基于环形阵列的医学超声成像系统设计

作     者：莫笑海 苏畅 孔超 蒋乐康 林伟军 Mo Xiaohai;Su Chang;Kong Chao;Jiang Lekang;Lin Weijun

作者机构：中国科学院声学研究所北京100190 中国科学院大学北京100049 

出 版 物：《仪器仪表学报》 (Chinese Journal of Scientific Instrument)

年 卷 期：2024年第45卷第6期

页      面：198-207页

核心收录：

学科分类：0831[工学-生物医学工程（可授工学、理学、医学学位）] 1004[医学-公共卫生与预防医学(可授医学、理学学位)] 07[理学] 08[工学] 070206[理学-声学] 0802[工学-机械工程] 0702[理学-物理学] 10[医学] 

基　　金：国家重点研发计划(2023YFC2410803) 中国科学院声学研究所自主部署的目标导向项目(MBDX202113)资助 

主　　题：医学超声 超声成像系统 环阵换能器 数据采集系统 

摘      要：针对传统手持式医学超声扫描成像视野狭窄、非标准化等问题,设计并实现了一套基于环形阵列的超声成像系统,包括512阵元超声环形阵列、256/1024通道超声采集电路、基于PCIe总线的数据传输模块以及相应的采集控制和快速成像软件。多通道采集电路由8个32/128超声收发控制模块组成,可控制512个环阵阵元在12 s内完成全矩阵数据采集和高速传输,实测数据传输效率达1.2 Gb/s。系统具备0.16~15 MHz的频带宽度,以及12.5~100 MHz 4档可调的A/D采样率,有利于适配更广泛的临床和实验需要。采集控制软件可设置多模式超声数据采集,实现快速成像监测和全矩阵数据存储,用于后续的图像精细重建。仿组织体模和活体成像实验表明,系统成像范围大于10 cm×10 cm,能够分辨1 mm的异常,可准确重建生物组织中脂肪、肌肉、骨组织等界面,验证了该系统可以实现大视野的标准化医学超声影像。