基于DSP的超声多普勒血流频谱分析系统研究与实现

【摘要】： 长期的高血脂、高血粘在血管(特别是颈部血管)壁上形成血脂沉淀,使血管硬化和血管堵塞,从而发生中风及心脑血管意外。因此要防止其发生,首先要及时地掌握颈部血管中的血流状况。本文正是以此为出发点,通过对超声多普勒技术及数字信号处理方法等内容进行研究并设计了超声多普勒血流频谱分析系统。通过分析采集到的超声多普勒信号,建立超声多普勒频谱图,从而完成血流和血管堵塞的定量分析。 本文首先介绍了超声多普勒技术的原理和方法,借鉴了软件无线电的基本思想来对血流的超声回波信号进行采样和数字处理。利用Matlab软件对系统算法进行了仿真,并在相应平台上进行了CCS的软件仿真,详细阐述了OMAP3530双核平台的开发流程、ARM操作系统的应用程序开发以及DSP中算法的移植、封装和双核通信机制。 通过借鉴软件无线电的体系结构,完成了系统整体方案的初步设计。整个系统以DevKit8000为核心,其中ARM核为系统控制核心,移植WinCE6.0为操作系统,完成人机界面设计、控制FPGA和DSP核及外设;以A/D+FPGA+DSP的方式实现高速数据采集,DSP核实现对血流信号的频谱分析,提取信号多普勒频偏,最终将血流的频谱分析实时显示在LCD上,以完成血流和血管堵塞的定量分析。 本文的研究为实现颈部血管血流状况的准确、便携的检测提出了一条有效的技术路径,有助于各类型医院、社区基层卫生院、农村卫生院、家庭医生等用户群在临床上对中风等心血管疾病的早期诊断,具有很强的实用价值和市场价值。 此外,本文的研究工作也为检测人体的各种小器官,如:甲状腺、眼球等,提供了有力的理论依据和有效的实现方法,有较好的参考和应用价值。