基于扇形掃描的高頻率超聲成像系統(tǒng)研究.pdf

1、超聲成像診斷儀在醫(yī)學診斷中扮演重要角色。高頻率超聲成像設備可以提供更好分辨率的圖像，對眼科和皮膚科的臨床診斷有重要意義。此外，生物醫(yī)學影像學中的小動物實驗也需要一個高分辨率的成像設備提供精細分明的圖像，便于觀察和研究。目前國際上最先進的超聲數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)售價高達三百萬人民幣，而單陣元的高頻率超聲成像設備也需要三十萬人民幣。低成本與便攜式是當前醫(yī)療儀器的研究熱點，為了提供高分辨率和低成本的超聲成像設備，本文設計了一種基于扇形掃描的單陣元高頻

2、率換能器的超聲成像系統(tǒng)。
　　使用35MHz的單陣元聚焦換能器作為超聲探頭，實現(xiàn)超聲波與電量信號之間的轉換。設計電磁驅(qū)動方式的掃描控制裝置，使換能器可以勻速穩(wěn)定的實現(xiàn)扇形掃描。以現(xiàn)場可編程門陣列(FPGA)為核心控制處理器，控制超聲波的發(fā)射與接收，以及對超聲回波信號的數(shù)字信號處理等。設計基于希爾伯特變換的數(shù)字正交解調(diào)器完成對超聲回波信號的解調(diào)。研究基于 CORDIC算法的坐標轉換來匹配扇形掃描的超聲掃查方式。經(jīng)過處理的超聲回波信息

3、通過USB3.0傳輸至上位機，在設計的成像交互顯示軟件進行成像顯示。
　　采集離體生物組織和成像仿體的圖像數(shù)據(jù)，通過設計的硬件系統(tǒng)實時觀察、采集前端的回波信號，結合MATLAB軟件進行數(shù)據(jù)處理，分析圖像灰度值變化情況，判斷系統(tǒng)性能指標。
　　通過硬件系統(tǒng)采集的前端超聲回波數(shù)據(jù)以及最終成像結果判斷，該成像系統(tǒng)圖像清晰、工作正常。實驗結果表明：該成像系統(tǒng)電路設計合理，信噪比高，系統(tǒng)分辨率達到88μm。其他性能參數(shù)均達到較好水平。