啟揚方案：嵌入式硬件助力醫(yī)療成像，提出醫(yī)療超聲診斷設(shè)備解決方案

超聲診斷儀，又稱超聲醫(yī)療影像設(shè)備，是利用超聲波的反射、折射和衍射，對人體內(nèi)部結(jié)構(gòu)進行探查的儀器。由于超聲診斷的無損傷、非介入、經(jīng)濟實用、應(yīng)用范圍廣等特點，超聲診斷儀也成為目前醫(yī)療領(lǐng)域普遍使用的醫(yī)療器械之一。受益于人口老齡化、收入水平的提高、居民健康意識的增強，超聲醫(yī)療器械需求量在近幾年呈現(xiàn)大幅增長。20世紀(jì)40年代超聲技術(shù)開始用于人體檢查，隨后發(fā)展出A型超聲診斷儀、M型超聲診斷儀、B型超聲診斷儀、D型超聲多普勒診斷儀、C型和F型超聲成像儀等醫(yī)療設(shè)備。隨著計算機技術(shù)、信息處理技術(shù)、電子技術(shù)的發(fā)展，設(shè)備從單一器官發(fā)展到全身診斷，從模擬到全數(shù)字化，從單參數(shù)到多參數(shù)，從二維成像到三維立體成像等，設(shè)備自動化程度、成像質(zhì)量不斷提高，診斷范圍和信息量不斷擴充。

超聲診斷儀原理

根據(jù)超聲波形分類，超聲診斷儀可分為脈沖波超聲設(shè)備（A型、M型、B型超聲診斷儀）和連續(xù)波超聲設(shè)備（多普勒超聲診斷儀）。超聲診斷儀的工作原理利用超聲的良好指向性和與光類似的反射、折射、散射、衰減以及多普勒頻移等物理特性，使用不同的超聲診斷儀器，采用各種掃描方式，向被檢人體組織發(fā)射超聲波，人體各種組織有聲學(xué)的差異特性，超聲波在不同組織界面會有超聲反射回來，將回聲信號進行接收，監(jiān)測回聲的頻率、持續(xù)時間等數(shù)據(jù)，經(jīng)過電子電路和計算機處理生成圖像在顯示器上顯示，供醫(yī)生診斷分析。

圖片源于網(wǎng)絡(luò)

超聲診斷儀結(jié)構(gòu)

超聲診斷儀主要由設(shè)備主機、超聲探頭（換能器）和外圍設(shè)備構(gòu)成。超聲探頭是超聲成像設(shè)備的關(guān)鍵部件，它的任務(wù)是將電信號轉(zhuǎn)變?yōu)槌暡ㄐ畔⒒驅(qū)⒊暡ㄐ盘栟D(zhuǎn)變?yōu)殡娦盘枺恢鳈C部分主要是接收探頭傳輸?shù)碾娦盘栠M行存儲、處理、分析并顯示在顯示屏上；外圍設(shè)備有打印機、腳踏等 。

主機部分工作時，超聲探頭將接收的信號傳輸?shù)角爸梅糯箅娐贩糯蠛?，將模擬信號通過A/D轉(zhuǎn)換電路轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號，然后經(jīng)過數(shù)字電路的合成處理和數(shù)字掃描變換器，最后將處理后的圖像視頻展示在顯示屏上。主機在硬件方面涉及信號處理、加密處理、信號傳輸、電源等，可采用ARM處理器作為系統(tǒng)核心，完成時序控制、發(fā)射驅(qū)動、信號提取、數(shù)據(jù)傳輸控制。NXP i.MX8M Mini處理器具有高處理能力、2D 3D內(nèi)置加速器、豐富的資源，可替代FPGA和ASIC的醫(yī)用超聲設(shè)備解決方案。超聲診斷儀主機核心ARM處理器推薦啟揚IAC-IMX8MM-CM核心板，基于NXP i.MX8M Mini高性能處理器，四核Cortex-A53和單核Cortex-M4，運行速度高達 1.8 GHz，將先進的處理能力與出色的音頻、視頻和圖形相結(jié)合，適用于物聯(lián)網(wǎng)、醫(yī)療、工業(yè)控制等領(lǐng)域。

i. MX8M Mini集成2D、3D GPU圖形加速器，支持圖像算法對圖像進行降噪、壓縮、增強、邊緣檢測等處理分析，支持1080P60 H.265和VP9解碼功能以及1080P60 H.264和VP8編碼，MIPI顯示接口支持高清顯示屏幕，助力醫(yī)療成像設(shè)備呈現(xiàn)清晰圖像；

核心板提供豐富的通信接口，包括千兆網(wǎng)口、UART、USB、CAN等接口，支持醫(yī)療設(shè)備功能開發(fā)和打印機等多種外設(shè)的連接，支持Wi-Fi、3G/4G無線通信，連接電腦或系統(tǒng)，滿足高效數(shù)據(jù)傳輸?shù)男枨螅?/p>

醫(yī)療設(shè)備在電源設(shè)計上聚焦于穩(wěn)定工作和安全性，醫(yī)療電源有絕緣要求、漏電流要求、以及剩余電壓的要求，需要電壓輸出更穩(wěn)定，故障率更低，抗干擾能力更強。啟揚i.MX8M Mini核心板采用高集成、高可靠性、內(nèi)置多重保護電路的電源管理芯片，保障設(shè)備系統(tǒng)的穩(wěn)定運行；

硬件可選用工業(yè)級元器件，可進行電磁兼容性能測試和靜電、跌落和振動等抗干擾測試，滿足醫(yī)療設(shè)備對于電氣安全的要求；

高性能、低功耗ARM處理器和超長供貨周期，有效地降低了解決方案成本、延長了設(shè)備使用壽命；

支持Linux和Android操作系統(tǒng)，方便軟件開發(fā)。

隨著超聲設(shè)備市場的發(fā)展，設(shè)備應(yīng)用越來越廣泛，超聲影像設(shè)備也朝著便攜式和移動式演進，便攜式超聲設(shè)備為緊急醫(yī)療、分級診斷等提供便利。未來，隨著云計算、5G、遠程醫(yī)療、人工智能等技術(shù)與醫(yī)學(xué)超聲技術(shù)的融合，超聲設(shè)備將在醫(yī)療領(lǐng)域發(fā)揮更大的價值，為病人提供更優(yōu)質(zhì)的醫(yī)療服務(wù)。