一种便携式超声成像设备及系统的制作方法_2

文档序号:8517826阅读:来源:国知局
头连接,基于多通道超声模拟前端实现,具有较高的集成度,该回波接收电路具体用于将所述超声探头接收到的超声回波电信号进行放大滤波处理,并进行采样后转换成数字信号,再传输给所述系统控制及数据处理部分。
[0048]在便携式超声成像设备中还可以包括电源管理部分,用于从单一低压电源取电后转换产生多种不同电压电源,为其他部分供电,如为系统控制及数据处理部分、通信部分等提供电源。
[0049]可选地,为方便针对超声成像过程的控制,该便携式超声成像设备还可以包括:
[0050]指令接收部分,用于通过所述通信部分接收超声成像操作指令,并通知所述系统控制及数据处理部分根据所述超声成像操作指令控制超声波的发射及超声回波的接收。例如,控制超声成像操作的启动或停止,或者,控制超声探头的移动等。相应的操作指令可以来自于具有接收超声成像数据功能的用户终端设备,或者,也可以为远程网络通过相应用户终端设备发来的操作指令。
[0051]本发明实施例还提供一种超声成像数据接收设备,用于接收上述便携式超声成像设备的通信部分发送的成像数据,即作为通信部分对应的接收设备,参照图2所示,其在具体应用实例中可以包括以下处理部分:
[0052]超声成像数据接收部分,用于接收上述便携式超声成像设备发送来的超声成像数据(简称成像数据);
[0053]成像数据输出部分,用于显示或发送所述成像数据。
[0054]所述超声成像数据接收部分及所成像数据输出部分可以设置于移动终端设备(手机、掌上电脑等设备)中,所述成像数据输出部分能够通过互联网或无线通信网络发送所述成像数据;所述超声成像数据接收部分通过有线或无线的方式接收所述成像数据;进一步地该设备还可以包括:
[0055]超声成像数据控制部分,用于接收用户通过虚拟按键输入的控制操作命令,以实现针对超声图像的帧率选择、图片保存或联网发送等操作的控制。
[0056]所述超声成像数据接收部分可以基于WIFI通信方式进行成像数据的接收,或者也可以基于其他方式(如有线方式或无线通信网络等传输方式)进行成像数据的接收。
[0057]所述超声成像数据接收设备具体的可以利用用户终端设备(移动终端设备)实现,例如,可以基于智能手机、平板电脑等移动智能设备开发相应的应用,以用于接收便携式超声成像设备发送来的成像数据(超声图像),并将超声图像显示于用户终端设备上。用户(如医生等)还可以通过用户终端设备输入控制命令,以控制便携式超声成像设备的超声成像传递处理过程,如超声图像的帧率选择、图片保存等过程,并可以通过用户终端设备无缝式接入互联网进行成像数据的传输操作。
[0058]进一步地,为便于针对上述便携式超声成像设备的控制,该超声成像数据接收设备还可以包括:
[0059]指令发送部分,用于向所述便携式超声成像设备发送超声成像操作指令,所述超声成像操作指令为本地根据用户操作生成或远程接收获得。通过该功能可以使得用户能够通过包含成像数据接收功能的用户终端设备发送操作指令对超声成像设备的超声成像过程进行控制,且相应的控制可以为直接通过用户终端设备控制,还可以在远端通过远程方式连接用户终端设备,再通过用户终端设备对超声成像设备进行操作控制。
[0060]本发明实施例还提供了一种便携式超声成像系统,如图3所示,其具体可以包括上述便携式超声成像设备和超声成像数据接收设备,所述便携式超声成像设备发送成像数据,所述超声成像数据接收设备接收所述成像数据。。
[0061]通过上述便携式超声成像系统,用户可以通过用户终端设备控制超声成像过程,或者,也可以通过互联网远程操作控制便携式超声成像设备的超声成像过程。例如,控制便携式超声成像设备的开启及扫描过程(如控制超声探头的移动位置等),以完成相应的超声成像处理过程。获得图像可以远程再传送到发起远程控制的用户(如医生等)处,以便于在医疗诊断等方面应用相应的成像数据。
[0062]上述本发明实施例提供的便携式超声成像设备及系统在具体实现时,相应的便携式超声成像设备的体积和重量与5英寸的智能手机相似,使得其具有体积小、重量轻、成本低、功耗低且联网方便的优点,因而,相应的设备及系统能够很好地满足医生携带出诊的需求。而且相应的设备及系统可以便捷地接入互联网,为医疗诊断过程中远程应用相应的成像数据提供了便利。
[0063]为便于对本发明实施例的理解,下面将结合具体的应用实现实例对相应的便携式超声成像设备及系统进行详细说明。
