專(zhuān)利名稱：數(shù)字掃描坐標(biāo)變換信息處理裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型屬于醫(yī)療電子儀器。
國(guó)外現(xiàn)有的醫(yī)療超聲診斷儀器大多數(shù)具有數(shù)字掃描座標(biāo)變換裝置，但是這種裝置結(jié)構(gòu)相當(dāng)復(fù)雜，造價(jià)昂貴，如進(jìn)口一臺(tái)日本東芝的SSH－65A型或SSH－60A／SDS－60A型數(shù)字掃描座標(biāo)變換裝置需要數(shù)萬(wàn)美元；而國(guó)內(nèi)的醫(yī)療超聲診斷儀器尚無(wú)裝備這種信息處理裝置。
本實(shí)用新型的目的是提供一種改進(jìn)的數(shù)字掃描座標(biāo)變換信息處理裝置，不僅能顯示單B型、雙B型、B／M型、B／D型的圖象，而且能顯示E·C·G、P·C·G脈波等參考生理信息，并且在同一屏幕上顯示有關(guān)心功能計(jì)算值及相應(yīng)的字符，人體圖形等，并能實(shí)現(xiàn)上述圖象的凍結(jié)，與同類(lèi)裝置相比，使其幀控電路，輸入輸出緩沖電路、微機(jī)控制電路所使用的器件減少將近一半。
B型扇掃超聲成象系統(tǒng)中，數(shù)字掃描座標(biāo)變換信息處理裝置的作用是將極坐標(biāo)系轉(zhuǎn)換為可供電視水平掃描顯示的直角座標(biāo)系。經(jīng)過(guò)這種變換后，可將成象顯示制式統(tǒng)一到標(biāo)準(zhǔn)電視光柵掃描制式上來(lái)，這樣可使得超聲成象系統(tǒng)的顯示、記錄裝置標(biāo)準(zhǔn)化。
本實(shí)用新型的原理是這樣實(shí)現(xiàn)的由A／D變換器(1)將從診斷儀主機(jī)來(lái)的B、M型超聲信息及參考信息的模擬量變換成為數(shù)字量。在時(shí)鐘電路(8)和微機(jī)控制系統(tǒng)(10)的控制之下，分別把B、M和參考信息送到輸入緩沖前處理電路(2)和參考信號(hào)存貯電路(11)，把經(jīng)電路(2)處理后所得的A型信息送A型信息存貯電路(9)，B、M型信息送幀存電路(3)。從幀存電路(3)讀出的B、M型信息經(jīng)插值處理，輸出緩沖及后處理電路(7)處理后，送到復(fù)合視頻信號(hào)合成電路(5)與電路(9)。電路(11)及電路(12)送來(lái)的A型、參考及圖形測(cè)量信號(hào)在時(shí)鐘電路(8)及時(shí)序控制電路(13)的作用下，把合成的數(shù)字信號(hào)經(jīng)D／A變換電路(5)后變?yōu)榉想娨晵呙璧膹?fù)合視頻模擬信號(hào)送監(jiān)視器(16)進(jìn)行調(diào)輝顯示。


圖1是本實(shí)用新型的原理方框圖。
圖2是本實(shí)用新型的時(shí)鐘電路(8)原理圖。
圖3是本實(shí)用新型幀控電路(7)原理圖。
圖4是本實(shí)用新型的插值及后處理電路(4)原理圖。
圖5是本實(shí)用新型的電路(12)中的A型超聲顯示板原理圖。
圖6是本實(shí)用新型的時(shí)序控制電路(13)原理圖。
圖7是本實(shí)用新型的幀存電路(3)原理圖。
圖1中，(1)是A／D變換器、(2)是輸入緩沖前處理電路、(3)是幀存貯器、(4)是插值及后處理電路、(5)是復(fù)合視頻信號(hào)合成電路、(6)是TV顯示電路、(7)是幀控電路、(8)是時(shí)鐘發(fā)生器、(9)是A型信息存貯電路、(10)是微機(jī)控制系統(tǒng)、(11)是參考信號(hào)存貯電路、(12)是圖形測(cè)量存貯電路、(13)是時(shí)序控制電路。
