Вычислительные модули для медицинской техники

Цель данной работы — создание модулей для разработки и производства инновационной современной диагностической техники, предназначенной для решения актуальных медико-социальных проблем, в том числе для создания аппаратуры высококачественной визуализации, требующей высокопроизводительных вычислительных ресурсов

Состав разработываемых модулей:

• модуль функциональной диагностики «БиоМодуль-1»;
• модуль специализированного вычислителя «БиоМодуль-2».

Модуль функциональной диагностики «БиоМодуль-1» позволяет реализовать следующие режимы ультразвукового сканирования: B (2D-режим), M, PWD, СWD, Duplex и Triplex. По конструкции модуль «БиоМодуль-1» соответствует требованиям CompactPCI 6U, что позволяет использовать его во встраиваемых и масштабируемых решениях.

Модуль специализированного вычислителя «БиоМодуль-2» основан на отечественной системе на кристалле «Эльбрус-2С+» и позволяет реализовать следующие алгоритмы цифровой обработки сигналов:

• линейная фильтрация;
• спектральный анализ;
• адаптивная фильтрация;
• частотно-временной анализ; нелинейная обработка; многоскоростная обработка.
• Обработка сигнала в реальном времени, расчет скорости и функции формирования изображения реализуются при помощи программы.

Заложенная гибкость системы программирования позволяет значительно расширить функциональные возможности пользователя и использовать самые современные технологии, применяемые в эхографии:

—        Pulse Inversion Harmonic (тканевая инверсная гармоника) – инверсная гармоника (по сравнению с прямой гармоникой) обеспечивает лучшее качество, потому что оба сигнала (базовый и инверсный) проходят сквозь тело и при сложении автоматически фильтруются шумы. Наиболее целесообразно применение технологии инверсной гармоники при исследовании движущихся тканей (сосуды, сердце) и трудновизуализируемых тканей (с похожей акустической плотностью), таких как опухоли;

—        Compound Automatic Flash Elemination – технология нелинейной фильтрации ультразвукового изображения;

—        Filtered Image for Noise reduction & Edge enhancement – программа фильтрации двухмерного ультразвукового изображения, которая обеспечивает лучшую контрастность контуров и уменьшает уровень шумов.

Разрабатываемые в ОАО «ИНЭУМ им. И.С. Брука» средства ВТ и ПО, базируются на следующих компонентах:

—        отечественная аппаратная гетерогенная многоядерная микропроцессорная платформа на основе 6-ти ядерной системы на кристалле «Эльбрус-2С+», обладающая высокой производительностью;

—        компиляторы и операционные системы, обеспечивающие создание надежного ПО и высокую степень защиты вычислительной системы от несанкционированного доступа;

—        развитые средства оптимизации и поддержки процессов создания прикладного ПО для различных областей применения.

Разработка унифицированных многофункциональных высокопроизводительных модулей позволит создать линейку современных ультразвуковых сканеров для применения в следующих областях медицины:

• абдоминальные исследования;
• акушерство и гинекология;
• кардиология;
• ангиология;
• урология;
• неврология;
• нейрохирургия;
• травматология;
• реаниматология;
• педиатрия и неонатология;
• поверхностные органы и структуры;
• пункция и биопсия;
• костно-мышечная система;
• ортопедия;
• психиатрия;
• транскраниальные исследования;
• интраоперационные исследования.