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USB接口超声多普勒血流仪PC外置盒

赵琨  
【摘要】: 本文介绍了通过USB接口配接PC机的血液流速测量装置。该装置是基于连续波超声多普勒效应原理而设计的。目前,超声多普勒技术已成为无损诊断血管疾病的一种重要手段。血细胞就是血液中的散射体,它们随血流一起运动,因此,它的运动速度代表着血流的流速。当用多普勒效应原理来测定血液流速时,实际上是通过测定血细胞的多普勒频移,利用多普勒方程计算出血细胞的运动速度。 多普勒仪器测量血流特性的性能不仅与仪器本身的物理特性有关,而且和所使用的信号分析技术密切相关。本文主要包括如下部分:超声信号的发射与接收、模拟信号处理、对模拟信号进行采样及A/D转换、ARM芯片的使用、采样信号的USB传输、数字信号处理、频谱图的显示和数据显示。前端模拟信号处理包括放大、带通滤波、混频、低通滤波等步骤。对模拟信号的处理保证了A/D转换器可以采到频率稳定,幅值适中的信号,为后续一系列处理提供了可靠的前提保障。通过对数字信号的处理,如FFT变换、加权平均等算法的应用,提高了信号处理的速度及精度。文中还简单地介绍了有关USB接口的基础知识,给出了USB控制器的程序流程图,并且针对本仪器要实现的功能,给出了PC机端的设备驱动程序开发过程及一个专用的控制及显示界面。 相对于传统专用的超声多普勒血流测量仪器,该系统采用带USB接口的ARM处理器,做成标准PC机USB接口的外置设备形式,仪器虚拟化,可降低成本,提高灵活性。通过PC机的软件升级,可不断改进功能,配接笔记本电脑可增强便携性。如对该课题进行进一步的深入研究,应有一定的应用前景。


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