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医学超声内窥镜系统中阻抗匹配的研究

李中意  
【摘要】:随着现代医学技术的高速发展,超声内窥镜在现在医学中已经得到了广泛的应用。医学超声内窥镜是利用电子内窥镜的活检钳道将微型超声探头送入人体的消化道,通过超声探头的旋转扫描,得到消化道壁的超声断层图像,辅助医生进行病症诊断。超声内窥镜检测具有无创伤、无辐射的优点,是目前临床消化道检测的首选。 医学超声内窥镜技术虽然已经在医学上得到了广泛的使用,然而目前国内在该技术的研发方面与国外公司和机构仍存在较大差距,而超声内窥镜产品在国内还是空白。本课题组一直致力于超声内窥镜的产品化研究,本文针对目前样机研发过程中存在的电气性能问题,尤其是模拟电路中的信号失配进行研究,研究结果提高了输出信号的强度和信噪比。 本文的主要工作有: 1.分析阻抗失配对超声内窥镜系统性能的影响。 2.对激励发射电路进行阻抗匹配分析,对原有的激励电路进行调整改进。利用MOS管开关、射频变压器改进升压发射编码激励电路。研究超声换能器与激励发射电路之间的阻抗匹配规律,实现可调性的换能器匹配发射。设计拥有反馈调节机制的自适应换能器匹配系统,可根据具体的超声换能器内在参数进行自动匹配,从而实现超声发射系统对不同型号探头的兼容性。 3.研究超声信号的接收放大电路匹配问题。结合模拟电路的传输线阻抗匹配问题,调节多级放大电路之间,以及放大电路和保护电路、带通滤波电路之间的匹配问题,改良接收放大电路的低噪增益效果,提高模拟信号信噪比。 4.设计并完成收发一体的医用超声内窥系统模拟信号处理电路,并在模拟电路中集成了稳压供电电路、隔离电路、保护电路等,形成较完善的模拟电路,便于产业化过程中的改进和升级。


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