圖2中，(14)是43.5M振蕩器、(15)是移位寄存器、(16)是讀信號(hào)發(fā)生器、(17)是寫(xiě)信號(hào)發(fā)生器、(18)是分頻電路、(19)是讀寫(xiě)行選發(fā)生器、(20)是驅(qū)動(dòng)器、(21)是延時(shí)器、(22)是寫(xiě)使能信號(hào)發(fā)生器、(23)是移位時(shí)鐘發(fā)生器。由石英晶體構(gòu)成的主振蕩器(14)所產(chǎn)生的43.5MHZ的信號(hào)是整個(gè)系統(tǒng)和時(shí)鐘電路的時(shí)基，分別送到電路(15)、(16)、(17)和(18)作為時(shí)鐘，用來(lái)控制移位寄存器(15)和讀、寫(xiě)信號(hào)發(fā)生器(16)、(17)組成的閉環(huán)電路的同步，該閉環(huán)所產(chǎn)生的環(huán)形移位信號(hào)和讀、寫(xiě)信號(hào)送到行選信號(hào)發(fā)生器(19)由組合電路形成行選信號(hào)，經(jīng)驅(qū)動(dòng)器(20)輸出，同時(shí)行選信號(hào)經(jīng)延時(shí)器(21)產(chǎn)生列選信號(hào)和地址選擇信號(hào)。行選信號(hào)也送入寫(xiě)使能信號(hào)發(fā)生器(22)和相應(yīng)的移位信號(hào)合成為所需要的寫(xiě)使能信號(hào)，另外相應(yīng)的移位信號(hào)及電路(16)產(chǎn)生的讀信號(hào)和分頻電路(18)產(chǎn)生的10.875MHZ經(jīng)組合電路(23)形成了并、串轉(zhuǎn)換電路所需的置數(shù)及移位脈沖信號(hào)，43.5MHZ經(jīng)分頻器(18)分別產(chǎn)生后續(xù)電路所必須的時(shí)鐘14.5MHZ和10.875MHZ的信號(hào)。
時(shí)鐘電路產(chǎn)生一系列時(shí)鐘信號(hào)去控制整個(gè)數(shù)字掃描轉(zhuǎn)換系統(tǒng)，該電路結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，國(guó)外時(shí)鐘電路中的行選、列選用兩套電路，本實(shí)用新型只用一套電路，用延時(shí)方法同時(shí)產(chǎn)生行、列信號(hào)，所以本實(shí)用新型的時(shí)鐘電路與日本東芝同類(lèi)產(chǎn)品相比，器件減少了40％左右，且穩(wěn)定性提高。
圖3中，(24)是微處理器CPU、(25)、(26)、(27)分別為實(shí)現(xiàn)極坐標(biāo)系變換為直角坐標(biāo)系的常數(shù)X1、Y1、ΔX、ΔY的寄存器，(28)、(29)分別為ΔX、ΔY累加器。它們分別用采樣時(shí)鐘實(shí)現(xiàn)各矢徑線上ΔX、ΔY的累加，(31)、(32)分別為X寫(xiě)地址及Y寫(xiě)地址計(jì)數(shù)器，在予置信號(hào)發(fā)生器(30)產(chǎn)生的予置信號(hào)作用下，分別把X1、Y1置入X、Y寫(xiě)地址計(jì)數(shù)器之后由ΔX、ΔY累加器的輸出控制X、Y寫(xiě)地址計(jì)數(shù)器的使能端，在寫(xiě)時(shí)鐘的作用下給出幀存貯器X、Y寫(xiě)地址。幀存貯器的寫(xiě)信號(hào)分別在X地址低四位和凍結(jié)控制電路(39)作用下由寫(xiě)信號(hào)譯碼器(40)產(chǎn)生。上述的X、Y寫(xiě)地址和寫(xiě)信號(hào)已分別是實(shí)現(xiàn)了坐標(biāo)轉(zhuǎn)換后的直角坐標(biāo)的地址。