0
  • 聊天消息
  • 系統(tǒng)消息
  • 評(píng)論與回復(fù)
登錄后你可以
  • 下載海量資料
  • 學(xué)習(xí)在線課程
  • 觀看技術(shù)視頻
  • 寫文章/發(fā)帖/加入社區(qū)
會(huì)員中心
电子发烧友
开通电子发烧友VIP会员 尊享10大特权
海量资料免费下载
精品直播免费看
优质内容免费畅学
课程9折专享价
創(chuàng)作中心

完善資料讓更多小伙伴認(rèn)識(shí)你,還能領(lǐng)取20積分哦,立即完善>

3天內(nèi)不再提示

FPGA在醫(yī)療成像設(shè)備中的應(yīng)用

Hack電子 ? 來源:Hack電子 ? 2024-11-07 09:00 ? 次閱讀
加入交流群
微信小助手二維碼

掃碼添加小助手

加入工程師交流群

隨著醫(yī)療科技的飛速發(fā)展,醫(yī)療成像設(shè)備在醫(yī)學(xué)診斷和治療中扮演著至關(guān)重要的角色。從傳統(tǒng)的X射線到先進(jìn)的計(jì)算機(jī)斷層掃描(CT)、磁共振成像(MRI)乃至四維成像(4D成像),這些成像技術(shù)為醫(yī)生提供了詳盡、準(zhǔn)確的患者體內(nèi)信息。然而,這些技術(shù)的實(shí)現(xiàn)和優(yōu)化離不開強(qiáng)大的計(jì)算支持,其中現(xiàn)場(chǎng)可編程門陣列(FPGA)作為一種高度靈活且強(qiáng)大的硬件平臺(tái),在計(jì)算復(fù)雜的醫(yī)療成像設(shè)備中發(fā)揮著越來越重要的作用。

隨著醫(yī)療科技的飛速發(fā)展,醫(yī)療成像設(shè)備在醫(yī)學(xué)診斷和治療中扮演著至關(guān)重要的角色。從傳統(tǒng)的X射線到先進(jìn)的計(jì)算機(jī)斷層掃描(CT)、磁共振成像(MRI)乃至四維成像(4D成像),這些成像技術(shù)為醫(yī)生提供了詳盡、準(zhǔn)確的患者體內(nèi)信息。然而,這些技術(shù)的實(shí)現(xiàn)和優(yōu)化離不開強(qiáng)大的計(jì)算支持,其中現(xiàn)場(chǎng)可編程門陣列(FPGA)作為一種高度靈活且強(qiáng)大的硬件平臺(tái),在計(jì)算復(fù)雜的醫(yī)療成像設(shè)備中發(fā)揮著越來越重要的作用。

FPGA技術(shù)概述

FPGA是一種可編程的硬件設(shè)備,其核心在于可編程邏輯單元(PL)和可編程內(nèi)存單元(BRAM)。通過可編程的連接網(wǎng)絡(luò),PL和BRAM能夠相互連接,形成各種復(fù)雜的邏輯功能。與傳統(tǒng)中央處理器(CPU)相比,F(xiàn)PGA具有天然的并行計(jì)算能力,能夠同時(shí)處理多個(gè)任務(wù),極大地提高了數(shù)據(jù)處理的效率。此外,F(xiàn)PGA的硬件實(shí)現(xiàn)方式也使其在功耗方面表現(xiàn)出色,特別適用于對(duì)功耗要求嚴(yán)格的醫(yī)療設(shè)備。

FPGA在醫(yī)療成像設(shè)備中的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)

高性能并行計(jì)算

醫(yī)療成像設(shè)備處理的數(shù)據(jù)量巨大,通常包含數(shù)百萬甚至數(shù)十億的像素點(diǎn)。FPGA通過內(nèi)部大量的邏輯單元并行處理數(shù)據(jù),可以顯著提高圖像處理和重建的速度。例如,在MRI成像中,F(xiàn)PGA可以加速快速傅立葉變換(FFT)等復(fù)雜算法,從而縮短圖像重建的時(shí)間,提高診斷效率。

實(shí)時(shí)性

醫(yī)療成像設(shè)備對(duì)實(shí)時(shí)性要求極高,特別是在手術(shù)過程中需要實(shí)時(shí)更新影像。FPGA的低延遲和高帶寬特性使其能夠在短時(shí)間內(nèi)完成復(fù)雜的影像處理算法,確保醫(yī)生能夠獲取最新、最準(zhǔn)確的信息。例如,在手術(shù)導(dǎo)航和介入治療中,F(xiàn)PGA可以實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)圖像分析和處理,為醫(yī)生提供即時(shí)的反饋和指導(dǎo)。

