超声波对血管内部进行检测

超声波对血管内部进行诊断

超声导管（catheter）插入病人的静脉血管，通过其螺旋或类似螺旋路径，导管内超声波换能器发出超声能量脉冲串。从血管壁反射到换能器，用于分析血管壁板状沉淀物的特征。

 

要求：

特征分辨小于3μm；

所需时间⊿t：即超声波到反射面（其距离为x）和返回到换能器所需的时间⊿t=2x/v.

血管壁的声速近似等于水中的声速。VH₂O =1.5km/sec=1.5mm/μs.

从换能器到3μm界面的反射所需要的时间是：⊿t =2×3（μm）÷（1.5mm/μs）= 4ns.

确定所需采样频率：采样频率=1/⊿t = 250MS/s.

为了获得了３μm的空间分辨率，采样率必须超过250MS/s。

为了采集3mm深的反射回波，其最大采样时间⊿t =2×3mm÷(1.5mm/μs)=4μs。

在这种应用中另一个重要的要求：确定导管位置的方法。

导管均速沿其螺旋路径移动，其位置通过累加产生的脉冲重复频率来决定。因此，A/D采集系统必须采集每个超声脉冲，若A/D采集系统不在下一个触发之前，不能完成re-arm，那么触发就会丢失，从而导管的位置也会丢失。超声脉冲的产生速率为14KHz。

病人血管壁的完整扫描由20,000个超声采集组成，将占几秒时间。

GaGe的解决方案：
1.采用CS8500：
8 bit，采样率为500MS/s，带宽为250MHz，存储深度为2G。
2.系统实验方案：
用户超声脉冲发生器/接收器信号输入至CS8500，同时触发输出，用CS8500外触发输出。
3.CS8500传输存储模式：数据记录依次被采集到CS8500采集卡内存储器中，然后下载到PC RAM中。由于每次触发采集的时间为4μs，采样率为500MS/s，每个数据记录的长度是4μs×500MS/s =2KS。
4.2K数据所需的传输时间是2KB÷100MB/sec=20μs。
5.CS8500的离地时间是30μs
6.CS8500处理每个数据所需的总时间是4μs+20μs+30μs=54μs。