數(shù)字式醫(yī)學超聲內窺鏡成像系統(tǒng)的研究.pdf

1、超聲內窺鏡通過電子內窺鏡的活檢通道將微型超聲掃描探頭送入人體，在內窺鏡觀察體內器官內腔粘膜面的同時，超聲掃描探頭獲取人體內臟器官壁的斷層圖像，發(fā)現(xiàn)其中的早期癌變和微小腫瘤，是目前診斷人體內臟器官病變的最佳方法。
　　 本文針對國外超聲內窺鏡產(chǎn)品的不足，首次提出了微型超聲電機前置驅動超聲換能器旋轉的超聲內窺鏡設計方案，即超聲電機與超聲換能器固為一體，形成微型超聲旋轉掃描探頭，然后通過電子內窺鏡的活檢通道進入人體內腔進行旋轉掃描成像

2、。該設計方案在獲得清晰的人體內腔斷層圖像的同時，大大延長了儀器的使用壽命。
　　 本文的主要工作有：
　　 1、根據(jù)電子內窺鏡活檢通道的尺寸和結構，設計了由微型超聲電機和微型超聲換能器組成的微型超聲旋轉掃描探頭，探頭的直徑為1.8 mm，不可彎曲長度為14 mm，掃描頻率為5幀/秒。經(jīng)實驗證明，超聲探頭轉速穩(wěn)定，在實驗室的條件下，可連續(xù)旋轉一月以上。
　　 2、為了克服微型超聲探頭對換能器發(fā)射功率的限制，增強超聲

3、信號的信噪比，進而提高超聲內窺鏡系統(tǒng)的探測深度和成像質量，設計和研制了數(shù)字式超聲成像系統(tǒng)，主要包括以下幾方面的內容：
　　 a)將廣泛應用于雷達系統(tǒng)中的“編碼激勵技術”引入到超聲內窺鏡成像系統(tǒng)中。該技術采用長編碼信號激勵超聲換能器，提高了超聲信號的發(fā)射功率，突破了換能器尺寸對發(fā)射功率的限制，有效地增強了回波信號的信噪比。
　　 b)借鑒軟件無線電中的“數(shù)字下變頻”技術，設計了由高速采樣電路、FPGA(現(xiàn)場可編程門陣列)信

4、號處理電路和SRAM圖像存儲電路組成的數(shù)字接收系統(tǒng)。該系統(tǒng)將模數(shù)轉換推進到接收電路的最前端，在中頻段完成回波信號采樣，使得超聲成像系統(tǒng)中，除發(fā)射和放大電路外的所有信號處理工作完全由數(shù)字電路實現(xiàn)，大大提高了系統(tǒng)的信噪比和穩(wěn)定性。
　　 c)采用Cypress公司EZ-USB FX2系列的USB2.0接口芯片，設計了超聲圖像的高速實時傳輸電路，并編寫了基于USB2.0的超聲圖像實時顯示軟件。USB2.0接口電路將FPGA輸出的圖像數(shù)