shù)的發(fā)展[J]. 夏國園,俞樟森,孫建剛.  現(xiàn)代醫(yī)用影像學(xué). 2008(05)

[5]醫(yī)學(xué)超聲影像技術(shù)的發(fā)展創(chuàng)新[J]. 李朝偉,李曉東,張良才.  中國醫(yī)學(xué)裝備. 2005(02)

[6]超聲診斷方法和設(shè)備的前沿技術(shù)[J]. 伍于添.  中國超聲醫(yī)學(xué)雜志. 2004(06)

[7]超聲彈性成像的原理及理論分析[J]. 羅建文,白凈.  國外醫(yī)學(xué).生物醫(yī)學(xué)工程分冊. 2003(03)

[8]全數(shù)字化超聲成像系統(tǒng)[J]. 張臣舜.  現(xiàn)代科學(xué)儀器. 1997(04)

 

碩士論文

 

[1]對于提高壓電超聲換能器陣指向性的研究[D]. 朱曉黎.華中科技大學(xué) 2007

[2]全數(shù)字B超診斷儀中數(shù)字信號處理的FPGA設(shè)計與實現(xiàn)[D]. 劉荔.浙江大學(xué) 2006

[3]實現(xiàn)基于PC機(jī)的DSC算法的研究[D]. 王碧春.電子科技大學(xué) 2002