一种基于手机通信的嵌入式经颅多普勒仪的制作方法

本实用新型涉及医疗器械领域，具体地讲，涉及一种基于手机通信的嵌入式经颅多普勒仪。

背景技术：

目前我国使用的超声成像仪器主要从国外购买，因这些仪器包含多普勒频谱分析单元，故价格普遍较高。虽然国内也有部分的公司设计专用的超声多普勒仪，但这些产品要么分析精度低，要么开发成本高，且体积都比较大，难以进行商业推广应用。另外，患者使用经颅多普勒频谱分析仪检查时，通常是平躺在检查平台上，平台和经颅多普勒频谱分析仪分开放置，当没有平台时，就无法完成检查。此为现有技术的不足之处。

技术实现要素：

本实用新型要解决的技术问题是提供一种基于手机通信的嵌入式经颅多普勒仪，方便患者在没有平台的情况下也能进行检查。

本实用新型采用如下技术方案实现发明目的：

一种基于手机通信的嵌入式经颅多普勒仪，包括底座，其特征是：所述底座连接支撑柱，所述支撑柱的一侧设置有托箱，所述托箱内设置有经颅多普勒频谱分析仪，所述经颅多普勒频谱分析仪连接手机，所述托箱的上侧设置有支撑板，所述支撑板上设置有显示屏，所述支撑柱的另一侧设置有托板，所述托板的一侧铰接有椅背，所述椅背上设置有弹力网，所述支撑柱的顶部通过深沟球轴承连接转轴，所述转轴通过蜗轮蜗杆减速机连接驱动电机，所述转轴上缠绕有两个拉绳，所述拉绳的末端连接所述椅背顶部两侧。

作为对本技术方案的进一步限定，所述经颅多普勒频谱分析仪包括超声探 头，所述超声探头通过发射波模块连接震荡器，所述超声探头还通过回波接收模块连接A/D转换电路，所述A/D转换电路连接FPGA模块，所述FPGA模块通过双端口存储器连接控制器，所述控制器通过数字扫描变化器连接所述显示屏。

作为对本技术方案的进一步限定，所述控制器采用意法半导体的STM32F107VCT6。

作为对本技术方案的进一步限定，所述双端口存储器包括存储器SRAM1和存储器SRAM2。

与现有技术相比，本实用新型的优点和积极效果是：患者需要坐检查时，坐在托板上，驱动电机转动带动转轴转动，拉绳跟随转轴的转动调整伸出长度，椅背铰接在托板上，椅背能够根据拉绳的伸出长度调整倾斜角度，患者背靠椅背，弹力网比较柔软，增加了椅背的舒适度，医生即可手持超声探头对患者的头部进行检查。通过蜗轮蜗杆减速机的自锁原理，能够实现椅背按照需要的角度固定，防止椅背随意移动。本实用新型使用嵌入式技术的经颅多普勒频谱分析仪，该仪器性价比更高、体积更小，这种使用嵌入式技术设计的便携式经颅多普勒超声仪将会更容易推广使用，将给人们的生活带来巨大的便利，使人们的健康得到更大的保障。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图

图2为本实用新型的侧视图。

图3为本实用新型的经颅多普勒频谱分析仪原理方框图。

图4为本实用新型的经颅多普勒频谱分析仪硬件结构图。

图中，1、底座，2、支撑柱，3、经颅多普勒频谱分析仪，4、显示屏，5、托板，6、椅背，7、弹力网，8、深沟球轴承，9、转轴，10、蜗轮蜗杆减速机，11、驱动电机，12、拉绳，13、超声探头，14、托箱，15、支撑板，16、手机。

具体实施方式

下面结合附图和优选实施例对本实用新型作更进一步的详细说明。

参见图1-图4，本实用新型包括底座1，所述底座1连接支撑柱2，所述支撑柱2的一侧设置有托箱14，所述托箱14内设置有经颅多普勒频谱分析仪3，所述经颅多普勒频谱分析仪3连接手机16，所述托箱14的上侧设置有支撑板15，所述支撑板15上设置有显示屏4，所述支撑柱2的另一侧设置有托板5，所述托板5的一侧铰接有椅背6，所述椅背6上设置有弹力网7，所述支撑柱2的顶部通过深沟球轴承8连接转轴9，所述转轴9通过蜗轮蜗杆减速机10连接驱动电机11，所述转轴9上缠绕有两个拉绳12，所述拉绳12的末端连接所述椅背6顶部两侧。

