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超聲波對血管內(nèi)部進行檢測

2017-05-15

  超聲波血管內(nèi)部進行診斷

  超聲導管(catheter)插入病人的靜脈血管,通過其螺旋或類似螺旋路徑,導管內(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,其最大采樣時間⊿t =2×3mm÷(1.5mm/µs)=4µs。

  在這種應用中另一個重要的要求:確定導管位置的方法。

  導管均速沿其螺旋路徑移動,其位置通過累加產(chǎn)生的脈沖重復頻率來決定。因此,A/D采集系統(tǒng)必須采集每個超聲脈沖,若A/D采集系統(tǒng)不在下一個觸發(fā)之前,不能完成re-arm,那么觸發(fā)就會丟失,從而導管的位置也會丟失。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個超聲采集組成,將占幾秒時間。

  GaGe的解決方案:

  1.采用CS8500:

  8 bit,采樣率為500MS/s,帶寬為250MHz,存儲深度為2G。

  2.系統(tǒng)實驗方案:

  用戶超聲脈沖發(fā)生器/接收器信號輸入至CS8500,同時觸發(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)存儲器中,然后下載到PC RAM中。由于每次觸發(fā)采集的時間為4µs,采樣率為500MS/s,每個數(shù)據(jù)記錄的長度是4µs×500MS/s =2KS。

  4. 2K數(shù)據(jù)所需的傳輸時間是2KB÷100MB/sec=20µs。

  5.CS8500的離地時間是30µs

  6.CS8500處理每個數(shù)據(jù)所需的總時間是4µs+20µs+30µs=54µs。


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