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嵌入式主板在便携式B超诊断仪中的应用

来源: 发布于:2012/8/16 点击量:

嵌入式主板在便携式B超诊断仪中的应用

  超声诊断技术是一种经济、实用、可重复、无损伤的检查手段,具有无侵袭、高灵敏度、应用面广、低成本和操作便利等优点。随着计算机信息技术的迅速发展和临床诊断与治疗的需要,对B超图象的质量要求越来越高,超声诊断范围和信息量不断扩充,B超诊断仪已实现由模拟式到全数字化的转变。因此工业计算机以其体积小、接口丰富、功耗低、宽温、高稳定性的优势广泛应用于国内外医疗电子产业,有效提升了B超系统的整体性能和竞争优势。

  中国B超市场的市场规模在2011年达50亿元以上,年度复合增长率一直保持在15%以上。其中便携式B超占34%,年度复合增长率接近40%。便携式B超已经实现了全面的数字化,在便携B超的应用之中面临以下应用难题:

1.  体积小,高度整合;

  英康仕基于Cedar Trial Mobil平台设计的CMS-4551(COM)嵌入式模块尺寸为:146mm*80mm。

2.  不同机型需要不同的Back I/O,接口位置各不相同;

  a.  因为机构设计和布局的不同,便携B超的对外接口可能会设计在便携B超的不同位置。

  b.  因为各厂家产品系列定位的不同,可能会使用到以下接口的不同组合:LAN、VGA、TVOUT、USB*2、COM*1

  CMS-4551的Multifuction接口整合了以上的接口,用户可以根据机构、布局和打造个性化产品的需要,自行设计I/O接口板,实现不同的I/O组合。如ICN-M206接口板

3. 低功耗,要求待机时间在24小时以上,工作时间不少于4小时;
 
4.   移动应用,要求电子器件具备良好的抗震性和抗冲击能力;

  英康仕基于Cedar Trial Mobil平台设计的CMS-4551(COM)嵌入式模块运用板载CPU、内存并且所有内部接口均使用防震抗冲击的Wafer连接器。
 
5.    因为功耗限制,使协处理FPGA功能受限,CPU需要处理大量的视频信号;

B型超声诊断仪的工作原理如下:

  B型超声诊断仪利用脉冲回波成像技术,主要由主控电路,发射电路,接收电路(高频信号放大器,视频信号放大器),图象显示器和换能器组成.

  主控电路又称同步触发信号发生器,它周期地产生同步触发脉冲信号,分别触发发射电路和扫描发生器中的时基扫描电路. 发射电路在接收到同步信号触发时,产生高频电脉冲激励换能器.接收电路接收由人体受检组织发射的超声信息,由以下几个主要过程: 1. 对高频超声信号放大和对数压缩; 2.对高频超声信号检波,转变为视频信号;

3.对视频信号进行放大; 

  在B超诊断仪中FPGA主要完成上述高频信号放大、对数压缩、视频转换和放大的工作,在台式B超中,B超厂商一般会选择功能强大的FPGA,完成超声信号的处理甚至多普勒合成,形成彩超图像,但是在便携B超之中——但此类FPGA的硬件电路复杂、编程难度大、功耗偏大、采购成本高,并不适合便携B超的应用,因此X86一般会分担一部分传统由FPGA完成的工作,因此对X86的图像处理能力和浮点运算能力提出了较高的要求。而Cedar Trial内建的3150图形加速器正好可以满足用户的要求,目前部分客户在此平台基础上甚至已经实现了彩超功能,大大提升了产品的综合竞争力。

  换能器将回波信号转换成高频电信号后,被检波器检波器检出的视频包络信号要经过视频信号放大器放大和处理.然后加到显示器的栅级进行亮度调制.
 

6.    要求同时支持24bits LVDS,VGA,TV-Out显示输出方式

  英康仕基于CedarTrial Mobil平台设计的CMS-4551(COM)嵌入式模块可以有效解决便携B超应用中的问题:

  英特尔®凌动™Cedar Trail处理器N2600/2800

  单核功耗为3W+1.5W,双核功耗为3.5W+1.5W,可以支持无风扇设计

  同时提供VGA、DVI、DP和单通道LVDS

  强大的3D能力,支持DirectX10.1和OpenGL3.0




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