定制化設(shè)計(jì)

不同的醫(yī)療成像設(shè)備和算法可能需要不同的處理方式和優(yōu)化策略。FPGA的可編程性使得系統(tǒng)可以根據(jù)具體需求進(jìn)行定制化設(shè)計(jì),從而實(shí)現(xiàn)最佳的圖像質(zhì)量和處理速度。通過編程和配置FPGA,可以針對(duì)特定的成像任務(wù)進(jìn)行優(yōu)化,提高系統(tǒng)的整體性能。

低功耗

在醫(yī)療設(shè)備中,特別是便攜式設(shè)備中,低功耗是至關(guān)重要的因素。FPGA通過硬件并行性和優(yōu)化的電路設(shè)計(jì),能夠在保持高性能的同時(shí)降低功耗。這有助于延長設(shè)備的使用時(shí)間,提高設(shè)備的便攜性和可靠性。

FPGA在特定醫(yī)療成像技術(shù)中的應(yīng)用

MRI成像

MRI成像技術(shù)通過測(cè)量人體內(nèi)部氫原子的磁共振信號(hào)來生成圖像。在MRI掃描過程中,F(xiàn)PGA可以加速FFT算法,實(shí)現(xiàn)二維和三維圖像的快速重建。此外,F(xiàn)PGA還可以用于優(yōu)化圖像濾波、去噪等后處理算法,提高圖像質(zhì)量。隨著4D MRI成像技術(shù)的發(fā)展,F(xiàn)PGA的并行計(jì)算能力將發(fā)揮更大的作用,實(shí)現(xiàn)運(yùn)動(dòng)圖像的實(shí)時(shí)處理和重建。

CT成像

CT成像技術(shù)通過X射線對(duì)人體進(jìn)行斷層掃描,生成高分辨率的三維圖像。在CT掃描過程中,F(xiàn)PGA可以加速圖像重建算法,如濾波反投影法等。同時(shí),F(xiàn)PGA還可以用于優(yōu)化圖像增強(qiáng)、分割等后處理算法,提高圖像的清晰度和準(zhǔn)確性。此外,隨著CT技術(shù)的不斷發(fā)展,F(xiàn)PGA還可以用于實(shí)現(xiàn)更高級(jí)的功能,如低劑量CT掃描等。

PET/CT融合成像

PET/CT融合成像技術(shù)結(jié)合了PET和CT兩種成像技術(shù)的優(yōu)點(diǎn),能夠同時(shí)獲取功能性和解剖性圖像。在PET/CT混合平臺(tái)中,F(xiàn)PGA可以用于加速圖像配準(zhǔn)、融合等算法,實(shí)現(xiàn)兩種圖像的精確對(duì)齊和融合。這有助于醫(yī)生更全面地了解患者的病情,提高診斷的準(zhǔn)確性。

超聲成像

超聲成像技術(shù)通過超聲波對(duì)人體進(jìn)行掃描,生成二維或三維圖像。在超聲成像過程中,F(xiàn)PGA可以用于加速圖像采集、處理和重建等算法。同時(shí),F(xiàn)PGA還可以用于優(yōu)化圖像增強(qiáng)、去噪等后處理算法,提高圖像的質(zhì)量。此外,F(xiàn)PGA還可以實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)三維成像和四維成像等高級(jí)功能,為醫(yī)生提供更豐富的診斷信息。

未來展望

隨著醫(yī)療成像技術(shù)的不斷發(fā)展,F(xiàn)PGA在計(jì)算復(fù)雜的醫(yī)療成像設(shè)備中的應(yīng)用將越來越廣泛。未來,F(xiàn)PGA將繼續(xù)發(fā)揮其并行計(jì)算、低功耗高性能等優(yōu)勢(shì),推動(dòng)醫(yī)療成像技術(shù)的進(jìn)一步創(chuàng)新。同時(shí),隨著量子計(jì)算和光計(jì)算等新型技術(shù)的涌現(xiàn),F(xiàn)PGA的未來發(fā)展將更加多樣化和高度智能化。

總之,F(xiàn)PGA作為一種高度靈活且強(qiáng)大的硬件平臺(tái),在計(jì)算復(fù)雜的醫(yī)療成像設(shè)備中發(fā)揮著越來越重要的作用。通過其并行計(jì)算、低功耗高性能等優(yōu)勢(shì),F(xiàn)PGA為醫(yī)生提供了更快速、更準(zhǔn)確、更可靠的診斷信息,推動(dòng)了醫(yī)療成像技術(shù)的不斷進(jìn)步和發(fā)展。