所述经颅多普勒频谱分析仪3包括超声探头13，所述超声探头13通过发射波模块连接震荡器，所述超声探头还通过回波接收模块连接A/D转换电路，所述A/D转换电路连接FPGA模块，所述FPGA模块通过双端口存储器连接控制器。

患者需要坐检查时，坐在托板5上，驱动电机11转动带动转轴9转动，拉绳12跟随转轴9的转动调整伸出长度，椅背8铰接在托板5上，椅背6能够根据拉绳12的伸出长度调整倾斜角度，患者背靠椅背6，弹力网7比较柔软，增加了椅背6的舒适度，医生即可手持超声探头对患者的头部进行检查。通过蜗轮蜗杆减速机的自锁原理，能够实现椅背6按照需要的角度固定，防止椅背6随意移动。本实用新型使用嵌入式技术的经颅多普勒频谱分析仪，该仪器性价比更高、体积更小，这种使用嵌入式技术设计的便携式经颅多普勒超声仪将会更容易推广使用，将给人们的生活带来巨大的便利，使人们的健康得到更大的保障。

由FPGA模块来完成实时信号处理部分，FPGA模块采用赛灵思的XC3S1500-5FG676C，其基本资源为：150万门的逻辑单元，576K的RAM，32个专用乘法器，丰富的端口资源。控制器采用意法半导体的STM32F107VCT6。 STM32F107VCT6采用了Cortex-M3内核，价格十分便宜。Cortex-M3是ARM嵌入式领域的新贵，基于最新最好的ARMV7架构，该架构支持高度成功的Thumb-2指令集，集成了很多可应用于现代操作系统的特性，优化了嵌入式应用的实时性与可靠性，是ARM在嵌入式领域划时代的进步，必然会逐步取代ARM7与ARM9体系。

STM32F107VCT6作为系统控制器，STM32F107VCT6包括有64kb的RAM，256kb的flash，其资源已经足够使用，在STM32F107VCT6系统上可以很轻松的移植运行RTOS，如RTX；同时其具有功耗极低的特点，充分满足嵌入式系统的要求，而且其价格低廉，接近于8位单片机的价格。

FPGA模块分两部分：一是B超成像的信号处理部分，一是脉冲多普勒信号处理部分。B超成像信号处理部分由动态滤波模块、包络检波模块和对数压缩模块组成。脉冲多普勒信号处理部分由多普勒解调模块、距离选通模块和滤波处理模块。

在B超成像部分，动态滤波模块包括选择器一、带通滤波器组和累加器，其作用是把有诊断价值的回波信号提取出来，是一个根据不同深度而设计的频率可控的选频网络。包络检波模块乘法器一、滤波器一和平方运算器，其作用是得到动态滤波后的数字信号包络，进而可以由回波幅度来成像。对数压缩模块是把信号包络动态范围压缩到30db以内，这样可以落入显象管的视放可辨范围(20－26db)内。处理之后的数据发送到STM32F107VCT6，然后经过数字扫描变化器进入显示屏4显示。数字扫描变化器的作用是提高分辨率，避免其由于帧频较低而发生闪烁。脉冲多普勒信号处理部分中，多普勒解调模块包括乘法器二和带通滤波器，其功能是提取多普勒的频移信号，距离选通模块采用选择器二，其功能是选定具体的血管，提取真正的信息，滤波处理模块采用滤波器二，多普勒频谱处理部分可以放到STM32F107VCT6中进行。XC3S1500-5FG676C与STM32F107VCT6通过双端口存储器联系。XC3S1500先向存储器SRAM1写数据，写满后向STM32F107VCT6申请中断，STM32F107VCT6开始向SRAM1读数据，而 XC3S1500-5FG676C则向SRAM2写数据，这样读写同时进行，可以提高系统的读写速度。STM32F107VCT6将采集到的数据通过usb otg线发送给手机16，数据导入后使用手机侧强大的处理能力来进行频谱分析与相关状态显示与操作。