一种甚高频医学超声回波信号高速数据采集系统的设计

目的:设计一种甚高频医学超声回波信号高速数据采集系统,以实现高速率和高精度的实时采样。方法:采用内置两路集成模数转换器(analog-to-digital converter,ADC)芯片的LTC2285来实现超声回波信号的模数转换,并将两路采样率为120 MHz的数字信号输入至现场可编程门阵列(field-programmable gate array,FPGA)进行并串转换,得到采样率为240 MHz的高速数字信号进行超声回波数字信号处理,最后将数据通过USB接口传输至计算机终端进行显示。为了保证该系统的可实现性,对该系统进行时序仿真实验、分辨力检测实验和正常人眼前节成像实验。结果:该时序仿真结果验证了由FPGA设计该并转串模块实现的可靠性;该系统的分辨力能达到40μm,满足临床上对眼科超声生物显微镜(ultrasound biomicroscopy,UBM)纵向分辨力的要求;该系统的UBM检查可得到正常人眼前节组织的高分辨力成像图。结论:该系统运用多通道和FPGA技术,提高了采集速度和可靠性,为最终的UBM实时成像奠定了前期实验基础。