研究目的
开发一种低成本、紧凑、高速且可编程的基于FPGA的多模态成像系统,用于前瞻性IVPA和IVUS成像。
研究成果
所开发的基于FPGA的多模态成像系统具有低成本、紧凑、高速和可编程的特点,适用于双模态前视IVUS/IVPA成像。该系统为研究和临床IVPA及IVUS成像提供了便捷的后端平台。
研究不足
在软件驱动的超声成像模式下,系统帧率受限于FPGA与PC之间的数据传输速率以及PC的处理速度。激光脉冲超声成像模式则受限于激光器的重复频率。
1:实验设计与方法选择:
系统采用16通道超声发射与接收设计(寄存器传输级实现),中央系统控制器以有限状态机形式构建。
2:样本选择与数据来源:
测试使用电容式微机械超声换能器(CMUT)阵列。
3:实验设备与材料清单:
包含定制前端模拟电路板、ADC板卡(FMC116, 4DSP公司)、FPGA评估板(VC707, Virtex-7, 赛灵思公司)、激光系统(Phocus Mobile, Opotek公司)及计算机(OptiPlex 9010, 戴尔公司)。
4:实验流程与操作规范:
支持多模式运行,包括光声(PA)与超声联合成像、硬件高速率超声成像、软件驱动超声成像及流速测量。
5:数据分析方法:
系统在FPGA端执行动态接收波束形成(DRBF),并将波束合成数据传输至计算机进行后处理。
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获取完整内容-
ADC Board
FMC116
4DSP LLC
Digitizes the received acoustic signals
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FPGA Evaluation Board
VC707
Xilinx Inc.
Implements the central processor of the system
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Laser System
Phocus Mobile
Opotek Inc.
Provides optical illumination for PA imaging
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PC
OptiPlex 9010
Dell Inc.
User interface, image post-processing, and display
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HV Pulser
MAX14808
Maxim Integrated Inc.
Generates a bipolar HV signal to excite the CMUT array element
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LNA
MAX2034
Maxim Integrated Inc.
Amplifies the acoustic signals converted by the CMUT
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Buffer
AD8044
Maxim Integrated Inc.
Transmits the amplified signals to the ADC board
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