基于ARM的眼科A超生物测量系统的研制

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1、东南大学硕士学位论文摘要眼轴长度和眼角膜厚度是眼科临床的重要参数。眼轴长度不仅对眼病的诊断、治疗、估价预后具有重要意义，而且是计算人工晶体屈光度最重要因素之一。眼角膜厚度则对屈光手术具有指导性意义。本文综述了眼轴长度和眼角膜厚度的研究现状。在比较了几种常用超声波测厚方法的基础上，采用脉冲反射法测量眼轴长度和眼角膜厚度，即通过测量超声在待测介质中的传播时间来求得介质厚度。这一方法不仅比光学测量法精确，而且原理简单，对被测物体表面要求低，易于实现。为提高测量精度，采用实时显示回波波形的方法，直观地选择合

2、适波形并人为调整测量点，以降低非理想波形或不规则波形造成的误差。系统采用ARM9内核的嵌入式微处理器与内建模块丰富的FPGA为核心，提供强大的数据处理能力和控制功能，并极大地提高了系统集成度。外围多采用CMOS集成电路和贴片式元器件，进一步缩小体积，降低功耗。软件平台采用嵌入式Linux操作系统，以加强系统的管理能力，提供多任务处理，更好地分配系统资源。硬件和软件均为模块化结构，便于功能的更新和仪器的维护。设计中，采用微分电路以减小发射脉宽；采用DA转换器数字控制回波增益；采用同步采样技术以较低速的

3、AD转换器实现高分辨率的回波测量与显示；采用动态选择数据处理方式提高运行效率；采用功能键与扩展菜单结合的形式提供友好的用户界面。本仪器实现了眼轴长度和眼角膜厚度的高精度测量，具有体积小、功耗低、智能化程度高等特点。关键词：眼轴长度测量眼角膜测厚超声脉冲回波ARM同步采样东南大学硕士学位论文ABSTRACTTheeyeaxiallengthandcornealthicknessareboththesignificantophthalmicparametersinclinic．Theeyeaxislen

4、gthisnotonlytheessentialforophthalmicdiagnosis。treatmentendprognosisevaluation，butalsooneofthemostimportantfactorsininfraocularlensrefractioncalculation．Andthecomealthicknessisusefulforguidingthelasersurgery．Thepapersummarizestheresearchofthecornealthi

5、cknessandeyeaxiallengthmeasurement．Basedonthecomparisonofseveralultrasonicmethodsofthicknessmeasurement，thepulse-echowayisadopted，inwhichthethicknessiscalculatedfromthetimeintervalbetweenechoesreflectedontheinterfacesofmediums．Thismethodisnotonlymoreac

6、curatethanopticalpachometer，butalsosimplerinalgorithm，lessrestrictiontothedetectedsurfaceandeasiertoimplement．Inordertoimproveaccuracy，thesystemdisplaysthereal-timewaveformofthepulse·echo，endthentheusercanselectthesuitablewaveformevidentlyandadjustthem

7、arkpointmanually，soastoreduceerrorcausedbynonidealoranomalywaveform．CenteredbyembeddedmicroprocessorbasedonARM920TcoreandFPGAwithrichresources，thesystemisequippedwithstrongcapabilityofdataprocessendcontrol，aswhileashighintegration．CMOSICendSMTcomponent

8、sareadoptedmostlysoastoreducethesizeendpowerconsumpIionofthesystem．Forsoftware，theembeddedLinuxOSisimplantedtoenhancethemultitaskingandmenagementabilityofthesystemendimproveresourcedistribution．Bothhardwareendsoftwarearemodularstructure