超聲導(dǎo)管(catheter)插入病人的靜脈血管,通過其螺旋或類似螺旋路徑,導(dǎo)管內(nèi)超聲波換能器發(fā)出超聲能量脈沖串。從血管壁反射到換能器,用于分析血管壁板狀沉淀物的特征。
要求:
特征分辨小于3µm:
所需時(shí)間⊿t:即超聲波到反射面(其距離為x)和返回到換能器所需的時(shí)間⊿t=2x/v.
血管壁的聲速近似等于水中的聲速。VH2O =1.5km/sec=1.5mm/µs.
從換能器到3µm界面的反射所需要的時(shí)間是:⊿t =2×3(µm)÷(1.5mm/µs)= 4ns.
確定所需采樣頻率:采樣頻率=1/⊿t = 250MS/s.
為了獲得了3µm的空間分辨率,采樣率必須超過250MS/s。
為了采集3mm深的反射回波,其最大采樣時(shí)間⊿t =2×3mm÷(1.5mm/µs)=4µs。
在這種應(yīng)用中另一個(gè)重要的要求:確定導(dǎo)管位置的方法。
導(dǎo)管均速沿其螺旋路徑移動(dòng),其位置通過累加產(chǎn)生的脈沖重復(fù)頻率來決定。因此,A/D采集系統(tǒng)必須采集每個(gè)超聲脈沖,若A/D采集系統(tǒng)不在下一個(gè)觸發(fā)之前,不能完成re-arm,那么觸發(fā)就會(huì)丟失,從而導(dǎo)管的位置也會(huì)丟失。超聲脈沖的產(chǎn)生速率為14KHz。
病人血管壁的完整掃描由20,000個(gè)超聲采集組成,將占幾秒時(shí)間。
GaGe的解決方案:
1.采用CS8500:
8 bit,采樣率為500MS/s,帶寬為250MHz,存儲(chǔ)深度為2G。
2.系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)方案:
用戶超聲脈沖發(fā)生器/接收器信號(hào)輸入至CS8500,同時(shí)觸發(fā)輸出,用CS8500外觸發(fā)輸出。
3.CS8500 在傳輸存模式;數(shù)據(jù)記錄依次被采集到CS8500采集卡內(nèi)存儲(chǔ)器中,然后下載到PC RAM中。由于每次觸發(fā)采集的時(shí)間為4µs,采樣率為500MS/s,每個(gè)數(shù)據(jù)記錄的長度是4µs×500MS/s =2KS。
4. 2K數(shù)據(jù)所需的傳輸時(shí)間是2KB÷100MB/sec=20µs。
5.CS8500的離地時(shí)間是30µs
6.CS8500處理每個(gè)數(shù)據(jù)所需的總時(shí)間是4µs+20µs+30µs=54µs。