醫(yī)療儀器儀表圖像信號采集與處理系統(tǒng)

1、應(yīng)用背景

隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，各種醫(yī)療設(shè)備相繼問世并得到廣泛應(yīng)用。應(yīng)用中的很多醫(yī)療儀器都綜合了傳感器、自動控制、計算機軟件和硬件等高科技技術(shù)。市場上的醫(yī)療儀器儀表的控制系統(tǒng)多數(shù)采用單片機實現(xiàn)，普遍存在操作繁瑣、無圖形化操作界面、顯示不直觀的缺點。而采用PC機作為控制端的熱療儀又增大了設(shè)備的成本。這些因素都制約著很多應(yīng)用的迅速普及推廣。

由于ARM嵌入式技術(shù)能使控制系統(tǒng)小型化，并且開發(fā)出來的產(chǎn)品功能強大，成本低廉，具有較高的性價比。因此，我們根據(jù)醫(yī)療儀器儀表的市場需要，開發(fā)了一種新型的基于ARM嵌入式系統(tǒng)、配置Linux操作系統(tǒng)的醫(yī)療圖像數(shù)據(jù)采集設(shè)備。該系統(tǒng)具有控制集成度高，運行穩(wěn)定，操作方便以及直觀的圖形化界面顯示等特點。

2、成功案例

醫(yī)療分析儀器的核心部件及操作系統(tǒng)

基于伽瑪射線的醫(yī)療圖像采集設(shè)備的核心部件

3、系統(tǒng)架構(gòu)

本系統(tǒng)主要用于實現(xiàn)對醫(yī)療影像數(shù)據(jù)的數(shù)字化采集、處理與數(shù)據(jù)傳輸。

整個系統(tǒng)的數(shù)據(jù)處理流程參見圖1，輸入信號為核射線接收傳感器產(chǎn)生的多個通道的反映位置信息的脈沖信號數(shù)據(jù)和一個通道的能量數(shù)據(jù)，通過由多路前置放大器進(jìn)行信號調(diào)理與放大的前置放大板，進(jìn)入高速AD芯片加FPGA的高速數(shù)字信號處理板，之后的數(shù)據(jù)進(jìn)入以ARM為核心的主處理器進(jìn)行能量、線性及均勻性校正并形成圖像幀，最后圖像幀通過TCP/IP網(wǎng)絡(luò)接口發(fā)送到采集計算機，由采集計算機進(jìn)行圖像的顯示和保存。

4、系統(tǒng)硬件設(shè)計

醫(yī)療圖像信號采集與處理系統(tǒng)主要包括AD采集與FPGA數(shù)字信號處理板和ARM計算機板。ARM計算機板的主要作用是完成最后的圖像校正、數(shù)據(jù)傳輸、采集控制等功能。

5、系統(tǒng)軟件設(shè)計

嵌入式操作系統(tǒng)在系統(tǒng)中具有至關(guān)重要的作用，該方案依托高性能的Linux操作系統(tǒng)，實現(xiàn)對數(shù)據(jù)采集終端的控制，實現(xiàn)數(shù)據(jù)的實時傳輸和處理。

6、 方案優(yōu)勢

醫(yī)療圖像信號采集與處理系統(tǒng)一種采用高性能ARM處理器實現(xiàn)的醫(yī)療信息數(shù)據(jù)采集控制系統(tǒng)方案。本統(tǒng)外圍可以實現(xiàn)高精度、高速率的數(shù)據(jù)采集；外圍接口資源豐富；運行嵌入式Linux操作系統(tǒng)。與傳統(tǒng)方案相比，模塊化、低功耗、開放接口使得系統(tǒng)很容易根據(jù)實際需求擴(kuò)展和移植。其可靠、準(zhǔn)確、低成本的設(shè)計是一種實用的遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)采集控制系統(tǒng)方案。

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