[发明专利]超声成像系统数据传输装置及方法

说明书

技术领域

本发明涉及超声成像系统，尤其涉及一种超声成像系统数据传输装置及方法。

背景技术

超声（Ultrasound，US）在医学上的应用已有80多年的历史，医用超声成像系统以其无创、无电离辐射、实时动态和快速等诸多优点成为临床诊断中不可缺少的常规检查。上世纪70年代后期，微型计算机在超声诊断扫描仪器中得到应用，如探头扫描、图像数字扫描变换、图像数字扫描处理、仪器操作的程序控制以及显示等，为医学超声成像技术的发展带来巨大飞跃。现有大多数医用超声成像系统的工作流程都是通过计算机用户端发送控制指令到前端发射电路发生超声信号，再通过前端超声检测电路采集组织中超声回波数据，并将回波数据传送到计算机进行后续数据处理、图像显示、医学图像管理等。因此，超声成像系统的主机和计算机之间存在着频繁的数据交互。超声射频数据本身具有采样频率高、数据量大、数据传输实时性要求高等特点，这就要求应用于超声射频数据的传输技术需要具有较大的带宽。

目前，超声成像系统的主机和计算机之间的数据传输方式主要有：PCI（Peripheral Component Interconnect，外围部件互连总线）、PCIE（PCIExpress，快捷外设互联标准）、USB（Universal Serial BUS，通用串行总线）、以太网（Ethernet）及无线传输等方式。但是，PCI和PCIE普通电缆连接方式无法避免电磁干扰的引入，另外由于PCIE接口标准的推行并不广泛，且其驱动程序未公开，在超声成像系统的应用较为受限。USB的理论传输速度为480Mbps，即60MB/s，但实际传输速度一般不超过30MB/s，因此限制了超声成像系统向更高帧频的方向发展；另外，USB连接使得计算机和超声成像系统前端共地，从而容易引入电磁干扰，USB3.0虽能在传输速度上能满足高帧频的传输要求，但仍然存在共地引入的电磁干扰。以太网由于传输协议的要求，会将数据进行封装，从而加重了传输的数据量负担。无线通信传输，在传输距离和速度上有极大限制，同时易受电磁干扰，而使系统数据传输可靠性下降。

发明内容

针对上述问题，本发明的目的是提供一种超声成像系统数据传输装置及方法。

一种超声成像系统数据传输装置，其设置于超声成像系统的主机和计算机之间。所述超声成像系统数据传输装置包括可编程逻辑器件、第一光模块、第二光模块及用于光纤通信的PCI传输卡，所述可编程逻辑器件和所述第一光模块设置于所述超声成像系统的主机上且相连接，所述第二光模块和所述PCI传输卡设置于所述计算机，所述PCI传输卡以所述第二光模块作为光纤接口，所述第一光模块和所述第二光模块通过光纤串行连接。

本发明一较佳实施方式中，所述可编程逻辑器件通过低电压伪发射极耦合逻辑信号或低压差分信号传输信号和所述第一光模块连接。

本发明一较佳实施方式中，所述第一光模块和所述第二光模块均为1*9、1.25gbps、双向传输单纤光收发模块。

本发明一较佳实施方式中，所述可编程逻辑器件集成有数据编码译码器和串并转换模块，所述数据编码译码和所述串并转换模块双向通信连接。

本发明一较佳实施方式中，所述PCI传输卡进一步包括现场可编程门阵列芯片，所述现场可编程门阵列芯片集成有数据编码译码器、串并转换模块和PCI控制器；所述数据编码译码器和所述串并转换模块双向通信连接，所述信号串并转换模块和所述PCI控制器双向通信连接。

本发明一较佳实施方式中，所述现场可编程门阵列芯片直接通过其串行输出/输入接口和所述第二光模块耦合连接。

本发明一较佳实施方式中，所述现场可编程门阵列芯片通过低电压伪发射极耦合逻辑信号或低压差分信号传输信号和所述第二光模块连接。

本发明一较佳实施方式中，所述可编程逻辑器件为现场可编程门阵列芯片或复杂可编程逻辑器件。

本发明另外提供一种超声成像系统数据传输方法，其包括以下步骤：

超声成像系统的主机通过可编程逻辑器件采集超声并行数据；

所述可编程逻辑器件对所述超声并行数据进行并串转换和编码处理，形成适用于光纤传输的串行数字信号；

所述可编程逻辑器件以低电压伪发射极耦合逻辑信号或低压差分信号传输信号将所述串行数字信号传输到第一光模块；

所述第一光模块对所述串行数字信号进行电光转换形成光信号；

所述光信号经光纤传导至计算机中的第二光模块；