医学图像多维重建中的插值问题研究进展

插值广泛应用于医学成像和图像多维重建中。本文首先对传统插值方法中基于形状的插值和弹性匹配插值作了比较深入的介绍，然后分析了旋转扫描超声心脏图像插值方法的特点、难点和研究现状，论述了插值和匹配的关系，分析表明准确的旋转扫描插值方法应该是基于匹配的方法，最后讨论了图像插值的几种评价方法。     

光学三维定位系统USB接口设计

提出了一种高速光学三维定位系统的USB2．0接口设计方案,并给出了整个系统软、硬件的设计实现方法。基于光学三维定位系统,介绍了USB接口相关的硬件结构、固件程序、驱动程序和应用程序。实验证明,通过USB接口,本系统实现了采样频率能达到200Hz以上的高精度实时三维测量。     

便携式超声背向散射骨密度仪设计

目的设计基于背向散射信号来评判骨密度情况的便携式超声骨密度仪,为实现超声骨密度仪的低成本和便携性提供一种解决方案。方法使用现场可编程门阵列(field programmable gate array,FPGA)作为主控以控制整个系统正常工作,配合信号调理、高速模数转换器(analog-to-digital converter,ADC)和USB传输电路,来实现高压脉冲控制模块、增益控制模块、信号采集、数据传输。最后对系统噪声和采集到的背向散射信号进行测试,并用松质骨样本进行骨密度测量的测试。结果系统整体尺寸为15 cm×10 cm×3 cm,数据传输速率可达60 MB/s,噪声水平低。结论设计了一种USB接口的便携式背向散射超声骨密度仪,在USB接口供电时,可以有效地获取背向散射信号。     

数字彩超标准化（DICOM）接口的研究开发

结合在研发全数字彩色Doppler超声成像系统的DICOM接口过程中的实践,全面地分析了数字化超声设备中符合DICOM标准的图像通讯接口的需求,阐述了利用面向对像及层次方法设计及实现该DICOM接口的过程,最后,进行了相关的总结。     

用Shear-warp算法实现超声心脏图像的快速体绘制

Shear- warp是基于物体空间扫描的一种体绘制技术 ,与传统的体绘制法相比 ,具有速度快、图像质量高的特点。本文介绍了 Shear- warp算法的原理 ,并将该算法应用到旋转扫描超声心脏图像插值结果的可视化 ,实现了心脏三维解剖结构的快速、准确重建。该算法在医学图像可视化中有广阔的应用前景     

高速线扫描OCT的可行性与光学成像特性的研究

光学相干层析成像（0cT）是一种迅速发展的非侵入式、高分辨率医学层析成像技术。由于传统时域点扫描方式的OCT系统的成像速度慢，难以用于活体的实时成像。介绍了基于线扫描方式的时域OCT系统，这种扫描方式可以无需横向扫描直接得到二维层析图像。为验证基于线扫描方式的时域OCT系统的可行性及得到其设计基本参数，借助Zemax光学设计软件模拟该系统的干涉效果，分析线扫描时域OCT的成像特性。研究表明，这种线扫描OCT在3mm的横向扫描宽度时，可以比传统点扫描方式快二百余倍。     

一种经直肠三维超声成像系统

本文设计并完成了一种经直肠三维超声成像系统。该系统主要用于前列腺的三维超声成像,通过采集经直肠二维超声图像序列来重建三维图像,并可用于前列腺的穿刺导引。系统由硬件设备和软件程序两部分组成,硬件设备包括用于固定直肠探头并进行旋转扫描的机械装置、步进电机、步进电机控制电路、二维B超成像系统,以及计算机(PC)工作站;软件程序包括控制电路的单片机程序和PC工作站的软件程序。通过水和琼脂对该系统进行了验证,试验结果表明通过该系统能够采集到目标体的三维超声图像,且精度较高。     

基于OMAP5910的虹膜身份认证系统的设计与实现

本文介绍了基于TI公司的0MAP5910的虹膜身份认证系统的设计与实现,该系统通过CMOS数字摄像头采集虹膜图像,传输给0MAP5910的功能模块,进行虹膜编码并予以认证,或者通过USB接口或网络将虹膜编码传输到服务器上予以存档.在该硬件平台上移植了嵌入式操作系统,便于后续的开发与管理.该系统还具有低功耗、高性能、易管理等特点.     

声致荧光成像的初步研究

目的：本文对一种改进型快速的声致荧光成像方法进行了初步研究，即探索在体荧光增强剂和灵敏的ICCD阵列结合成像的可行性。方法：该方法利用聚焦超声对样品内的一层进行逐点扫描，超声焦区将发出声致荧光，借助用于灵敏的弱光接受ICCD阵列,大范围快速收集该超声焦区的声致荧光。结果：实验结果给出聚焦超声场的分布，并利用扫描各点的差异导致的声荧光强度的不同进行模拟样品的图像重建。结论：该研究证明了该技术实现声致荧光成像的可行性．而且其图像的横向分辨率主要受超声聚焦区的形状影响，本实验中接近2mm。     

眼科高频环阵超声波数字化成像技术的研究

目的设计眼科高频环阵B超平台,实现超声波全程数字化处理。方法设计环阵换能器发射接收电路,将高频的超声回波信号经过前级放大后直接引出进行高分辨率、高速的模拟数字采样。信号数字化后,通过高速的现场可编程门阵列（field-programmable gatearray,FPGA）完成波束形成、动态聚焦、滤波、检波及对数放大等一系列信号处理。结果通过临床验证,眼科高频环阵B超平台图像横向分辨率0．2mm,侧向分辨率0．4mm,满足临床要求。结论环阵超声波数字化成像技术可提高图像分辨率和疾病检出率。     

