A photoacoustic imaging system employing a curved-phased ultrasonic array and parallel electronics

机译：采用弯曲相位超声波阵列和并联电子设备的光声成像系统

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Real-time photoacoustic imaging requires ultrasonic array receivers and parallel data acquisition systems for the simultaneous detection of weak photoacoustic signals. In this paper, we introduce a newly completed ultrasonic receiving array system and report preliminary results of our measured point spread function. The system employs a curved ultrasonic phased array consisting of 128-elements, which span a quarter of a complete circle. The center frequency of the array is 5 MHz and the bandwidth is greater than 60%. In order to maximize the signal-to-noise ratio for photoacoustic signal detection, we utilized special designs for the analog front-end electronics. First, the 128 transducer-element signals were routed out using a 50-Ohm impedance matching PCB board to sustain signal integrity. We also utilize 128 low-noise pre-amplifiers, connected directly to the ultrasonic transducer, to amplify the weak photoacoustic signals before they were multiplexed to a variable-gain multi-stage amplifier chain. All front-end circuits were placed close to the transducer array to minimize signal lose due to cables and therefore improve the signal-to-noise ratio. Sixteen analog-to-digital converters were used to sample signals at a rate of 40 mega-samples per second with a resolution of 10-bits per sample. This allows us to perform a complete electronic scan of all 128 elements using just eight laser pulses.

机译：实时光声成像需要超声波阵列接收器和并行数据采集系统，用于同时检测弱光声信号。在本文中，我们介绍了一种新完成的超声波接收阵列系统，并报告了我们测量点传播功能的初步结果。该系统采用弯曲的超声相控阵，由128元元素组成，该元素跨越四分之一完整圆圈。阵列的中心频率为5 MHz，带宽大于60％。为了使光声信号检测的信噪比最大化，我们利用了模拟前端电子设备的特殊设计。首先，使用50欧姆阻抗匹配PCB板来耗尽128换能器元件信号以维持信号完整性。我们还利用128个低噪声预放大器，直接连接到超声波换能器，以在复用到可变增益多级放大器链之前放大弱光声信号。所有前端电路靠近换能器阵列放置，以最小化由于电缆而导致的信号输丢失，因此提高了信噪比。十六个模数转换器用于以每秒40兆样品的速率采样信号，分辨率为每种样品10比特。这允许我们使用仅使用八个激光脉冲来执行所有128个元件的完全电子扫描。

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来源
《Conference on Biomedical Thermoacoustics, Optoacoustics, and Acousto-Optics》|2006年||共11页
会议地点
作者
Anastasios Maurudis; Fei Huang; Puyun Guo; Shikui Yan; Diego Castillo; Lihong V. Wang; Quing Zhu;
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作者单位

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会议组织
原文格式 PDF
正文语种
中图分类光、激光生物医学;
关键词
Photoacoustics; optoacoustics; thermoacoustics; laser-generated ultrasound; bioomedical imaging systems; parellel electronics;

机译：光声;光声学;热声学;激光产生的超声波;生物医学成像系统;叠层电子;

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