重磅|小眼睛科技医疗CT图像采集方案发布！

深圳市小眼睛科技有限公司（简称：小眼睛科技）是一家以FPGA、嵌入式系统为核心的设计公司，小眼睛科技发布的无线专网通信卡、PCIE采集卡、光纤采集模块、以及多款FPGA（FPGA+MCU）SOM等行业解决方案已经在合作伙伴中规模量产，方案覆盖智能航海、音视频处理、工业控制、网络通信等多个不同领域。近日，小眼睛科技基于医疗CT图像采集方案重磅发布，用FPGA为智慧医疗行业赋能。

 

所谓医疗CT（Computed Tomography，计算机断层扫描）是一种利用X射线和计算机技术生成人体横断面影像的医学检查手段。相比普通X光的“压扁”透视，CT是分层扫描，能发现毫米级病灶，并且辐射可控、检查快捷，因此，CT已从“高端影像设备”升级为“临床决策平台”，在肿瘤、心血管、急诊、基层筛查及智能手术全链条中，实现更早发现、更快诊断、更低剂量、更普惠支付，成为现代医疗体系不可或缺的基础设施。

 

医疗CT图像采集方案
 

方案简介

MES-DMS是小眼睛科技打造的一套用于CT成像设备的数字信号采集系统，系统由三部分构成：数字信号采集板（DCB卡）、PCIe采集板、RCS驱动。数字信号采集板能够将最多48个探测器（DAS）进行配置并收集图像信号，收集到完整的一组探测器信号后将数据组帧并通过光纤接口发送给PCIe采集卡，PCIe采集卡收到数据后将数据缓存到DDR中，通知RCS取数；RCS驱动完成应用于FPGA之间的数据传递的工作。数字信号采集板和PCIe采集板采用纯硬件 FPGA 架构，能够 7x24 小时稳定工作。

 

链路数据如下所示：

 

DCB板与PCIe板的外设硬件框架如下图：

 

DCB板可通过GPIO控制端口以及can总线接收系统总控的相关控制信号改变工作模式以及监测系统运行状态。

 

系统框图

 

DCB板

DCB板在系统总主要完成的功能如下：

1. 接收CAN总线上的控制命令；

2. 接收与滑环控制相关的脉冲信号，控制触发探测器采集射线数据；

3. 对探测器的工作模式及相关参数进行控制；

4. 接收并解析来自探测器输出的LVDS信号成10bit数据，后做8B/10B解码解析出探测器输出的帧信号并校验数据；

5. 将整组探测器数据按照ID序列进行排列组帧；

6. 将帧数据包进行编码并做CRC校验后通过光纤（Serdes）传输给PCIe采集卡。

主要包含以下功能模块（如下图），其中紫色箭头为数据流向，黄色箭头为控制流流向：

 

7. DCB板具备启动自检功能，开机后会对板卡上所有的接口进行自检测试，自检测试完成后才进入工作状态。工作状态如下图：

 

PCIe板

PCIe板在系统总主要完成的功能如下：

1、 接收PCIe下发的寄存器值；

2、 通过光模块接收来自DCB板的帧数据包，并解析及做数据校验统计帧的统计结果；

3、 将接收的帧统计结果组合到存储到DDR的数据帧中，RCS读到数据帧时可得到传输的结果；

4、 CRC的结果透传给RCS，支持RCS端对帧数据二次校验；

5、 当在DDR3中存完一帧数据后会变更对应的寄存器值，RCS会通过轮询的方式获取到有新帧接收到。

 

主要包含以下功能模块如下图：

 

PCIe驱动

PCIE RCS驱动负责链接数据从FPGA到RCS端侧算法，组成部分为以下几部分：

Customer Definition：客户RCS自定义部分；

MySemiDebugTools：MySemi自研PCIE调试工具；

Monitor Service：实时监控PCIE数据传输，包括数据CRC校验等操作；

Kernel Interface：Linux Kernel内核部分PCIE user space到kernel space侧接口，传输PCIE控制命令等；

PCIE Driver：PCIE向设备注册等驱动操作。

 

技术优势

01

探测器可配置

·可配置探测器的数量，4条链路均可配置探测器数量；

·可配置探测器的工作模式，切换工作模式以及测试模式；

·可根据滑环转动配置探测器触发采集或按照设置时间间隔出发采集；

·可通过CAN总线设置探测器的增益、采样深度及位宽；

02

运行状态可实时监控

 

·可监听探测器的工作状态：是否可配置，LVDS传输是否误码，是否有探测器无数据输出；

·可统计采集数据帧的错帧数，以及DAS的错帧数；

·可统计光纤传输上帧数据包的丢包数，错帧数，以及接收的总帧数；

03

FPGA可释放RCS的CPU的运行压力

 

·PCIe卡上有2GB的缓冲，可适应CPU的取数快慢的现象；

04

光纤传输内含CRC校验

 

·PCIe卡接收时可实时查看数据传输的可靠性。

 

规格参数