[0064]参照图4所示中,为本发明实施例提供的一种便携式超声成像系统主要包括:便携式超声成像设备(简称超声成像设备)和超声成像数据接收设备(如用户终端设备等);
[0065]其中,所述超声成像设备用于完成超声波的发射接收、回波信号的采集、数据处理成像等功能。所述用户终端用于完成超声图像(成像数据)的显示、用户交互输入及连接互联网等功能,以方便医疗诊断应用相应的超声图像。
[0066]相应的超声成像设备的具体的实现结构如图5所示,主要包括:超声探头、超声脉冲发射电路、高集成度的回波接收电路、系统控制及数据处理部分、电源管理部分、用户终端通信部分(相当于之前描述的通信部分),下面将分别描述各个组成部分的实现方式及其功能作用:
[0067](一)超声探头,即超声换能器阵列,用于将电信号转换成超声波发射,并接受超声回波,将其转换为电信号,具体可以但不限于采用16通道中心频率为2.5MHz的相控阵超声换能器。
[0068]( 二)超声脉冲发射电路,由多通道高压脉冲发生器和多通道高压模拟开关构成,用于将控制部分产生的脉冲信号转换为高压脉冲信号,并通过模拟开关控制驱动超声探头发射超声脉冲;系统控制及数据处理部分的DSP(数字信号处理器)产生的2.5MHz脉冲信号,由高压脉冲发生器产生90V峰峰值的高压脉冲,经高压模拟开关选通后,激励超声探头的16通道超声换能器中某一阵元向成像空间内发射超声脉冲。
[0069](三)高集成度的回波接收电路,基于多通道超声模拟前端实现,还包括与其连接的多通道收发开关,用于超声回波电信号的放大滤波,并进行采样,将其转换成数字信号,传输给系统控制及数据处理部分中的数据处理部分;超声脉冲在空间内被反射,其回波被超声探头的16通道超声换能器接收并转化为电信号,经多通道收发开关送至多通道超声模拟前端(16通道超声模拟前端);回波信号在超声模拟前端内经时间增益补偿(TGC)放大、高通滤波和抗混叠低通滤波后以每通道1MHz的采样率采样,转换成数字信号后,通过LVDS(低电压差分信号)接口传输至系统控制及数据处理部分中的FPGA(现场可编程门阵列)。
[0070](四)系统控制及数据处理部分,基于数字信号处理器结合现场可编程门阵列(DSP+FPGA)的嵌入式架构实现,用于控制超声波的收发,及回波数据的缓存,处理回波数据运行超声波成像算法进行成像处理,获得超声图像(即成像数据)ο数字电路采用DSP+FPGA架构,主要负责回波数据的缓存和超声图像的重建工作,是系统中数据处理的核心部分。经过多通道超声模拟前端转换后的传出的回波数据经由多路LVDS传送至FPGA,而后被缓存于FPGA片内的RAM(随机存储器)中。DSP通过外部内存总线(EMIF)访问FPGA片内RAM中的回波数据,基于回波数据重建超声图像并压缩为JPEG格式,而后通过串口 WIFI模块发送到用户终端设备(如手机等)上显示。
[0071]具体地,相应的系统控制及数据处理部分中的DSP是作为超声成像设备中的主处理器,如图6所示,其具体的采用的处理流程可以包括以下处理过程:
[0072](I)在系统上电复位之后,需要依次进行DSP和超声模拟前端的初始化工作。对DSP的初始化分为核心和外设两大块。核心的初始化包括对DSP时钟和PLL (锁相环)的初始化,以及对系统缓存的配置。对DSP外设的初始化在DSP核心的初始化之后进行,分别使能GP1 (通用输入/输出)、EPWM(增强脉冲宽度调制)、SPI (串行外设接口)、UART (通用异步收发传输器)和EMIFA (外部存储器接口)的时钟,而后配置DSP的1 (输入输出)的MUX (数据选择器),将对应的1 口用作外设10。之后分别初始化UART0、EPWM1、EMIFA,最后配置SPI外设。
[0073](2)DSP通过SPI配置超声模拟前端的寄存器,配置内容包括高通滤波器、抗混叠滤波器、时间增益补偿、输出格式。
[0074](3)对于一次超声波的收发,首先由DSP初始化图像数组和进行收发计数,依据收发计数值控制模拟开关选通对应的通道。在通道选择完成后,由DSP的EPWMl外设发射3个周期的2.5MHz互补脉冲信号,驱动高压脉冲发生器产生高压脉冲驱动超声探头的换能器,实现超声波发射。
[0075](4)超声脉冲发射结束后即开始回波接收,此时需要打开收发开关,而后等待超声模拟前端接收超声回波。超声模拟前端对回波
当前第2页1 2 3 
网友询问留言 已有0条留言
  • 还没有人留言评论。精彩留言会获得点赞!
1