聲明:本文內(nèi)容及配圖由入駐作者撰寫或者入駐合作網(wǎng)站授權(quán)轉(zhuǎn)載。文章觀點(diǎn)僅代表作者本人,不代表電子發(fā)燒友網(wǎng)立場(chǎng)。文章及其配圖僅供工程師學(xué)習(xí)之用,如有內(nèi)容侵權(quán)或者其他違規(guī)問題,請(qǐng)聯(lián)系本站處理。 舉報(bào)投訴
  • FPGA
    +關(guān)注

    關(guān)注

    1645

    文章

    22034

    瀏覽量

    617888
  • 成像技術(shù)
    +關(guān)注

    關(guān)注

    4

    文章

    304

    瀏覽量

    31822
  • 計(jì)算機(jī)
    +關(guān)注

    關(guān)注

    19

    文章

    7657

    瀏覽量

    90695
  • 醫(yī)療
    +關(guān)注

    關(guān)注

    8

    文章

    1903

    瀏覽量

    59883

原文標(biāo)題:FPGA在計(jì)算復(fù)雜的醫(yī)療成像設(shè)備中的應(yīng)用

文章出處:【微信號(hào):Hack電子,微信公眾號(hào):Hack電子】歡迎添加關(guān)注!文章轉(zhuǎn)載請(qǐng)注明出處。

收藏 0人收藏
加入交流群
微信小助手二維碼

掃碼添加小助手

加入工程師交流群

    評(píng)論

    相關(guān)推薦
    熱點(diǎn)推薦

    利用高DSP性能的FPGA方案解決便攜式醫(yī)療成像的挑戰(zhàn)

    日前召開的“中國國際醫(yī)療電子技術(shù)大會(huì)”上,Xilinx的林鴻瑞表示隨著醫(yī)療電子的設(shè)計(jì)日益復(fù)雜,便攜式超聲系統(tǒng)的將需要更多地使用可編程的高性能DSP平臺(tái)。本演講稿介紹了超聲成像所需的D
    發(fā)表于 03-21 17:03

    怎樣應(yīng)對(duì)醫(yī)療電子設(shè)備日益復(fù)雜的設(shè)計(jì)挑戰(zhàn)?

    的倪成博士“大型醫(yī)療設(shè)備的電子技術(shù)”主題演講中表示,大型醫(yī)療設(shè)備主要是用于診斷和治療,其與民
    發(fā)表于 09-17 14:52

    ISPl362基于FPGA的紅外成像系統(tǒng)的應(yīng)用

    ISPl362基于FPGA的紅外成像系統(tǒng)的應(yīng)用
    發(fā)表于 08-12 12:23

    ADI醫(yī)療X射線成像解決方案

    醫(yī)療X射線成像檢查的目的是識(shí)別病人身體的異常情況或?qū)⒉∪藲w類為健康人群,同時(shí)最大程度地降低輻射影響。數(shù)字X射線(DR)和計(jì)算機(jī)斷層掃描(CT)是最常用的X射線成像技術(shù)和應(yīng)用。
    發(fā)表于 06-08 19:51

    微波與射頻技術(shù)醫(yī)療的應(yīng)用

    在家中的將諸如血壓、脈搏等健康狀況以無線方式發(fā)送給它們的醫(yī)生。其它創(chuàng)新也在幫助醫(yī)院和醫(yī)療中心得以跟蹤資產(chǎn)和個(gè)人的位置。現(xiàn)有的成像市場(chǎng)和無線技術(shù)正在創(chuàng)造的新機(jī)遇,
    發(fā)表于 07-29 07:55

    現(xiàn)代醫(yī)療成像系統(tǒng)不同成像模式環(huán)境中有什么挑戰(zhàn)?

    醫(yī)療成像領(lǐng)域的電子設(shè)計(jì),數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換器的動(dòng)態(tài)范圍、分辨率、精度、線性度和噪聲要求帶來了最嚴(yán)苛的挑戰(zhàn)。
    發(fā)表于 07-30 06:11

    如何利用FPGA快速開發(fā)醫(yī)療成像設(shè)備?

