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一种甚高频医学超声回波信号高速数据采集系统的设计
目的:设计一种甚高频医学超声回波信号高速数据采集系统,以实现高速率和高精度的实时采样.方法:采用内置两路集成模数转换器(analog-to-digital converter,ADC)芯片的LTC2285来实现超声回波信号的模数转换,并将两路采样率为120 MHz的数字信号输入至现场可编程门阵列(field-programmable gate array,FPGA)进行并串转换,得到采样率为240 MHz的高速数字信号进行超声回波数字信号处理,后将数据通过USB接口传输至计算机终端进行显示.为了保证该系统的可实现性,对该系统进行时序仿真实验、分辨力检测实验和正常人眼前节成像实验.结果:该时序仿真结果验证了由FPGA设计该并转串模块实现的可靠性;该系统的分辨力能达到40μm,满足临床上对眼科超声生物显微镜(ultrasound biomicroscopy,UBM)纵向分辨力的要求;该系统的UBM检查可得到正常人眼前节组织的高分辨力成像图.结论:该系统运用多通道和FPGA技术,提高了采集速度和可靠性,为终的UBM实时成像奠定了前期实验基础.
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一种甚高频超声仿血液流速测量系统的实验研究
目的 设计并实现一种甚高频超声仿血液流速测量系统,用来完成模拟人体浅表器官血流信息实时检测的实验研究.方法 笔者自制了血液仿体,该仿体由尼龙颗粒、纯净水、甘油、葡聚糖和非离子表面活性剂组成.该系统实验平台包含控制流速的医用注射泵、医用硅胶管和模拟血液仿体所组成的模拟血液循环系统;工作频率为50 MHz的单脉冲、机械、线性扫描探头;下位机超声回波信号采集电路和上位机模块构成的甚高频超声血流成像系统.将换能器置于模拟血管上方9 mm左右处,血液流动方向与探头扫查方向相向,调整注射泵的推动速度,得到焦点区域附近的模拟血液成像.结果 笔者自制的血液仿体的声学特性在150 d内几乎没有改变,符合实验研究要求.由不同流速仿血流成像结果图可见,当流速较低时,红细胞成像颗粒较大,数量较少;当流速较高时,红细胞成像颗粒较小,数量较多.结论 设计的甚高频超声仿血液流速测量系统可以初步得出模拟血流红细胞成像颗粒数值与模拟血流流速成正比,并由此判定血流流速的快慢.