(33)、(34)、(35)、(36)是讀地址發(fā)生電路，在場(chǎng)行消隱信號(hào)和讀時(shí)鐘脈沖控制下分時(shí)地往幀存貯器送出讀、寫(xiě)地址。(38)為地址驅(qū)動(dòng)器、(41)是寫(xiě)數(shù)據(jù)禁止信號(hào)發(fā)生器電路，產(chǎn)生的數(shù)據(jù)禁止信號(hào)去時(shí)鐘發(fā)生器單元控制寫(xiě)使能電路。(其中，X1、Y1是極坐標(biāo)的原點(diǎn)，ΔX、ΔY是直角坐標(biāo)增量，X、Y是未點(diǎn)的直角坐標(biāo))。
該幀控電路的任務(wù)是完成坐標(biāo)變換并產(chǎn)生讀寫(xiě)控制信號(hào)和顯示方式轉(zhuǎn)換控制信號(hào)。其特點(diǎn)坐標(biāo)變換以R－θ模式來(lái)實(shí)現(xiàn)，為了提高變換速度，把單位坐標(biāo)變換的計(jì)算從人工完成并寫(xiě)入ROM中，按矢徑線在CPU控制下以簡(jiǎn)單的累加器和地址計(jì)數(shù)器來(lái)完成。在讀、寫(xiě)方式方面外國(guó)多數(shù)用兩個(gè)幀存貯器，而本實(shí)用新型采用一個(gè)，去掉了一百多個(gè)存貯器芯片。顯示方式的控制僅控制坐標(biāo)原點(diǎn)的改變，便可以實(shí)現(xiàn)雙B型、M、B／M、B／D型顯示，與國(guó)外同類(lèi)儀器相比，減去了8bit／4bit轉(zhuǎn)換電路，同時(shí)雙B型顯示用8bit而國(guó)外只用4bit，不僅電路簡(jiǎn)單，少用了三分之一電路芯片，而且顯示灰階數(shù)有了相對(duì)提高。
圖4中，(42)是檢零電路，虛框內(nèi)電路是對(duì)扇形圖象進(jìn)行插補(bǔ)的一部分控制電路，是本實(shí)用新型所特有的。它能自動(dòng)檢出圖形的兩個(gè)邊緣，從而只對(duì)圖象內(nèi)部進(jìn)行插補(bǔ)，其中(43)與(44)是移位隊(duì)列、(45)是編碼目，將全零輸出信號(hào)位。(46)也是移位隊(duì)列、(47)是D觸發(fā)器，控制信號(hào)由此輸出去插補(bǔ)單元(48)。
插值及后處理電路的任務(wù)是沿水平行掃描線方向，對(duì)兩相鄰矢徑線之間未采樣的空洞，根據(jù)兩條矢徑線上相應(yīng)數(shù)據(jù)和行方向上兩數(shù)據(jù)間的空洞數(shù)求取插補(bǔ)增量來(lái)逐點(diǎn)進(jìn)行填補(bǔ)消除空洞所形成的云紋狀。本實(shí)用新型的特點(diǎn)是采用了在兩條矢徑線間沿水平掃線可變插值的線性插值算法，使顯示遠(yuǎn)場(chǎng)亮度均勻，遠(yuǎn)場(chǎng)圖象更加連續(xù)、細(xì)致，克服了其它相控陣儀器所用在兩條矢徑線間插入固定的兩線、三線的作法所帶來(lái)的近場(chǎng)亮度過(guò)大，而遠(yuǎn)場(chǎng)插值不足，圖象不細(xì)的缺點(diǎn)。
圖5中，(49)、(50)是計(jì)數(shù)器，(51)、(52)是D觸發(fā)器，(53)是與非門(mén)，(54)是異或門(mén)，(55)是與門(mén)。兩路送到計(jì)數(shù)器的數(shù)據(jù)為相鄰兩采樣點(diǎn)的數(shù)據(jù)，分別予置到這兩個(gè)計(jì)數(shù)器(49)、(50)里。當(dāng)每行開(kāi)展掃描時(shí)，D觸發(fā)器(51)、(52)輸出為零，總輸出也為零。