專利名稱：嵌入式b型超聲診斷設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型屬于醫(yī)療儀器，特別涉及一種嵌入式B型超聲診斷設(shè)備，是一種內(nèi)含 嵌入式操作系統(tǒng)的B型超聲診斷設(shè)備。
背景技術(shù)：
全數(shù)字B型超聲診斷儀具有無(wú)創(chuàng)傷、簡(jiǎn)便易行、相對(duì)價(jià)廉等優(yōu)勢(shì)，在臨床中越來(lái)越 得到廣泛的應(yīng)用。它將超聲波技術(shù)、微電子技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、機(jī)械設(shè)計(jì)與制造及生物醫(yī)學(xué) 工程等技術(shù)融合在一起。目前，公知的全數(shù)字B型超聲診斷儀由包括探頭、控制鍵盤(pán)、前級(jí) 控制器的前端信號(hào)采集部分和包括功能鍵盤(pán)、CPU、存儲(chǔ)器、顯示器的信號(hào)處理部分構(gòu)成。其 基本工作過(guò)程是首先在前端信號(hào)采集部分接收到用戶通過(guò)控制鍵盤(pán)發(fā)出的命令，然后前 級(jí)控制器根據(jù)命令控制探頭發(fā)射超聲波并接收回波信號(hào)，CPU分別進(jìn)行前期處理、后期處 理、合成圖像，最后顯示圖像。因此，由一個(gè)實(shí)時(shí)CPU時(shí)鐘控制的掃描、前期處理、后期處理， 包括DSC處理和平滑化的視頻圖像處理系統(tǒng)，同時(shí)顯示常規(guī)的內(nèi)容、標(biāo)注信息、各科室需要 的算法處理及顯示，圖像的存儲(chǔ)、回放，鍵盤(pán)等的控制也是由CPU完成的，由于CPU的負(fù)擔(dān)過(guò) 重，所以整個(gè)系統(tǒng)的實(shí)時(shí)性、可靠性和兼容性較差，在正常工作時(shí)會(huì)出現(xiàn)死機(jī)現(xiàn)象。
發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型的目的在于提供一種嵌入式B型超聲診斷設(shè)備，該設(shè)備采用多處理器 協(xié)同工作提高了系統(tǒng)的實(shí)時(shí)性、可靠性和兼容性，在正常工作時(shí)不會(huì)出現(xiàn)死機(jī)現(xiàn)象。為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型的技術(shù)方案是一種嵌入式B型超聲診斷設(shè)備，包括殼體和顯示器，在殼體中安裝有信號(hào)采集和 處理電路，所述信號(hào)采集和處理電路包括8路A/D轉(zhuǎn)換電路、FPGA芯片和ARM9芯片，F(xiàn)PGA 芯片連接有動(dòng)態(tài)存儲(chǔ)器，所述8路A/D轉(zhuǎn)換電路接收來(lái)自探頭的超聲波信號(hào)，所述8路A/D 轉(zhuǎn)換電路的輸出連接至FPGA芯片的數(shù)據(jù)輸入口，所述FPGA芯片的控制口與ARM9芯片的控 制口連接，ARM9芯片的數(shù)據(jù)口連接FPGA芯片的數(shù)據(jù)口，F(xiàn)PGA芯片連接顯示器。所述動(dòng)態(tài)存儲(chǔ)器包括用于圖像回放的SDRAM存儲(chǔ)器、用于數(shù)據(jù)運(yùn)算的SRAM存儲(chǔ)器 和用于存儲(chǔ)幀圖像的SRAM存儲(chǔ)器。所述FPGA芯片內(nèi)部順序連接設(shè)置有數(shù)據(jù)接收模塊、用于調(diào)節(jié)回波信號(hào)強(qiáng)度的可 變孔徑控制模塊、得到一線波束數(shù)據(jù)的聚焦延時(shí)疊加模塊、隔直降噪處理模塊、動(dòng)態(tài)濾波模 塊、包絡(luò)檢波模塊和對(duì)數(shù)壓縮模塊。所述FPGA芯片內(nèi)部還進(jìn)一步設(shè)置有時(shí)鐘管理模塊，所述時(shí)鐘管理模塊輸出的時(shí) 鐘有 20MHZ、40MHZ、50MHZ、80MHZ。本實(shí)用新型的有益效果是本實(shí)用新型采用多處理器協(xié)同工作，采用嵌入式操作 系統(tǒng)，模塊化及可伸縮性、實(shí)時(shí)性能好，通信能力強(qiáng)大，界面豐富美觀，使得整個(gè)B超系統(tǒng)性 能更穩(wěn)定，在正常工作時(shí)不會(huì)出現(xiàn)死機(jī)現(xiàn)象。
