介绍了医用超声内窥镜成像系统的工作原理及超声成像驱动控制系统的设计与实现。根据超声成像系统指标，主要讨论了超声波激发、接收电路原理及具体的电路；现场可编程逻辑阵列（FPGA）作为核心控制模块完成对数据传输和相关电路及芯片的控制，主要实现了对超声波的发射、接收、A／D转换以及成像部分同步控制，电路的性能已得到实验的验证。

提出了一种基于USB2．0的DMA方式下实现医用超声内窥镜高速图像采集的新方法。该方法以CPLD（复杂可编程逻辑器件）作为数据传输的控制核心，并采用了外部高速缓存模块以实现数据传输的完整性，结构简单，灵活性强，方便易行，完全满足医用超声内窥镜系统实时显示图像的要求。该设计可被广泛的应用于要求高精度高速实时数据采集的场合。

为了探测组织的双折射性质,搭建了以FPGA作为处理芯片的单探测器偏振OCT系统。FPGA利用内部RAM、乘法器、IP核和宏功能模块构建数字正交解调电路,提取偏振OCT干涉信号,获取组织的反射率信息和双折射信息。获取的数据经USB2.0接口送入计算机显示。对玻片和生物组织进行信号解调实验,结果表明,系统能够对偏振OCT信号进行解调,而且能够持续稳定工作。

根据数字超声成像的要求和超声信号的特点，设计了由高速采样电路和FPGA正交解调电路组成的数字超声内窥镜接收系统。采样电路由AD8138和AD9235实现，对放大后的超声回波信号直接进行模数转换；FPGA利用内部RAM、乘法器、IP核和宏模块构建数字正交解调电路，提取超声回波信号的幅度；获取的幅度信息经USB2．0接口电路送入计算机显示。对玻璃杯进行的静止扫描成像实验，验证了接收系统的小信号检测能力，可以检测到信噪比约为4dB的回波信号；对玻璃杯进行的旋转扫描成像实验，表明接收系统可用于数字超声内窥镜成像。

介绍了医用电子内窥镜图像实时采集与显示系统的设计与实现.用PCI接口控制器AMCC S5933实现PCI总线接口,用FPGA作为核心控制模块完成对数据传输和相关芯片的控制.用WinDriver开发了系统的Windows设备驱动程序,用DMA方式将图像数据由PCI总线传送至主机内存;用DirectDraw接口实现了对显示硬件的直接访问,从而实现图像的实时显示.调试结果证明该系统性能良好,并己投入使用,工作稳定可靠.

以CCD为核心的彩色成像系统是医用电子内窥镜的关键部分.基于场顺序制分色扫描合成彩色图像的原理，主要通过对光学系统、分色轮、R、G、B三基色滤光片的设计，完成了整个光源分色系统，实现了利用单片单色CCD摄取彩色图象的电子内窥镜成像系统.

利用现场可编程门阵列(FPGA)作为主控芯片,研制了医用电子内窥镜的成像系统.主要包括4个部分光学成像系统,CCD驱动、图像采集、编码电路(驱动CCD、控制图像采集与编码),彩色图像畸变实时校正系统(用于实时在线校正内窥镜光学系统的畸变),视频驱动亮度控制系统(调节光源的发光亮度).最终研制成具有高分辨率(702×576)彩色图像畸变实时校正功能的医用电子内窥镜系统.

介绍了医用电子内窥镜畸变实时校正系统的原理与设计实现.在硬件设计中采用视频编码器和视频解码器分别实现对输入模拟信号的解码和输出数字信号的编码,并以SRAM作为输入畸变图像和输出校正图像的存储器.系统的控制中心选用可编程逻辑器件FPGA,以实现对硬件系统功能的灵活修改和扩充.

为了补偿医学超声内窥镜中超声信号的传输衰减，设计了由AD8065、AD8331和现场可编程门阵列（FPGA）组成的前置放大与增益补偿电路．电路采用AD8065实现超声换能器与增益补偿电路间的阻抗变换，然后，根据超声信号在人体组织中的衰减规律，由FPGA输出补偿控制电压，控制AD8331实现对回波信号的补偿放大．对实际超声回波进行的补偿实验表明，该电路能够有效地补偿超声信号的传输衰减，而且，利用FPGA的可编程性，该电路可根据不同的衰减曲线进行灵活配置.

研究基于现场可编程门阵列（FPGA）的超声多普勒内窥成像系统,针对内窥系统超声探头体积小、回波信号微弱的特点,设计了具有较高增益和较低噪声的超声信号前端接收电路.在FPGA中对微弱信号进行全数字化处理,实现了正交解调与频谱分析等功能,系统具有电路匹配性好、信噪比高、处理速度快及体积小等优势;搭建基于多普勒物理模型的实验平台进行实验验证,分析对比不同实验条件下的声谱,验证了系统及信号处理方法的合理性和正确性.