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信号采集在超声波对血管内部进行检测中的应用

超声波对血管内部进行诊断

超声导管(catheter)插入病人的静脉血管,通过其螺旋或类似螺旋路径,导管内超声波换能器发出超声能量脉冲串。从血管壁反射到换能器,用于分析血管壁板状沉淀物的特征。

要求:特征分辨小于3µm

所需时间t:即超声波到反射面(其距离为x)和返回到换能器所需的时间t=2x/v.

血管壁的声速近似等于水中的声速。VH2O =1.5km/sec=1.5mm/µs.

从换能器到3µm界面的反射所需要的时间是:t =2×3µm÷1.5mm/µs= 4ns.

确定所需采样频率:采样频率=1/t = 250MS/s.

为了获得了3µm的空间分辨率,采样率必须超过250MS/s

为了采集3mm深的反射回波,其最大采样时间t =2×3mm÷(1.5mm/µs)=4µs

在这种应用中另一个重要的要求:确定导管位置的方法。

导管均速沿其螺旋路径移动,其位置通过累加产生的脉冲重复频率来决定。因此,A/D采集系统必须采集每个超声脉冲,若A/D采集系统不在下一个触发之前,不能完成re-arm,那么触发就会丢失,从而导管的位置也会丢失。超声脉冲的产生速率为14KHz

病人血管壁的完整扫描由20,000个超声采集组成,将占几秒时间。

FanRet的解决方案

1.   采用Brave系列的CS12500

   12it,采样率为500MS/s,带宽为250MHz,存储深度为4G

2.   系统实验方案:

 用户超声脉冲发生器/接收器信号输入至CS12500

3.  CS12500  在传输存模式;数据记录依次被采集到CS12500采集卡内存储器中,然后下载到PC RAM中。由于每次触发采集的时间为4µs,采样率为500MS/s,每个数据    记录的长度是4µs×500MS/s =2KS

4.       2K数据所需的传输时间是2KB÷100MB/sec=20µs。

5.       CS1250000的离地时间是30µs

6.      CS12500处理每个数据所需的总时间是4µs+20µs+30µs=54µs。