[实用新型]一种新型血管内超声成像采集卡及超声成像系统

说明书

技术领域

本实用新型涉及血管内超声系统及其数据采集装置领域，特别涉及一种新型血管内超声成像采集卡及超声成像系统。

背景技术

现有的体内超声成像系统针对不同的检测对象，其采用的超声波中心频率从几兆赫兹至几十兆赫兹不等。由于中心频率较高，因此对于采集系统的采集、传输、处理速率有较高的要求。

传统的体内超声系统大多基于计算机结构外设互联总线（PCI），随着计算机技术的不断发展，产品不断更新换代。计算机主板配置和结构已经发生了改变，计算机结构外设互联总线（PCI）总线逐渐被PCI-Express总线替代，因此计算机结构外设互联总线（PCI）兼容的子系统板卡已经不适用于现有的通用计算机平台。

随着体内超声系统采用的中心频率的提高，采样分辨率的增加，需要传输的数据量也快速膨胀。原有的计算机结构外设互联总线（PCI）已经逐渐不能满足高性能实时传输的带宽要求。

此外，FPGA越来越多的被运用在超声系统的各个方面，传统的外置独立的总线接口芯片解决方案已经逐渐不能满足速度和系统集成的要求。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种新型血管内超声成像采集卡及超声成像系统，以解决现有的超声采集卡传输速率不能满足高性能能实时传输及因此造成的超声成像系统不能满足目前需求的问题。

为实现上述目的，本实用新型提供了一种新型血管内超声成像采集卡，包括模拟前端、模数转换器、现场可编程门阵列、电源及随机存储器；所述模拟前端用于对超声波信号进行预处理，预处理后的超声波信号输出至所述模数转换器；所述模数转换器将预处理后的超声波信号进行模数转换，输出转换后的信号到现场可编程门阵列；所述现场可编程门阵列对输入的转换后的信号进行串并转换后得到超声波图像数据并存储到所述随机存储器；所述电源用于为整个采集卡供电；

其中，所述现场可编程门阵列包括PCI-Express接口逻辑；所述现场可编程门阵列通过所述PCI-Express接口逻辑与上位机相连，所述上位机通过所述PCI-Express接口逻辑访问及获取所述随机存储器中存储的数据。

较佳地，所述现场可编程门阵列还包括采集控制逻辑及存取时序；

其中，所述采集控制逻辑用于将模数转换器输入的转换后的信号进行串并转换后，输出超声波图像数据给所述存取时序，然后所述存取时序用于以图像帧为单位将所述超声波图像数据缓存至所述随机存储器进行存储，然后存取时序通过所述PCI-Express接口逻辑将随机存储器中存储的超声波图像数据传输给所述上位机。

较佳地，所述现场可编程门阵列还包括脉冲控制逻辑，所述脉冲控制逻辑与脉冲发生器相连，所述脉冲发生器与一收发开关相连，所述收发开关与超声换能器相连；

所述脉冲控制逻辑用于接收来自所述存取时序输入的同步信号以产生脉冲控制信号，并输出所述脉冲控制信号至所述脉冲发生器，使其产生激励脉冲并经过所述收发开关输入至所述超声换能器以发送超声波。

较佳地，所述现场可编程门阵列还包括伺服机构控制逻辑，所述现场可编程门阵列通过所述伺服机构控制逻辑与一电机驱动电路相连，所述电机驱动电路与伺服电机相连；

伺服机构控制逻辑用于接收来自所述存取时序输入的同步信号，并产生控制信号输出至所述电机驱动电路，电机驱动电路用于根据所述控制信号控制所述伺服电机的转速，使所述伺服电机带动所述超声换能器旋转以发送超声波。

较佳地，所述模拟前端包括可变增益电路及滤波电路，所述可变增益电路用于对输入的超声波信号进行增益调整，所述滤波电路用于接收来自所述可变增益电路的超声波信号并进行滤波后输出预处理后的超声波信号。

较佳地，所述现场可编程门阵列还包括时间增益补偿逻辑，所述时间增益补偿逻辑通过一TGC电路与所述可变增益电路相连；

所述时间增益补偿逻辑用于根据所述存取时序输入的状态信息进行查表或计算得到增益控制参数，并将所述控制参数输出至所述TGC电路，所述TGC电路用于将所述控制参数转换成对可变增益电路的控制信号，以实现对输入的超声波信号的增益控制。

较佳地，所述现场可编程门阵列为一块芯片或多块芯片配合完成超声信号的采集、存储以及与上位机通信的功能。

较佳地，所述电源为可充电电池，或者为用于将来自所述上位机的系统主板或外接电源的电能转换为适合采集卡工作的电源。