當(dāng)開(kāi)始顯示時(shí)，兩計(jì)數(shù)器(49)、(50)開(kāi)始計(jì)數(shù)。當(dāng)任意一個(gè)計(jì)數(shù)器計(jì)到所要求的值時(shí)就發(fā)出一個(gè)脈沖使相應(yīng)的D觸發(fā)器置1，通過(guò)后序電路總輸出為1。當(dāng)另一個(gè)計(jì)數(shù)器也計(jì)到所要求的值時(shí)，相應(yīng)的D觸發(fā)器也置1，這樣兩個(gè)相鄰的采樣點(diǎn)連成了線。本電路與其它超聲診斷儀所用電路相比，最大特點(diǎn)也即最大優(yōu)點(diǎn)是虛線框內(nèi)的電路新穎、獨(dú)特、簡(jiǎn)單。
圖6中，(56)是計(jì)數(shù)器，(57)是ROM，(58)是寄存器，(59)是計(jì)數(shù)器，(60)是ROM，(61)是寄存器，(62)是寄存器，此電路用來(lái)產(chǎn)生電視同步信號(hào)，計(jì)數(shù)器(56)總的計(jì)數(shù)時(shí)間周期為一行的時(shí)間，ROM(57)中存上與行有關(guān)的信號(hào)，寄存器(58)為緩沖輸出，計(jì)數(shù)器(59)的總計(jì)數(shù)時(shí)間周期為一場(chǎng)的時(shí)間，ROM(60)中存上與場(chǎng)有關(guān)的信號(hào)，寄存器(61)為緩沖輸出。寄存器(62)為本電路的關(guān)鍵反饋環(huán)路，其反饋信號(hào)加到ROM(57)的地址上，在ROM(57)中不同的地址上放上不同的信息，根據(jù)ROM(60)輸出信息的改變，在寄存器(58)的同一口上，輸出信息就可以隨不同的行而變。比如可以直接輸出復(fù)合同步與復(fù)合消隱，但此時(shí)所用的ROM單位就比順序進(jìn)行整場(chǎng)計(jì)數(shù)來(lái)產(chǎn)生復(fù)合同步、復(fù)合消隱要少的多。
圖7中(63)是512×512×8bit的存貯器。(64)是數(shù)據(jù)并串轉(zhuǎn)換器，(65)是幀相關(guān)電路，(66)是數(shù)據(jù)選則器。在幀存貯器控制電路的作用下，把輸入緩沖器送來(lái)的數(shù)據(jù)存入幀存或從其中讀出后分別送入P／S轉(zhuǎn)換(64)和幀相關(guān)電路(65)進(jìn)行新數(shù)據(jù)的并串轉(zhuǎn)換和老數(shù)據(jù)的選取，以便分別送插值電路和輸入緩沖來(lái)完成沿水平掃線的數(shù)據(jù)插值及新老數(shù)據(jù)的幀相關(guān)處理。
由于本實(shí)用新型采用以上幀存貯器結(jié)構(gòu)，因而只用一個(gè)存貯器即可實(shí)現(xiàn)代替兩個(gè)存貯器讀、寫(xiě)交替的功能，而且本實(shí)用新型輝度等級(jí)為64個(gè)灰階，因而圖象清晰度上升。
該裝置已用在“七·五”攻關(guān)的B型扇掃超聲診斷儀上，使得整機(jī)分辨率達(dá)到縱向≤2毫米橫向≤2.5毫米灰階達(dá)到64階，圖象畫(huà)面細(xì)致清晰。
顯示方式可以有B、BB、B／M、A，可同時(shí)顯示E·C·G、P·C·G等多種生理信息及各種字符，還具有多種測(cè)量和計(jì)算功能。