以下結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型做進(jìn)一步詳細(xì)的描述。
圖1為本實(shí)用新型系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖；圖2為本實(shí)用新型FPGA芯片中各模塊的關(guān)系圖。
具體實(shí)施方式
一種嵌入式B型超聲診斷設(shè)備實(shí)施例，參見(jiàn)圖1和圖2包括殼體，殼體上安裝有顯 示器，在殼體中安裝有信號(hào)采集和處理電路，所述信號(hào)采集和處理電路包括8路A/D轉(zhuǎn)換電 路1、FPGA芯片2和ARM9芯片3，F(xiàn)PGA芯片連接有動(dòng)態(tài)存儲(chǔ)器，所述8路A/D轉(zhuǎn)換電路接收 來(lái)自探頭4的超聲波信號(hào)，所述8路A/D轉(zhuǎn)換電路的輸出連接至FPGA芯片的數(shù)據(jù)輸入口， 所述FPGA芯片的控制口與ARM9芯片的控制口連接，ARM9芯片的數(shù)據(jù)口連接FPGA芯片的 數(shù)據(jù)口，F(xiàn)PGA芯片連接顯示器5。所述動(dòng)態(tài)存儲(chǔ)器包括用于圖像回放的SDRAM存儲(chǔ)器6、用于數(shù)據(jù)運(yùn)算的SRAM存儲(chǔ) 器7和用于存儲(chǔ)幀圖像的SRAM存儲(chǔ)器8。所述FPGA芯片內(nèi)部順序連接設(shè)置有數(shù)據(jù)接收模塊201、用于調(diào)節(jié)回波信號(hào)強(qiáng)度 的可變孔徑控制模塊202、得到一線波束數(shù)據(jù)的聚焦延時(shí)疊加模塊203、隔直降噪處理模塊 204、動(dòng)態(tài)濾波模塊205、包絡(luò)檢波模塊206和對(duì)數(shù)壓縮模塊207。所述FPGA芯片內(nèi)部還進(jìn)一步設(shè)置有時(shí)鐘管理模塊208，所述時(shí)鐘管理模塊輸出的 時(shí)鐘有 20MHZ、40MHZ、50MHZ、80MHZ。所述可變孔徑控制模塊中包括有7組獨(dú)立的高速乘法器，所述聚焦延時(shí)疊加模塊 中包括有7個(gè)獨(dú)立的高速加法器，所述隔直降噪處理模塊包括有2-9MHz的FIR帶通濾波 器，所述動(dòng)態(tài)濾波模塊包括有FIR帶通濾波器，所述包絡(luò)檢波模塊包括有3MHz32階FIR帶 通濾波器。實(shí)施例中ARM9采用的型號(hào)是三星公司的2440，F(xiàn)PGA選用Xilinx公司斯巴達(dá)系列 的 XC3S700A。實(shí)施例中ARM9安裝嵌入式操作系統(tǒng)，完成輔助顯示內(nèi)容、標(biāo)注信息等的疊加，各 科室需要的算法處理及顯示，圖像的存儲(chǔ)、回放等控制。FPGA外掛幾個(gè)RAM芯片，用來(lái)存放 電影回放、測(cè)量計(jì)算和幀存儲(chǔ)。ARM9用來(lái)內(nèi)嵌操作系統(tǒng)，規(guī)劃視頻界面，F(xiàn)PGA解析前端處理 命令，并在內(nèi)部通過(guò)數(shù)字圖像處理技術(shù)，實(shí)現(xiàn)圖像插值、坐標(biāo)變換、幀相關(guān)、線相關(guān)等圖像處 理，ARM9與FPGA實(shí)時(shí)通信，監(jiān)督管理FPGA內(nèi)部的操作，同時(shí)ARM9實(shí)現(xiàn)部分按鍵的功能控 制。FPGA前級(jí)處理作用就是發(fā)射和接受超聲信號(hào)，并把最原始的回波信號(hào)在FPGA中 運(yùn)用復(fù)雜的數(shù)字信號(hào)處理算法，還原出原始圖像。