深圳市小眼睛科技有限公司（簡稱：小眼睛科技）是一家以FPGA、嵌入式系統(tǒng)為核心的設(shè)計(jì)公司，小眼睛科技發(fā)布的無線專網(wǎng)通信卡、PCIE采集卡、光纖采集模塊、以及多款FPGA（FPGA+MCU）SOM等行業(yè)解決方案已經(jīng)在合作伙伴中規(guī)模量產(chǎn)，方案覆蓋智能航海、音視頻處理、工業(yè)控制、網(wǎng)絡(luò)通信等多個(gè)不同領(lǐng)域。近日，小眼睛科技基于醫(yī)療CT圖像采集方案重磅發(fā)布，用FPGA為智慧醫(yī)療行業(yè)賦能。

所謂醫(yī)療CT（Computed Tomography，計(jì)算機(jī)斷層掃描）是一種利用X射線和計(jì)算機(jī)技術(shù)生成人體橫斷面影像的醫(yī)學(xué)檢查手段。相比普通X光的“壓扁”透視，CT是分層掃描，能發(fā)現(xiàn)毫米級(jí)病灶，并且輻射可控、檢查快捷，因此，CT已從“高端影像設(shè)備”升級(jí)為“臨床決策平臺(tái)”，在腫瘤、心血管、急診、基層篩查及智能手術(shù)全鏈條中，實(shí)現(xiàn)更早發(fā)現(xiàn)、更快診斷、更低劑量、更普惠支付，成為現(xiàn)代醫(yī)療體系不可或缺的基礎(chǔ)設(shè)施。

醫(yī)療CT圖像采集方案

方案簡介

MES-DMS是小眼睛科技打造的一套用于CT成像設(shè)備的數(shù)字信號(hào)采集系統(tǒng)，系統(tǒng)由三部分構(gòu)成：數(shù)字信號(hào)采集板（DCB卡）、PCIe采集板、RCS驅(qū)動(dòng)。數(shù)字信號(hào)采集板能夠?qū)⒆疃?8個(gè)探測(cè)器（DAS）進(jìn)行配置并收集圖像信號(hào)，收集到完整的一組探測(cè)器信號(hào)后將數(shù)據(jù)組幀并通過光纖接口發(fā)送給PCIe采集卡，PCIe采集卡收到數(shù)據(jù)后將數(shù)據(jù)緩存到DDR中，通知RCS取數(shù)；RCS驅(qū)動(dòng)完成應(yīng)用于FPGA之間的數(shù)據(jù)傳遞的工作。數(shù)字信號(hào)采集板和PCIe采集板采用純硬件 FPGA 架構(gòu)，能夠 7x24 小時(shí)穩(wěn)定工作。

鏈路數(shù)據(jù)如下所示：

DCB板與PCIe板的外設(shè)硬件框架如下圖：

DCB板可通過GPIO控制端口以及can總線接收系統(tǒng)總控的相關(guān)控制信號(hào)改變工作模式以及監(jiān)測(cè)系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)。

系統(tǒng)框圖

DCB板

DCB板在系統(tǒng)總主要完成的功能如下：

1. 接收CAN總線上的控制命令；

2. 接收與滑環(huán)控制相關(guān)的脈沖信號(hào)，控制觸發(fā)探測(cè)器采集射線數(shù)據(jù)；

3. 對(duì)探測(cè)器的工作模式及相關(guān)參數(shù)進(jìn)行控制；

4. 接收并解析來自探測(cè)器輸出的LVDS信號(hào)成10bit數(shù)據(jù)，后做8B/10B解碼解析出探測(cè)器輸出的幀信號(hào)并校驗(yàn)數(shù)據(jù)；

