研祥COM-Express結(jié)構(gòu)主板在四維彩超儀中的應(yīng)用解決方案
系統(tǒng)概述：
四維彩色超聲診斷儀是目前世界上最先進(jìn)的彩色超聲設(shè)備。超聲診斷儀是利用超聲傳導(dǎo)技術(shù)和超聲圖像診斷技術(shù)的一種儀器,簡(jiǎn)稱B超。過去的B超設(shè)備只能檢查胎兒的生理指標(biāo)，而四維彩超還能對(duì)胎兒的體表進(jìn)行檢查，如唇裂，脊柱裂，大腦、腎、心臟、骨骼發(fā)育不良等，以便盡早的進(jìn)行治療。“4D”是“四維”的縮寫。第四維是指時(shí)間這個(gè)矢量，所以也被稱作實(shí)時(shí)三維。對(duì)于超聲學(xué)來說，4D超聲技術(shù)是彩超行業(yè)的革命性突破，最先由韓國(guó)麥迪遜公司率先研發(fā)出并開始推廣。4D超聲技術(shù)就是采用3D超聲圖像加上時(shí)間維度參數(shù)，該革命性的技術(shù)能夠?qū)崟r(shí)獲取三維圖像，超越了傳統(tǒng)超聲的限制。它提供了包括腹部、血管、小器官、產(chǎn)科、婦科、泌尿科、新生兒和兒科等多領(lǐng)域的多方面的應(yīng)用。其結(jié)果是：能夠顯示未出生的寶寶的實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)活動(dòng)圖像，或者其它人體內(nèi)臟器官的實(shí)時(shí)活動(dòng)圖像。
經(jīng)過多年與B超機(jī)研發(fā)制造商的深入合作，研祥深知彩色超聲診斷儀中對(duì)主板的特殊要求：1.發(fā)送接收信號(hào)單元及控制部件的接口特殊；2.對(duì)主板的功能要求必須是PCI、PCI-E總線；3.能做到低功耗、可靠工作和長(zhǎng)期供貨。基于此，研祥向各B超機(jī)研發(fā)制造商鄭重推薦了具有高集成度、易升級(jí)的COM-Express架構(gòu)的模塊化主板COM-1811CLNA作為彩色超聲診斷儀的核心單元，并設(shè)計(jì)了完整的解決方案，被多家彩超機(jī)研發(fā)制造商成功采用，用戶普遍反映良好。
工作原理
彩色超聲診斷儀主要由以下幾個(gè)部分組成：探頭、發(fā)射／接收單元、數(shù)字掃描轉(zhuǎn)換器、顯示照像記錄系統(tǒng)、面板控制系統(tǒng)、鍵盤和電源裝置等。
彩超工作過程為：當(dāng)探頭獲得激勵(lì)脈沖后發(fā)射超聲波, 同時(shí)探頭受聚焦延遲電路控制,實(shí)現(xiàn)聲波的聲學(xué)聚焦， 然后經(jīng)過一段時(shí)間延遲后再由探頭接受反射回的回聲信號(hào),探頭接收回來的回聲信號(hào)經(jīng)過濾波、對(duì)數(shù)放大等信號(hào)處理。然后由DSC（Digital Signal Control）電路進(jìn)行數(shù)字變換形成數(shù)字信號(hào),在CPU控制下進(jìn)一步進(jìn)行圖像處理, 再與圖表形成電路和測(cè)量電路一起合成視頻信號(hào)送給顯示器形成我們所熟悉的B超圖像。
一、面板控制單元
對(duì)儀器面板上的各種旋鈕、開關(guān)、操作桿等的狀態(tài)實(shí)施編碼，并將編碼信號(hào)送至發(fā)射／接收單元和數(shù)字掃描轉(zhuǎn)換器，其中包括進(jìn)出深度增益控制信號(hào)（或稱距離時(shí)間控制）到發(fā)射／接收單元以控制放大器的放大倍數(shù)，從而補(bǔ)償超聲能量在傳播過程中隨距離的衰減。
二、發(fā)射／接收單元（采用研祥COM-1811CLNA主板）
通過探頭發(fā)送和接收超聲波信號(hào)，并對(duì)發(fā)射和接收的超聲波信號(hào)實(shí)施電子聚焦和多點(diǎn)聚焦的控制；同時(shí)對(duì)探頭中的多個(gè)晶體實(shí)施電子開關(guān)控制，從而實(shí)現(xiàn)超聲束的掃描。從探頭接收的超聲回波信號(hào)在該單元中進(jìn)行放大、檢波和各種預(yù)處理，然后送到數(shù)字掃描轉(zhuǎn)換器。
三、數(shù)字掃描轉(zhuǎn)換器
把從發(fā)射／接收單元進(jìn)入的超聲回波信號(hào)首先進(jìn)行A/D轉(zhuǎn)換變成數(shù)字信號(hào)，并予以存貯和完成各項(xiàng)后處理的功能，所有將要顯示的信號(hào)（例如回波信號(hào)，鍵盤的字符信號(hào)和人體標(biāo)志符號(hào)等）都在轉(zhuǎn)換器中完成D/A轉(zhuǎn)換，最后混合變?yōu)楹铣傻囊曨l信號(hào)送入監(jiān)視、照像、記錄系統(tǒng)。
四、監(jiān)視、照相、記錄系統(tǒng)
是操作人員用來觀察超聲斷層圖像和各種相關(guān)信息，并對(duì)有價(jià)值的圖像進(jìn)行拍照和記錄的系統(tǒng)。監(jiān)視和照像分別使用兩個(gè)略有不同的TV監(jiān)視器，照像部分一般配備通用135相機(jī)或一次性的波拉相機(jī)，記錄部分使用特殊功能的紙記錄裝置或彩色視頻打印機(jī)。
五、電源部分
提供直流電壓供各單元使用。