CCD数据采集系统中EZ-USB FX2的固件程序设计及应用

CCD(电耦合器件)数据采集系统要求其接口能够实现快速稳定的数据传输。CY7C68013是一款集成USB2.0方案的芯片,其设计能充分体现USB2.0的数据带宽特征。本文结合CCD数据采集系统的特点,利用CY7C68013芯片设计USB2.0数据接口,重点分析了GPIF(通用可编程接口)模式下的固件程序设计,包括GPIF波形设计、端点配置和读事务处理等,实现基于USB2.0的单向数据传输功能。在测试实验中,将外部信号源发出的数据由外设FIFO(先入先出存储器)传输至上位机,实现了高速的数据传输,测得最大的传输速度为113.6Mb/s。     

基于USB接口的心音信号检测系统的研制

介绍了一种基于通用串行总线（USB）接口的心音信号采集、分析和处理系统。该系统包括高性能的心音传感器、预处理电路、A／D转换电路和与PC机通信的USB高速接口电路。心音信号经过传感器采集，通过预处理电路的放大、滤波，再经过A／D转换电路送到单片机，单片机把现场采集到的数据及时可靠地传递给PC机。通过实验表明，该系统能无创、快速、廉价和客观量化地对心血管病人和健康人的心肌收缩能力进行检测和评估，并为心力储备的评估提供了一个可靠的技术平台。     

基于NIOSⅡ软核处理器和USB2．0的医学图像压缩和传输

目的：为了进一步探讨医学图像的压缩与高速传输的问题。本文在NIOSⅡ软核处理器下进行医学图像压缩与传输的软硬件协同设计的研究。方法：采用Altera公司开发的基于SOPC技术的NIOSⅡ嵌入式处理器，完成一个医学图像压缩以及高速传输系统。整个系统硬件部分主要包括大容量FPGA芯片、Cypress公司的EZ-USB FX2 Cy7C68013芯片以及外围存储器。采用适合FPGA实现的行列分解的方法，将复杂度高、消耗时间多的2D-DCT部分实做成IP核形式即硬件实现，并根据硬件电路实现的特点进行优化；通过NIOSⅡ定制指令的方法来调用此硬件加速部分提高整个算法的运行速度：采用USB2．0接口来完成图像数据的高速传输。结果：通过对照，我们发现系统取得良好的压缩效果，基本上不影响医学诊断。结论：该系统性价比高且能在短时间内以较低的成本实现，其使用新的技术新的方法给医学仪器设计领域带来一个新的亮点。     

基于USB接口的个人健康信息采集终端

为适应医疗模式的改变和医疗健康行业的发展,满足人们对于个人健康状况关注的需要,基于USB接口,我们设计了一套呼吸与血压的个人健康信息采集终端系统.该系统由信息采集模块、个人计算机以及系统软件构成,信息采集模块采用统一电路模式搭建,简化了系统设计,并能实时采集个人的呼吸、血压等生理参数.信息采集模块通过USB接口传输到计算机,实现了个人健康信息的采集、数据存储、远程辅助诊断和健康信息打印等功能.实验证明,该系统运行稳定,信息采集准确,具有应用灵活、方便的优点.     

基于AD9228的超声数据采集电路的设计

介绍了数字超声成像系统中数据采集电路的设计方案和功能特性。该电路以ADI公司的高速A/D转换芯片AD9228为基础,可以实现最高达65MSPS的模数转换速率,并使用FPGA实现LVDS信号的电平转换,以及串并转换,最后实现数字信号的并行输出。测试结果表明:该系统的12位数字化输出只在最后1位有抖动,可满足实际设计要求。     

基于OMAP-L137的电子耳蜗体外语音处理器的设计

电子耳蜗是目前唯一能使重度聋和全聋患者恢复听觉的医学装置,研制价格适中、基于汉语特征的电子耳蜗产品具有较高的经济效益和深远的社会意义.本文以新型DSP＋ARM双核低功耗处理器OMAP-L137为核心,设计并实现了一款电子耳蜗体外语音处理器原型,包括核心处理器单元、音频单元、SDRAM、NAND Flash、USB2.0 OTG接口、无线发射接口等模块.它实现了语音实时采集、连续交替采样算法处理,并根据刺激模式形成相应的刺激脉冲参数帧序列,发送到无线传输模块.通过对本系统和电子耳蜗无线传输模块、刺激电路进行联合调试,对语音采集、算法处理以及无线发射接口进行了验证,测试结果表明系统达到设计要求.     

基于无线局域网的心电监护终端的设计

本文设计了一种基于医院无线局域网的新型医疗监护终端。该终端应用了移动通信技术、嵌入式应用技术等先进技术,以ARM内核的S3C2410微处理器为基础,移植了嵌入式Linux操作系统和Qtopia作为图形用户界面。通过设计的心电信号采集电路与微处理器的数模转换接口连接,利用Qt编写界面程序,实现了对人体心电信号的实时采集、处理、存储和在LCD(液晶显示器)上显示。通过移植USB无线网卡驱动,利用无线局域网技术与医院监护中心连接,将病患的心电信号及时传输到中心服务器上,这样在医院监护中心就可以对各个病房病患进行实时监护,提高了工作人员的工作效率。文中给出了监护终端的软、硬件设计,结果表明终端设备具有体积小、功耗低、操作简单等优点。     

用于远程无线心电监护仪的心电信号采集电路的设计

介绍了一种用于便携式远程无线心电监护仪的三导联ECG采集电路。该电路不仅具有心电信号的采集放大和滤波功能,同时还具有导联脱落自动检测功能。