整個(gè)系統(tǒng)的后級(jí)信號(hào)處理部分采用ARM9 系統(tǒng)與FPGA協(xié)同處理，ARM9內(nèi)部植入嵌入式操作系統(tǒng)，處理功能按鍵和FPGA后級(jí)處理的 通信，F(xiàn)PGA與ARM9顯示部分的接口采用ARM9的液晶接口，讀寫(xiě)時(shí)序模仿液晶的讀寫(xiě)操作 時(shí)序。這樣FPGA只負(fù)責(zé)后級(jí)圖像的處理，而系統(tǒng)的操作就轉(zhuǎn)交給ARM9內(nèi)部的嵌入式操作 系統(tǒng)來(lái)處理。另外，F(xiàn)PGA控制存放臨時(shí)數(shù)據(jù)如幀存儲(chǔ)或測(cè)量數(shù)據(jù)。最后通過(guò)FPGA和ARM9 一同把超聲圖像顯示到CRT顯示器上。
權(quán)利要求嵌入式B型超聲診斷設(shè)備，包括殼體和顯示器，在殼體中安裝有信號(hào)采集和處理電路，其特征在于，所述信號(hào)采集和處理電路包括8路A/D轉(zhuǎn)換電路、FPGA芯片和ARM9芯片，F(xiàn)PGA芯片連接有動(dòng)態(tài)存儲(chǔ)器，所述8路A/D轉(zhuǎn)換電路接收來(lái)自探頭的超聲波信號(hào)，所述8路A/D轉(zhuǎn)換電路的輸出連接至FPGA芯片的數(shù)據(jù)輸入口，所述FPGA芯片的控制口與ARM9芯片的控制口連接，ARM9芯片的數(shù)據(jù)口連接FPGA芯片的數(shù)據(jù)口，F(xiàn)PGA芯片連接顯示器。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述嵌入式B型超聲診斷設(shè)備，其特征在于，所述動(dòng)態(tài)存儲(chǔ)器包括用 于圖像回放的SDRAM存儲(chǔ)器、用于數(shù)據(jù)運(yùn)算的SRAM存儲(chǔ)器和用于存儲(chǔ)幀圖像的SRAM存儲(chǔ)器。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述嵌入式B型超聲診斷設(shè)備，其特征在于，所述FPGA芯片內(nèi)部順 序連接設(shè)置有數(shù)據(jù)接收模塊、用于調(diào)節(jié)回波信號(hào)強(qiáng)度的可變孔徑控制模塊、得到一線波束 數(shù)據(jù)的聚焦延時(shí)疊加模塊、隔直降噪處理模塊、動(dòng)態(tài)濾波模塊、包絡(luò)檢波模塊和對(duì)數(shù)壓縮模 塊。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述嵌入式B型超聲診斷設(shè)備，其特征在于，所述FPGA芯片內(nèi)部還 進(jìn)一步設(shè)置有時(shí)鐘管理模塊，所述時(shí)鐘管理模塊輸出的時(shí)鐘有20MHZ、40MHZ、50MHZ、80MHZ。
專利摘要本實(shí)用新型涉及一種嵌入式B型超聲診斷設(shè)備，包括殼體和顯示器，在殼體中安裝有信號(hào)采集和處理電路，所述信號(hào)采集和處理電路包括8路A/D轉(zhuǎn)換電路、FPGA芯片和ARM9芯片，F(xiàn)PGA芯片連接有動(dòng)態(tài)存儲(chǔ)器，所述8路A/D轉(zhuǎn)換電路接收來(lái)自探頭的超聲波信號(hào)，所述8路A/D轉(zhuǎn)換電路的輸出連接至FPGA芯片的數(shù)據(jù)輸入口，所述FPGA芯片的控制口與ARM9芯片的控制口連接，ARM9芯片的數(shù)據(jù)口連接FPGA芯片的數(shù)據(jù)口，F(xiàn)PGA芯片連接顯示器；本發(fā)明的有益效果是采用多處理器協(xié)同工作，采用嵌入式操作系統(tǒng)，模塊化及可伸縮性、實(shí)時(shí)性能好，通信能力強(qiáng)大，界面豐富美觀，使得整個(gè)B超系統(tǒng)性能更穩(wěn)定，在正常工作時(shí)不會(huì)出現(xiàn)死機(jī)現(xiàn)象。
文檔編號(hào)A61B8/00GK201759585SQ20102029637
公開(kāi)日2011年3月16日 申請(qǐng)日期2010年8月19日 優(yōu)先權(quán)日2010年8月19日
發(fā)明者周東旭, 王蘭芳, 王國(guó)賓, 胡坤 申請(qǐng)人:秦皇島市康泰醫(yī)學(xué)系統(tǒng)有限公司