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Ultraschall-Bildverarbeitung

Speziell für anspruchsvolle Bildverarbeitungsanwendungen in der Medizintechnik hat die MSC Vertriebs GmbH ein kompaktes Qseven™-Modul entwickelt, das auf dem Prozessor DaVinci DM8168 von Texas Instruments (TI) basiert. Der Baustein integriert eine ARM® CPU und einen digitalen Signalprozessor (DSP). Eine Standardbibliothek mit DSP-optimierten Algorithmen und ein bewährtes Modulkonzept ermöglichen eine schnelle Geräteentwicklung.

Ultraschallgeräte sind heutzutage aus der medizinischen Diagnostik und Therapie nicht mehr wegzudenken. Das Verfahren hat den Vorteil, dass die verwendeten Schallwellen mit einer Frequenz zwischen 1 und 40 MHz bei einer mittleren Schallintensität von 100 mW/cm2 für menschliches und tierisches Gewebe unschädlich sind. Die auch Sonografie genannte Basistechnologie macht sich die unterschiedliche Reflexion des Ultraschalls an den Grenzflächen zwischen Gewebe und Luft, akustisch unterschiedlichen Geweben und an den Grenzflächen zwischen Knochen und Geweben zunutze. Die Hauptanwendungen im Medical-Bereich sind die Innere Medizin, z.B. Gallenblasen- und Nierenuntersuchungen, die Kardiologie, Gynäkologie, die Tumorerkennung, Strahlentherapie und die Augenheilkunde.

Ein Ultraschallgerät umfasst neben einer Elektronik für die Schallerzeugung, die Signalverarbeitung und Bilddarstellung, eine Reihe von Schnittstellen für den Anschluss eines Monitors und Druckers sowie für Speichermedien oder eine Videokamera. Die Ultraschallsonde (Schallkopf) ist per Kabel mit dem Gerät verbunden. Von den Monitorbildern können zur Dokumentation Ausdrucke (Sonogramme) oder Videoaufnahmen erstellt werden. Die Ultraschallgeräte sind in unterschiedlichen Modellen, als tragbare Systeme in PDA-Größe bis Schreibtisch großen Geräten, erhältlich.

Durch die Erhöhung der Rechnerleistung und vor allem durch die Fortschritte der digitalen Signalverarbeitung hat sich in den letzten Jahren die Bildqualität der Ultraschallgeräte immer weiter bessert. Beispielsweise ist es durch die digitale Schallwellencodierung möglich, das Umgebungsrauschen von der zur Bilderzeugung eingesetzten Schallwelle eindeutig abzugrenzen und damit die Bildauflösung zu verbessern. Darüber hinaus wurden neben dem zweidimensionalen, farbcodierten Dopplerverfahren die amplitudencodierte Powerdoppler-Technologie entwickelt. Mit der 3D-Ultraschallgeräten sind räumliche Standbilder möglich, 4D-Ultraschall lässt sogar dreidimensionale Darstellungen in Echtzeit zu. So können Darstellungen von Schnittebenen aus beliebigen Blickwinkeln auf das Objekt erzeugt oder virtuelle Reisen durch den Körper gestaltet werden.

ARM und DSP sorgen für schnelle Bilder

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Broschüre: Embedded and display solutions for medical applications




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