5. 將整組探測(cè)器數(shù)據(jù)按照ID序列進(jìn)行排列組幀；

6. 將幀數(shù)據(jù)包進(jìn)行編碼并做CRC校驗(yàn)后通過光纖（Serdes）傳輸給PCIe采集卡。

主要包含以下功能模塊（如下圖），其中紫色箭頭為數(shù)據(jù)流向，黃色箭頭為控制流流向：

7. DCB板具備啟動(dòng)自檢功能，開機(jī)后會(huì)對(duì)板卡上所有的接口進(jìn)行自檢測(cè)試，自檢測(cè)試完成后才進(jìn)入工作狀態(tài)。工作狀態(tài)如下圖：

PCIe板

PCIe板在系統(tǒng)總主要完成的功能如下：

1、 接收PCIe下發(fā)的寄存器值；

2、 通過光模塊接收來自DCB板的幀數(shù)據(jù)包，并解析及做數(shù)據(jù)校驗(yàn)統(tǒng)計(jì)幀的統(tǒng)計(jì)結(jié)果；

3、 將接收的幀統(tǒng)計(jì)結(jié)果組合到存儲(chǔ)到DDR的數(shù)據(jù)幀中，RCS讀到數(shù)據(jù)幀時(shí)可得到傳輸?shù)慕Y(jié)果；

4、 CRC的結(jié)果透?jìng)鹘oRCS，支持RCS端對(duì)幀數(shù)據(jù)二次校驗(yàn)；

5、 當(dāng)在DDR3中存完一幀數(shù)據(jù)后會(huì)變更對(duì)應(yīng)的寄存器值，RCS會(huì)通過輪詢的方式獲取到有新幀接收到。

主要包含以下功能模塊如下圖：

PCIe驅(qū)動(dòng)

PCIE RCS驅(qū)動(dòng)負(fù)責(zé)鏈接數(shù)據(jù)從FPGA到RCS端側(cè)算法，組成部分為以下幾部分：

Customer Definition：客戶RCS自定義部分；

MySemiDebugTools：MySemi自研PCIE調(diào)試工具；

Monitor Service：實(shí)時(shí)監(jiān)控PCIE數(shù)據(jù)傳輸，包括數(shù)據(jù)CRC校驗(yàn)等操作；

Kernel Interface：Linux Kernel內(nèi)核部分PCIE user space到kernel space側(cè)接口，傳輸PCIE控制命令等；

PCIE Driver：PCIE向設(shè)備注冊(cè)等驅(qū)動(dòng)操作。

技術(shù)優(yōu)勢(shì)

01

探測(cè)器可配置

·可配置探測(cè)器的數(shù)量，4條鏈路均可配置探測(cè)器數(shù)量；

·可配置探測(cè)器的工作模式，切換工作模式以及測(cè)試模式；

·可根據(jù)滑環(huán)轉(zhuǎn)動(dòng)配置探測(cè)器觸發(fā)采集或按照設(shè)置時(shí)間間隔出發(fā)采集；

·可通過CAN總線設(shè)置探測(cè)器的增益、采樣深度及位寬；

02

運(yùn)行狀態(tài)可實(shí)時(shí)監(jiān)控

·可監(jiān)聽探測(cè)器的工作狀態(tài)：是否可配置，LVDS傳輸是否誤碼，是否有探測(cè)器無數(shù)據(jù)輸出；

·可統(tǒng)計(jì)采集數(shù)據(jù)幀的錯(cuò)幀數(shù)，以及DAS的錯(cuò)幀數(shù)；

·可統(tǒng)計(jì)光纖傳輸上幀數(shù)據(jù)包的丟包數(shù)，錯(cuò)幀數(shù)，以及接收的總幀數(shù)；

03

FPGA可釋放RCS的CPU的運(yùn)行壓力

·PCIe卡上有2GB的緩沖，可適應(yīng)CPU的取數(shù)快慢的現(xiàn)象；

04

光纖傳輸內(nèi)含CRC校驗(yàn)

·PCIe卡接收時(shí)可實(shí)時(shí)查看數(shù)據(jù)傳輸?shù)目煽啃浴?/span>

規(guī)格參數(shù)