權(quán)利要求1.一種數(shù)字掃描座標(biāo)變換信息處理裝置，由A/D變換器(1)、輸入緩沖前處理電路(2)、幀存貯器(3)、插值及后處理電路(4)、復(fù)合視頻信號(hào)合成電路(5)、TV顯示電路(6)、幀控電路(7)、時(shí)鐘發(fā)生器(8)、A型信息存貯電路(9)、微機(jī)控制系統(tǒng)(10)、參考信號(hào)存貯電路(11)組成，本實(shí)用新型的特征是，所說(shuō)的電路(2)中有A型超聲顯示板、所說(shuō)的幀存電路(3)中的存貯器(63)后面并接有數(shù)據(jù)并串轉(zhuǎn)換器(64)和幀相關(guān)電路(65)、所說(shuō)的電路(4)中有一對(duì)扇形圖象進(jìn)行插補(bǔ)的控制電路。所說(shuō)的幀控電路(7)內(nèi)有一微處理器(24)，微處理器(24)后并接有寄存器(25)、(26)、(27)，予置信號(hào)發(fā)生器(30)、寫(xiě)數(shù)字信號(hào)發(fā)生器(41)、寄存器(26)后并接有累加器(28)、(29)，由寄存器(25)和予置信號(hào)發(fā)生器(30)發(fā)出的信號(hào)經(jīng)累加器(28)控制送入地址接受器(31)，寄存器(27)發(fā)出的信號(hào)由累加器(29)控制送入地址接受器(32)，接受器(31)、(32)后有一選擇器(37)，選擇信號(hào)后，經(jīng)驅(qū)動(dòng)器(38)輸出，所說(shuō)的時(shí)鐘電路(8)的振蕩器(14)的后面并接有移位寄存器(15)、讀信號(hào)發(fā)生器(16)、寫(xiě)信號(hào)發(fā)生器(17)、分頻電路(18)，移位寄存器(15)、讀信號(hào)發(fā)生器(16)、寫(xiě)信號(hào)發(fā)生器(17)組成閉環(huán)，所說(shuō)的時(shí)序控制電路(13)中的寄存器(58)、(61)的后面增加一將信息反饋到ROM(57)的寄存器。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的數(shù)字掃描座標(biāo)變換信息處理裝置，其特征在于所說(shuō)的A型超聲顯示板的計(jì)數(shù)器(49)、(50)后面分別接有D觸發(fā)器(51)、(52)，同時(shí)和一與非門(mén)(53)相連，D觸發(fā)器(51)、(52)的信號(hào)同時(shí)送入一異或門(mén)(54)，與非門(mén)(53)、異或門(mén)(54)的輸出信號(hào)同時(shí)送入與門(mén)(55)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的數(shù)字掃描座標(biāo)變換信息處理裝置，其特征在于所說(shuō)的對(duì)扇形圖象進(jìn)行插補(bǔ)的控制電路由檢零電路(42)后順接的移位隊(duì)列(43)、(44)，接受移位隊(duì)列(43)并聯(lián)輸出的編碼器(45)，編碼器(45)后的移位隊(duì)列(46)以及接受移位隊(duì)列(44)、(46)輸出的D觸發(fā)器(47)組成。
專(zhuān)利摘要一種改進(jìn)的數(shù)字掃描坐標(biāo)變換信息處理裝置，與同類(lèi)裝置相比，其幀控電路、輸入輸出緩沖電路，微機(jī)控制電路所使用的器件減少近一半，不僅能顯示單B型、雙B型、B/M型、B/D型的圖象，而且能顯示E·C·G、P·C·G脈波等參考生理信息，并且在同一個(gè)屏幕上顯示有關(guān)心功能計(jì)算值及相應(yīng)的字符、人體圖形等，并能實(shí)現(xiàn)上述圖象的凍結(jié)。
文檔編號(hào)A61B8/00GK2039556SQ8820863
公開(kāi)日1989年6月21日 申請(qǐng)日期1988年7月18日 優(yōu)先權(quán)日1988年7月18日
發(fā)明者蒙建國(guó), 王素品, 黃宇星 申請(qǐng)人:西安交通大學(xué)