基于FPGA的医用超声内窥镜旋转扫描成像系统的研究.rar

医用超声内窥镜是电子内窥镜技术与超声传感技术、微机电技术、现代计算机技术等高新技术不断发展和融合的产物，是当前应用前景非常广阔的医疗仪器。超声内窥镜成像系统以电子内窥镜系统为基础，将超声探头经由电子内窥镜活检通道伸入体腔、接近目标器官，由微型电动机驱动超声探头实现扇面扫描，获得消化器官管壁各个断层的组织学特征。与电子内窥镜相比，提高了早期病变诊断的能力。与体外超声相比，探头与器官间距离短，避免了脂肪、体腔内气体对成像的影响，获得的图像信息要比体表上获得的扫描信息准确详细。 本课题旨在设计基于FPGA的超声内窥镜旋转扫描成像系统。本文首先简单的介绍了超声成像原理及超声波的发射、接收电路；然后依据旋转扫描的特点，设计了系统时序及图像的坐标变换，并获得了实际物体的扫描图像；最后，对实际物体的扫描图像的清晰度、分辨率进行分析，提出了改善超声图像质量的数字化改造方案。 超声成像是利用换能材料的逆压电效应，将高频电脉冲激励以声波的形式在人体内发射，声波遇到组织器官界面时将产生脉冲回波信号；利用换能材料正压电效应检测这些回波信号，将其转化为电信号，并进行成像处理，就能对此组织器官进行定位，并检测组织的特性。超声波发射电路采用储能电感瞬时放电方式。回波接收电路包括放大、增益补偿、滤波、检波及A/D转换电路。A/D转换后的数字图像信号经USB2.0数据接口电路进入计算机处理。 现场可编程逻辑阵列(FPGA)作为旋转扫描成像的核心控制模块，主要实现了对旋转马达、超声波激发、A/D转换以及数据传输的同步控制。显示程序根据旋转扫描的特点，对经USB2.0接口采集到的回波数据进行坐标变换和插值处理，得到物体的断层扫描图像。 本课题利用连续马达获得了实际物体的旋转扫描图像，验证了系统的正确性。最后，分析了此系统中影响成像质量的问题所在，提出了以编码激励和数字解调为主体的数字化超声内窥镜成像系统方案。

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