- TÓM TẮT LUẬN VĂN THẠC SĨ Đề tài: Thiết kế bộ điều khiển cho đầu dò siêu âm dựa trên công nghệ FPGA ứng dụng cho ảnh siêu âm trong y tế Tác giả luận văn: Nguyễn Duy Thông Khóa: 2013B Người hướng dẫn: TS. - Trịnh Quang Đức Nội dung tóm tắt: a) Lý do chọn đề tài Ảnh siêu âm đã được biết đến từ lâu như là một phương tiện hữu ích phục vụ cho chẩn đoán bệnh dựa trên những hình ảnh trực quan về các cơ quan sinh học trong cơ thể con người. - Tuy nhiên, hiện nay, các thiết bị siêu âm được sử dụng tại Việt Nam vẫn phải nhập ngoại do đó giá thành đầu tư cũng như bảo trì, bảo hành có chi phí rất cao. - Ở khía cạnh kỹ thuật, muốn phát triển và làm chủ công nghệ chẩn đoàn bằng hình ảnh siêu âm, cần phải có một cơ sở thiết bị nền tảng để phát triển những thuật toán tái tạo hình ảnh, xử lý nhiễu của tín hiệu đo, cũng như áp dụng những thuật toán và phép đo làm tăng độ phân giải của hình ảnh siêu âm từ đó đưa ra những phát triển cho những thiết kế thiết bị chẩn đoán hình ảnh siêu âm trong y tế. - Các thiết bị siêu âm hiện đại ngày nay hầu hết đã sử dụng đầu dò mảng pha để thay thế cho những đầu dò đơn thể do khả năng quét và đo ở chế độ làm việc B-Mode được điều khiển bằng điện tử do đó cho kết quả nhanh hơn chính xác hơn phép điều khiển quét bằng những hệ truyền động cơ điện. - Đề tài này dự kiến sẽ phát triển thiết kế thử nghiệm một hệ thống điều khiển quét tia siêu âm cho đầu dò mảng pha xung quanh một lõi cơ bản là chip FPGA với số lượng đầu dò siêu âm mảng pha có số phần tử lên đến 64 phần tử. - Mô hình hệ thống sẽ được đánh giá thông qua những phần mềm mô phỏng chuyên dụng. - c) Tóm tắt cô đọng các nội dung chính và đóng góp mới của tác giả - Nghiên cứu kỹ thuật mảng pha ứng dụng trong siêu âm - Nghiên cứu kỹ thuật quét tia siêu âm dựa trên kỹ thuật mảng pha - Tính toán và mô phỏng số hóa các thông số đầu vào của đầu dò mảng pha bằng công cụ Matlab - Nghiên cứu, tìm hiểu, lựa chọn chip FPGA thích hợp với những đầu dò mảng pha có số phần tử đến 64 phần tử. - Lập trình mô phỏng cho chip FPGA dựa trên những phần mềm chuyên dụng để kiểm tra chức năng của hệ thống - Luận văn đã thiết kế được một bộ điều khiển đầu dò siêu âm dựa trên công nghệ FPGA với số phần tử lớn, độ sâu quét và có thể thay đổi các thông số đầu vào linh hoạt áp dụng cho việc tạo ảnh siêu âm trong y tế. - Dựa vào lý thuyết cơ bản của công nghệ mảng pha xây dựng nên hệ thống mảng pha đồng thời kết hợp và so sánh với các đầu dò thực tế trước đó để đưa ra các thông số phù hợp cho đầu dò. - Thống kê từ các kết quả mô phỏng để đánh giá tính khả thi cũng như sai số nếu áp dụng cho các linh kiện thực tế e) Kết luận Với yêu cầu ngày càng cao của việc khám, chẩn đoán và chữa bệnh các thiết bị y tế cũng được nâng cấp cải tiến để đáp ứng với nhu cầu thực tế. - Trong lĩnh vực siêu âm trong y tế, sự ra đời của các đầu dò mảng pha thay thế cho các đầu dò thông thường được coi như một bước phát triển vượt bậc. - Đầu dò mảng pha với các ưu thế vượt trội về chất lượng hình ảnh, tốc độ quét và linh hoạt trong sử dụng đã được ứng dụng phổ biến không chỉ trong ngành y mà còn được ứng dụng phổ biến trong các lĩnh vực khác. - Luận văn đã nêu ra các kiểu hội tụ cho đầu dò siêu âm mảng pha, so sánh các kiểu hội tụ để chọn ra kiểu hội tụ tối ưu nhất. - Đồng thời tính toán hội tụ cho đầu dò dựa trên các thông số của đầu dò và đối tượng cần siêu âm để chọn ra các thông số tối ưu nhất. - Chứng minh vai trò của tia siêu âm hội tụ ảnh hưởng tới chất lượng của hình ảnh siêu âm - Mô hình hóa hình ảnh siêu âm bằng mô phỏng số để phân tích, đánh giá chất lượng hình ảnh siêu âm, đặc biệt phân tích ứng suất phân bố và đồ thị định hướng của mô phỏng và dựa vào cơ sở lý thuyết để đánh giá độ phân giải của hình ảnh siêu âm. - Dựa vào kết cấu, khả năng đáp ứng, tốc độ xử lý, mức độ sai số cũng như độ tin cậy, luận văn đã sử dụng phương pháp chia tần để xử lý tín hiệu trong đầu dò, sử dụng các vi xử lý tốc độ cao để đáp ứng với hệ thống, luận văn đã đưa ra giải pháp và chọn các chip FPGA để làm chip lõi trong bộ điều khiển đầu dò. - Thiết kế và mô phỏng tín hiệu bộ điều khiển cho đầu dò siêu âm 64 kênh. - Lấy thời gian trễ giữa các phần tử để ngược trở lại mô phỏng số. - Đánh giá sai số giữa hai mô phỏng. - Đề tài đã thực hiện tính toán hội tụ, mô phỏng số và mô phỏng bằng ngôn ngữ mô tả phần cứng áp dụng cho công nghệ FPGA. - Để đánh giá tốt hơn nữa kết quả của đề tài, hướng phát triển của đề tài là - Đánh giá sai số giữa hai mô phỏng và mức sai số bao nhiêu là phù hợp đáp ứng yêu cầu của hình ảnh siêu âm. - Áp dụng các kết quả đã được được để mô phỏng trên các thiết bị thật từ đó đánh giá sự chênh lệch giữa thực tế và lý thuyết. - Từ kết quả thực tế ta tiến hành lấy số liệu để mô phỏng trên phần mềm, quan sát tín hiệu để đánh giá chất lượng hình ảnh có đạt được như yêu cầu đã đặt ra.
Xem thử không khả dụng, vui lòng xem tại trang nguồn hoặc xem
Tóm tắt