高分辨率超声成像系统设计

摘要

伴随着通信技术、电子与计算机技术以及压电材料等高新技术的日新月异，超声作为一种无创、实时、方便、经济的成像技术，广泛的应用于医学影像当中。，但是常规超声设备多为低频，分辨率不高，在眼科、血管内超声以及动物胚胎的临床研究中，无法得到高清晰的组织结构图，从而难以准确的确定疾病的发生、发展和严重程度。本文设计和制作了一种具有高分辨率成像效果的灵活便携的超声成像系统，并在此系统上实现二维超声扫描和血管内超声成像的相关技术研究，验证系统的高分辨率成像性能。本文的主要工作如下：
　　（1）首先对超声波的基本知识以及超声成像的基本原理进行了详细的介绍，其次重点讲解超声成像系统的硬件电路设计，包括超声脉冲激励的发射电路，回波数据的接收电路以及回波接收通道的模拟滤波器设计，本章为后续章节的介绍打下了重要的理论基础。
　　（2）介绍FIR滤波、Hilbert变换、CORDIC等数字信号处理算法，并完成其在FPGA中的实现工作。
　　（3）完成血管内超声和二维超声扫描成像平台的搭建工作，其中包括电机的选型和采购、wire模的制作、换能器SMA接头的连接与制作、猪颈动脉血管的选取和后期处理
　　（4）完成超声原始数据 RF data的采集，并运用Matlab软件，完成图像数据的去噪，提高 SNR以及DSC坐标变换的工作。

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第一章 绪 论

1.1 课题的背景与意义

1.2 国内外研究现状

1.3 课题来源、研究内容及章节架构

第二章 超声成像原理及系统设计

2.1 超声以及超声成像原理

2.2 超声成像系统的总体设计

2.3 本章小结

第三章 FPGA成像算法及高速数据传输

3.1 FPGA简介

3.2 超声成像中的数字信号处理算法

3.3 USB3.0数据传输

3.4 本章小结

第四章 二维超声扫描成像系统及实验结果

4.1 二维超声扫描成像系统介绍

4.2 二维超声扫描成像实验结果

4.3 本章小结

第五章 血管内超声成像系统及实验结果

5.1 血管内超声成像系统介绍

5.2 血管内超声成像实验结果

5.3本章小结

第六章 结 论

致谢

攻读硕士期间取得的学术成果

参考文献

附录A 超声成像平台实物图

附录B 二维超声扫描成像系统实物图

附录C 血管内超声成像系统实物图