    推動(dòng)力量。為實(shí)現(xiàn)這些行業(yè)目標(biāo)所需要的功能,設(shè)備開發(fā)人員開始采用提供FPGA支持、可更新的現(xiàn)成商用(COTS) CPU平臺(tái)進(jìn)行數(shù)據(jù)采集和協(xié)處理。靈活高效地開發(fā)可更新醫(yī)療影像
    發(fā)表于 09-19 07:13

    醫(yī)療成像領(lǐng)域不同模式環(huán)境的設(shè)計(jì)挑戰(zhàn)

    ),而后者為本文討論的主題。醫(yī)療成像領(lǐng)域的電子設(shè)計(jì),數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換器的動(dòng)態(tài)范圍、分辨率、精度、線性度和噪聲要求帶來了最嚴(yán)苛的挑戰(zhàn)。本文討論
    發(fā)表于 08-05 07:00

    基于FPGA醫(yī)療成像實(shí)現(xiàn)

    醫(yī)療保健行業(yè)的發(fā)展趨勢(shì)是通過非置入手段來實(shí)現(xiàn)早期疾病預(yù)測(cè),降低病人開支,這一趨勢(shì)促使醫(yī)療成像設(shè)備該領(lǐng)域扮演了越來越重要的角色。為滿足這些行
    發(fā)表于 05-11 18:33 ?124次下載
    基于<b class='flag-5'>FPGA</b>的<b class='flag-5'>醫(yī)療</b><b class='flag-5'>成像</b>實(shí)現(xiàn)

    FPGA器件醫(yī)療成像設(shè)備的應(yīng)用介紹

    過去,醫(yī)療設(shè)備制造商主要集中于開發(fā)諸如X光、MRI和超聲波等大型醫(yī)療設(shè)備。而今天的醫(yī)療設(shè)備制造商
    的頭像 發(fā)表于 12-10 08:55 ?7644次閱讀
    <b class='flag-5'>FPGA</b>器件<b class='flag-5'>在</b><b class='flag-5'>醫(yī)療</b><b class='flag-5'>成像</b><b class='flag-5'>設(shè)備</b>的應(yīng)用介紹

    ams助力醫(yī)療設(shè)備呈現(xiàn)高精度圖像,引領(lǐng)醫(yī)療成像新時(shí)代

    ams助力醫(yī)療設(shè)備呈現(xiàn)高精度圖像,引領(lǐng)醫(yī)療成像新時(shí)代
    的頭像 發(fā)表于 07-02 15:25 ?3738次閱讀

    采用FPGA實(shí)現(xiàn)醫(yī)療成像總結(jié)

    電子發(fā)燒友網(wǎng)站提供《采用FPGA實(shí)現(xiàn)醫(yī)療成像總結(jié).pdf》資料免費(fèi)下載
    發(fā)表于 10-07 16:34 ?2次下載
    采用<b class='flag-5'>FPGA</b>實(shí)現(xiàn)<b class='flag-5'>醫(yī)療</b><b class='flag-5'>成像</b>總結(jié)

    基于FPGA醫(yī)療成像算法開發(fā)

    簡介:采用FPGA 實(shí)現(xiàn)醫(yī)療成像采用 FPGA 實(shí)現(xiàn)醫(yī)療成像 WP-MEDICAL-2.0 白皮
    發(fā)表于 11-09 08:31 ?0次下載
    基于<b class='flag-5'>FPGA</b>的<b class='flag-5'>醫(yī)療</b><b class='flag-5'>成像</b>算法開發(fā)

    國產(chǎn)ADC兼容AD7193用于成像醫(yī)療設(shè)備

    國產(chǎn)ADC兼容AD7193用于成像醫(yī)療設(shè)備
    的頭像 發(fā)表于 06-07 10:10 ?755次閱讀
    國產(chǎn)ADC兼容AD7193用于<b class='flag-5'>成像</b><b class='flag-5'>醫(yī)療</b><b class='flag-5'>設(shè)備</b>

    解決醫(yī)療成像應(yīng)用的電源設(shè)計(jì)難題

    電子發(fā)燒友網(wǎng)站提供《解決醫(yī)療成像應(yīng)用的電源設(shè)計(jì)難題.pdf》資料免費(fèi)下載
    發(fā)表于 09-04 10:26 ?1次下載
    解決<b class='flag-5'>醫(yī)療</b><b class='flag-5'>成像</b>應(yīng)用<b class='flag-5'>中</b>的電源設(shè)計(jì)難題

    電子發(fā)燒友

    中國電子工程師最喜歡的網(wǎng)站

    • 2931785位工程師會(huì)員交流學(xué)習(xí)
    • 獲取您個(gè)性化的科技前沿技術(shù)信息
    • 參加活動(dòng)獲取豐厚的禮品