数字血管超声回波信号的采集处理

发布时间：2020-08-20 19:38

【摘要】：动脉血管硬化是很多老年疾病的主因,早预防便能早避免一些疾病的产生,因而越来越多的学者致力于动脉血管硬化诊断方法的研究,其中,超声波诊断方法如B超诊断技术、多普勒血流超声诊断技术等由于其无损害性、准确性高等特点被更广泛地应用于临床医学。结合以上特点,本文提出设计一种数字血管超声回波信号采集处理系统,用超声波探头实时采集血管回波信号,在上位机清晰显示并存储,该系统简单实用并可用于教学。本设计主要包括硬件电路设计和软件编程两部分。硬件设计完成工作包括前端模拟电路的设计和数字电路的设计,其工作原理为:超声波发射电路(由脉冲激励信号产生电路和驱动电路组成)产生的高压脉冲激励信号作用到超声探头产生超声波,从而在血管上形成回波信号,由接收电路将回波信号放大到AD转换电路的输入范围内,AD转换电路将模拟信号转换成数字信号,FPGA对该数字信号做一定的处理后,通过USB传输给PC端的上位机;软件设计完成工作包括FPGA的Verilog程序编写以及上位机的LabVIEW软件设计,其工作流程为:Verilog程序控制AD转换,并将转换后的数字量传送到USB FIFO中,LabVIEW通过编程将USB FIFO中的数据采集到上位机并实现数据的实时波形显示、存储等功能。通过对硬件部分和软件部分的联合调试,本系统可以实现高压激励脉冲信号的发射、回波信号的采集以及上位机LabVIEW对波形的显示、存储等功能。
【学位授予单位】：内蒙古大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：TH77
【图文】：

超声波,现象,组织界面,内蒙古大学

内蒙古大学硕士学位论文第二章数字血管超声诊断系统总体设计2.1 相关知识与理论基础断的基本原理的是自然界中振动频率大于 20KHz 以上人耳所听不到的声波，当它在时会出现反射、折射、散射等现象，如图 2.1 所示。而人体组织中的结异，不同阻抗的组织界面反射和折射回的超声回波信息也就不同，又性好且对人体没有伤害，故可利用超声波较准确地诊断出器官病变[15

示意图,多普勒效应

脂肪肝脏头颅骨1476157033601.4101.6485.570 2.1 可知，当超声波在人体软组织中进行传播时，其传播声速的差异范围用超声设备，超声波在人体软组织中的传播速度为 1540m/s。中的多普勒效应勒效应在我们日常生活中并不陌生，比如，当一辆鸣着笛的汽车从我们身远，我们听到的鸣笛声越弱越低，这就是多普勒效应，其原理就是我们相当于发声源，随着接收者和发声源相对距离的改变，接收者收到的声发出的声波有所不同，这一频差也叫做多普勒频差[17]。多普勒效应示意图

超声探头,实物,激励脉冲,超声换能器

11图 3.3 超声探头实物图Fig.3.3 Physical map of ultrasonic probe射电路主要作用是产生能够激励超声换能器的高压激励脉冲也是决定整个硬件电路性能的关键部分，它的性能好声波[23]。对发射电路的性能有如下要求：频率为 10KHz；50ns；压为-30V；

【参考文献】