超聲波的FPGA解決方案

　　簡介

　　超聲波掃描儀正在經歷一個高速發展階段，一體化集成使得超聲波掃描儀能夠使用并行的多通道，從而獲得更高的分辨率和可用性。較小的超聲波設備甚至手持式的超聲波設備正在研制中。基于Flash的FPGA為進一步一體化和開發更加靈活和便攜式的系統提供了機會。

　　超聲波診斷系統

　　從歷史上看，超聲波系統重達數百磅，是大型和昂貴的設備。在過去，將長期臥床不起的病人、床以及所有需要的物品，帶到超聲波機器去是更為實際的做法，相反則不是。只有在無法移動的危重病人的情況下，才會克服困難，將超聲波系統搬到病人處。

　　隨著時間的推移，盡管出現了便攜式超聲波技術，但是按平均的水準，它獲得的圖像質量與大型設備相比被證實仍然是一個困難的挑戰，另外，挑戰還在于實現便攜式應用所需要的電池的長壽命，大功率的計算以及高效的內存訪問。其結果是，現在醫生注意到超聲波作為一個更具有成本效益和更高機動性的手段，可選擇用來替代計算機X射線斷層掃描儀(CT)和磁共振成像(MRI)掃描儀。

　　高品質的手持式系統啟用了例行的常規床頭掃描。這不僅增加了病人使用安全、無創診斷治療的機會，而且也減少了與這類診斷相關的時間和成本。

　　高端系統

　　在小型化的同時，超聲波儀器已成為具有更強功能，并推出更多的成像方式以及更多通道的采樣以獲得較高的圖像保真度。高端系統正在與更先進的4D算法相結合，讓醫生和病人能看到實時的活動立體圖像。4D成像使臨床醫生更容易診斷問題，其速度遠遠超過傳統的2D覆蓋圖像，這些覆蓋起來的圖像需要用手工來排列不同時間拍的圖像。

　　需要對超聲波輸入本身進行調節和處理，以確保在DSP或主機處理器上運行的信號分析軟件接收到最好可能的數據。在多通道和4D超聲波設備中，至關重要的是，以最小的抖動捕獲來自傳感器的數據，來確保信號與時間相關聯的正確性。同時，多通道超聲波依賴于準確地使用波束形成，這種技術使用在特定時間觸發的脈沖來產生一組所需要的脈沖，并由超聲波傳送器分程傳遞。