四維彩色超聲診斷儀是目前世界上最先進(jìn)的彩色超聲設(shè)備。超聲診斷儀是利用超聲傳導(dǎo)技術(shù)和超聲圖像診斷技術(shù)的一種儀器,簡(jiǎn)稱B超。過去的B超設(shè)備只能檢查胎兒的生理指標(biāo)，而四維彩超還能對(duì)胎兒的體表進(jìn)行檢查，如唇裂，脊柱裂，大腦、腎、心臟、骨骼發(fā)育不良等，以便盡早的進(jìn)行治療。“4D”是“四維”的縮寫。第四維是指時(shí)間這個(gè)矢量，所以也被稱作實(shí)時(shí)三維。對(duì)于超聲學(xué)來說，4D超聲技術(shù)是彩超行業(yè)的革命性突破，最先由韓國(guó)麥迪遜公司率先研發(fā)出并開始推廣。4D超聲技術(shù)就是采用3D超聲圖像加上時(shí)間維度參數(shù)，該革命性的技術(shù)能夠?qū)崟r(shí)獲取三維圖像，超越了傳統(tǒng)超聲的限制。它提供了包括腹部、血管、小器官、產(chǎn)科、婦科、泌尿科、新生兒和兒科等多領(lǐng)域的多方面的應(yīng)用。其結(jié)果是：能夠顯示未出生的寶寶的實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)活動(dòng)圖像，或者其它人體內(nèi)臟器官的實(shí)時(shí)活動(dòng)圖像。
經(jīng)過多年與B超機(jī)研發(fā)制造商的深入合作，研祥深知彩色超聲診斷儀中對(duì)主板的特殊要求：1.發(fā)送接收信號(hào)單元及控制部件的接口特殊；2.對(duì)主板的功能要求必須是PCI、PCI-E總線；3.能做到低功耗、可靠工作和長(zhǎng)期供貨。基于此，研祥向各B超機(jī)研發(fā)制造商鄭重推薦了具有高集成度、易升級(jí)的COM-Express架構(gòu)的模塊化主板COM-1811CLNA作為彩色超聲診斷儀的核心單元，并設(shè)計(jì)了完整的解決方案，被多家彩超機(jī)研發(fā)制造商成功采用，用戶普遍反映良好。
工作原理
彩色超聲診斷儀主要由以下幾個(gè)部分組成：探頭、發(fā)射／接收單元、數(shù)字掃描轉(zhuǎn)換器、顯示照像記錄系統(tǒng)、面板控制系統(tǒng)、鍵盤和電源裝置等。
彩超工作過程為：當(dāng)探頭獲得激勵(lì)脈沖后發(fā)射超聲波, 同時(shí)探頭受聚焦延遲電路控制,實(shí)現(xiàn)聲波的聲學(xué)聚焦， 然后經(jīng)過一段時(shí)間延遲后再由探頭接受反射回的回聲信號(hào),探頭接收回來的回聲信號(hào)經(jīng)過濾波、對(duì)數(shù)放大等信號(hào)處理。然后由DSC（Digital Signal Control）電路進(jìn)行數(shù)字變換形成數(shù)字信號(hào),在CPU控制下進(jìn)一步進(jìn)行圖像處理, 再與圖表形成電路和測(cè)量電路一起合成視頻信號(hào)送給顯示器形成我們所熟悉的B超圖像。
一、面板控制單元
對(duì)儀器面板上的各種旋鈕、開關(guān)、操作桿等的狀態(tài)實(shí)施編碼，并將編碼信號(hào)送至發(fā)射／接收單元和數(shù)字掃描轉(zhuǎn)換器，其中包括進(jìn)出深度增益控制信號(hào)（或稱距離時(shí)間控制）到發(fā)射／接收單元以控制放大器的放大倍數(shù)，從而補(bǔ)償超聲能量在傳播過程中隨距離的衰減。
二、發(fā)射／接收單元（采用研祥COM-1811CLNA主板）
通過探頭發(fā)送和接收超聲波信號(hào)，并對(duì)發(fā)射和接收的超聲波信號(hào)實(shí)施電子聚焦和多點(diǎn)聚焦的控制；同時(shí)對(duì)探頭中的多個(gè)晶體實(shí)施電子開關(guān)控制，從而實(shí)現(xiàn)超聲束的掃描。從探頭接收的超聲回波信號(hào)在該單元中進(jìn)行放大、檢波和各種預(yù)處理，然后送到數(shù)字掃描轉(zhuǎn)換器。
三、數(shù)字掃描轉(zhuǎn)換器
把從發(fā)射／接收單元進(jìn)入的超聲回波信號(hào)首先進(jìn)行A/D轉(zhuǎn)換變成數(shù)字信號(hào)，并予以存貯和完成各項(xiàng)后處理的功能，所有將要顯示的信號(hào)（例如回波信號(hào)，鍵盤的字符信號(hào)和人體標(biāo)志符號(hào)等）都在轉(zhuǎn)換器中完成D/A轉(zhuǎn)換，最后混合變?yōu)楹铣傻囊曨l信號(hào)送入監(jiān)視、照像、記錄系統(tǒng)。
四、監(jiān)視、照相、記錄系統(tǒng)
是操作人員用來觀察超聲斷層圖像和各種相關(guān)信息，并對(duì)有價(jià)值的圖像進(jìn)行拍照和記錄的系統(tǒng)。監(jiān)視和照像分別使用兩個(gè)略有不同的TV監(jiān)視器，照像部分一般配備通用135相機(jī)或一次性的波拉相機(jī)，記錄部分使用特殊功能的紙記錄裝置或彩色視頻打印機(jī)。
五、電源部分
提供直流電壓供各單元使用。
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