高频环阵换能器数字波束聚焦技术

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1、中国协和医科大学硕士学位论文摘要超声诊断中为了观察更小和更细微的组织结构，通常要求提高超声工作频率和实现超声波束聚焦。在本课题中，我们采用五环10MHz高频超声环阵换能器实现多点数字化聚焦，通过FPGA可编程逻辑芯片EPlCl2Q240产生同步触发信号，受触发后的发射器产生高压电脉冲激励换能器向检测目标(实验中采用尼龙靶线)发射超声脉冲。由目标形成的超声回波脉冲信号经换能器接收后转化成模拟电信号，超声回波模拟电信号经过滤波和可变增益放大芯片AD8332调节放大100倍，模数转换芯片AD9238以40MHz采样率对放大的

2、超声回波模拟电信号进行数字化采样，五路数字回波输入到可编程逻辑芯片EPlCl2Q240中，采用EPlCl2Q240芯片构造五路FIFO来存储五路数字回波，依次控制五路FIFO中的数字回波延迟输出，输出的同相位数字回波通过加法器相迭加实现环阵换能器超声波束多点聚焦，最终将回波信号通过高频数模转换芯片AD9772A输出进行验证。实验结果表明，采用超声回波数字化相控聚焦技术，实现了声束轴上多点聚焦，减少了声束的3dB波束宽度，提高了声束轴上成像点的分辨率。关键字：高频超声、环阵换能器、数字回波、多点聚焦中国协和医科大学硕士学

3、位论文ABSTRACrIntheultrasounddiagnosis，inordertoobservingthesmallerconfigurationandorganization,itdemandsrisingtheultrasoundfrequencyandrealizingultrasoundbeamfocus．WeadoptIOMHzhighfrequencyannulartransducertoachievedigitalbeamfocusing．Thetransducertransmitssynchro

4、nalpulsefromtheprogramminglogicchipEPlCl2Q240C8．Thetriggerproduceshighvoltagetoinspiritthetransduceremittingultrasoundpulse．Intheexperiment,weusethenylonlineasthedetectedtarget．Theultrasoundechoischangedtoelectricsignal，thenfilteredandchangedtheamplitudeto40dB乎I

5、inbythechipAD8332．ThechipAD9238samplestheultrasoundechowiththespeedin40MHz，andthefivedigitalech∞sentertheprogrammingchipEPlCl2Q240,whichconstructsfiveFIFOtostoragethefivedigitalultrasoundechoes．Wecontrolthedigitalultrasoundechooutputaccordingtothedelaytime，thein

6、-phasedigitalechocsaddedbytheaddertoachievethefivedigitalbeamfocused．FinallythefocuseddigitalechoisexportedtothehighfrequencyD／AchipAD9772Atovalidatetheresult．Theexperimentresultindicatesthatadoptingthephasedcontroltechnology,manyfocusescawbeachievedinthebeamaxi

7、s，whichreducesthe3dBwidthoftheultrasoundbeamandimprovestheimageresolvingpower．Keywords：highfrequencyultrasound,annulartransducer，digitalecho,severalfocusedpoints2独创性声明本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作和取得的研究成果，除了文中特别加以标注和致谢之处外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得主国堡堂叠堂瞳主国堡垒

8、匿叠盘生或其他教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示了谢意。学位论文作者签名：签字日期：年月日学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解主圈匡堂盘堂毡生垦监垄匡盘盘茎有关保留、使用学位论文的规定。特授权主国匡芏盘堂照主旦垃垄匡壁盘堂可以将学位论文的全部或部分内