[发明专利]一种复用型超声内镜回波数据传输及图像重建装置及方法

摘要

本发明公开一种复用型超声内镜回波数据传输及图像重建装置及方法；装置包括中央控制模块、高压隔离模块、通道复用模块、回波预处理模块、数据采集模块、数据上传模块和图像重建模块；中央控制模块用于控制通道复用模块、回波预处理模块、数据采集模块、数据上传模块完成相应功能；高压隔离模块用于滤除换能器端口处的高压电脉冲，实现回波信号与高压脉冲的分离；通道复用模块由n2个低压模拟开关芯片组成，共包含n1路信号通道，分别连接在超声换能器的n1个阵元上；回波预处理模块，采用n4个多路集成模拟前端芯片，接收所述通道复用模块所传输的n3路模拟信号；所述数据采集模块，由两个DDR2存储器构成；图像重建模块采用GPU为计算平台。

主权项

1.一种复用型超声内镜回波数据传输及图像重建装置，其特征在于，包括中央控制模块、高压隔离模块、通道复用模块、回波预处理模块、数据采集模块、数据上传模块和图像重建模块；所述回波数据传输及图像重建装置用于对回波信号进行数据采集、上传及成像过程；回波信号由位于回波数据传输及图像重建装置最前端的超声换能器接收；所述超声换能器为超声检测领域常用的发射或接收超声波的器件；/n所述中央控制模块用于控制通道复用模块、回波预处理模块、数据采集模块、数据上传模块完成相应功能，并控制本回波数据传输及图像重建装置的时序；/n所述高压隔离模块用于滤除换能器端口处的高压电脉冲，实现回波信号与高压脉冲的分离；/n所述通道复用模块由n2个低压模拟开关芯片组成，共包含n1路信号通道，分别连接在超声换能器的n1个阵元上；在中央控制模块的配置下，超声换能器完成第一次声波发射并接收回波信号，信号经换能器由声信号转换成模拟电信号，经高压隔离模块处理后，由通道复用模块顺序接收0，1……n3-1号阵元的模拟信号，输出n3路模拟信号到回波预处理模块；超声换能器完成第二次声波发射，低压模拟开关芯片切换通道，顺序接收n3,n3+1……2n3-1号阵元回波信号，输出n3路模拟信号到回波预处理模块；以此类推，直至接收全部n1组回波信号；假定单个低压模拟开关芯片可提供N路接收通道，超声换能器连续发射声波及通道切换次数为M，则n1、n2、n3、M、N之间满足关系：/nn1＝N*n2，M＝n1/n3/n所述回波预处理模块，采用n4个多路集成模拟前端芯片，接收所述通道复用模块所传输的n3路模拟信号，在中央控制模块的控制下，对n3路模拟信号进行滤波、去噪、放大及数模转换过程，输出n3路数字信号给数据采集模块；/n所述数据采集模块，由两个DDR2存储器构成，分别为存储器A和存储器B，用于缓存所述通道复用模块传递的n3路数字信号；在中央控制模块的控制下，随着前端通道的切换，两个DDR2存储器通过乒乓操作交替存储回波数据，单个存储器A接收数据时，另一个存储器B将存储的数据上传，清空存储器，保证数据采集连续进行；/n所述数据上传模块为USB3.0传输模式；在中央控制模块的控制下，采用USB3.0传输协议，将DDR2存储器中的数据传输至图像重建模块；/n所述图像重建模块采用GPU为计算平台，用于对所述数据采集模块及数据上传模块传输的单个DDR2存储器中的n3路回波数据进行并行计算，输出暂态图像矩阵α；并随着通道的切换不断迭代更新暂态矩阵α，重建完备的图像矩阵Δ。/n