医用B超仪器前端设计
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摘要
医用B超仪器前端是医用B超仪器的核心,前端的性能高低直接决定了仪器的成像性能。一个好的前端系统可为后续的数字信号处理提供高信躁比的信号源,减少后续数字信号处理的难度,为获得良好的图像性能打下坚实的基础。
医用B超仪器前端包括模拟超声信号的发射、模拟回波的接收放大及全数字波束合成。在对已有的医用B超仪器前端进行研究分析的基础上,我们对设计进行了简化和改良并在样机上进行了性能验证。
本文将对医用B超仪器前端的设计原理进行介绍,论述医用B超仪器前端的硬件、算法设计和工程实现,并对各设计模块的性能进行测试。
设计完成的医用B超仪器前端装配在样机上进行实际的体模成像测试,测试结果表明样机的各项性能指标都达到了国家及相关行业标准的要求。同时前端的简化和改良设计也减少了硬件电路的设计规模、降低了仪器的设计成本。
Front-end is the core of a medical ultrasound system, which decides system imaging performance. A good front-end system provides signal source with high signal to noise ratio for subsequent digital signal processing, minimizing difficulty in follow-up digital signal processing and serving as a solid basis for good image acquisition.
The front-end of a medical ultrasonic system shall include transmission of analog ultrasound signals, reception and amplification of analog echoes, and full digital beam-forming. Based on research and analysis on the front-end of current medical ultrasonic systems, the design was simplified and improved, and performance verification was performed on the prototype.
This paper describes the design principle of medical ultrasound front-end, and also discusses hardware, algorithm design and engineering implementation of medical ultrasound front-end, with all design module performance tested.
The medical ultrasound system front-end, with finished design, was installed on the prototype for phantom imaging tests. The test result demonstrates that all performance specifications of the prototype complaint to national and relevant industry standards. Thanks to the simplified and improved front-end design, the design scale of hardware circuit is therefore reduced and the system design cost minimized.
医用B超仪器前端包括模拟超声信号的发射、模拟回波的接收放大及全数字波束合成。在对已有的医用B超仪器前端进行研究分析的基础上,我们对设计进行了简化和改良并在样机上进行了性能验证。
本文将对医用B超仪器前端的设计原理进行介绍,论述医用B超仪器前端的硬件、算法设计和工程实现,并对各设计模块的性能进行测试。
设计完成的医用B超仪器前端装配在样机上进行实际的体模成像测试,测试结果表明样机的各项性能指标都达到了国家及相关行业标准的要求。同时前端的简化和改良设计也减少了硬件电路的设计规模、降低了仪器的设计成本。
Front-end is the core of a medical ultrasound system, which decides system imaging performance. A good front-end system provides signal source with high signal to noise ratio for subsequent digital signal processing, minimizing difficulty in follow-up digital signal processing and serving as a solid basis for good image acquisition.
The front-end of a medical ultrasonic system shall include transmission of analog ultrasound signals, reception and amplification of analog echoes, and full digital beam-forming. Based on research and analysis on the front-end of current medical ultrasonic systems, the design was simplified and improved, and performance verification was performed on the prototype.
This paper describes the design principle of medical ultrasound front-end, and also discusses hardware, algorithm design and engineering implementation of medical ultrasound front-end, with all design module performance tested.
The medical ultrasound system front-end, with finished design, was installed on the prototype for phantom imaging tests. The test result demonstrates that all performance specifications of the prototype complaint to national and relevant industry standards. Thanks to the simplified and improved front-end design, the design scale of hardware circuit is therefore reduced and the system design cost minimized.
引文
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[3]程自峰,李永勤.超声医学设备原理及其发展趋势[J],常规医疗装备,pp.11-13,2003.
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[5]冯诺,刘忠齐,姚锦钟.超声诊断设备原理与设计[M].北京:中国医学科技出版社,1993年,4～399.
[6]高上凯.医学成像系统[M].北京:清华大学出版社,2000.
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[28] GB 9706.1-2007医用电气设备第1部分:安全通用要求[S].北京:中国标准出版社,2008.
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