Miniaturized Real-Time Volumetric Ultrasound Imaging System

小型化实时体积超声成像系统

基本信息

  • 批准号:
    8215768
  • 负责人:
  • 金额:
    $ 50.71万
  • 依托单位:
  • 依托单位国家:
    美国
  • 项目类别:
  • 财政年份:
    2009
  • 资助国家:
    美国
  • 起止时间:
    2009-04-01 至 2013-06-30
  • 项目状态:
    已结题

项目摘要

DESCRIPTION (provided by applicant): Within the scope of a previously completed NIH developmental grant (R33CA99059), we successfully demonstrated a real-time synthetic aperture volumetric ultrasound imaging system for use in an endoscope channel. This system was based on a 16x16-element two-dimensional capacitive micromachined ultrasonic transducer (CMUT) array integrated with front-end transmit-receive integrated circuits. The backend of the system consisted of a 16-channel analog-to-digital converter and a field programmable gate array used for data acquisition and image reconstruction. In a 4-year program, we aim to expand the current system for larger arrays with a larger number of active electronic channels implementing scalable phased array beamforming schemes to improve the image quality. We plan to increase the array size to 32x32 and eventually to 64x64 in this project. The described system will be available for intracavital ultrasound imaging to improve the diagnosis, staging and therapy of various cancers. The clinical validation will be the subject of a follow-up grant. The specific aims of the proposed work are as follows: 1. Design and construct 32x32 and 64x64-element 2-D CMUT arrays 2. Design front-end integrated circuits for real-time 3-D ultrasound imaging 3. Improve the backend data acquisition system to process more channels in parallel 4. Integrate system components The research team put together for the proposed work combines expertise in the fields of acoustics, system design, signal processing and clinical applications. PUBLIC HEALTH RELEVANCE: The successful development of a real-time, 3-D miniature ultrasound imaging system will significantly improve the accuracy in the diagnosis and therapy of various diseases. We propose to develop an integrated intracavital transducer probe and the supporting imaging system that can be used for numerous applications, in which an image is required to be obtained from within a natural body cavity or an artificial channel such as a laparoscope. Some of the potential applications of this novel probe include preoperative staging of colorectal cancer, real-time interactive transrectal ultrasound guided prostate brachytherapy, and image-guided minimally-invasive transgastric procedures.
描述(由申请人提供):在先前完成的NIH发育授权(R33CA99059)的范围内,我们成功地展示了用于内窥镜通道中的实时合成孔径体积超声成像系统。该系统基于16x16元素的二维微压超声传感器(CMUT)阵列,该阵列与前端传输 - 电压集成电路集成。系统的后端由16通道类似物到数字转换器以及用于数据采集和图像重建的字段可编程阵列。在一项为期4年的计划中,我们旨在扩展当前系统的较大阵列,并具有大量的活动电子通道,以实现可扩展的分阶段阵列光束成形方案以提高图像质量。我们计划将阵列大小提高到32x32,并最终在该项目中增加到64x64。所述系统可用于助学内超声成像,以改善各种癌症的诊断,分期和治疗。临床验证将是后续资助的主题。拟议工作的具体目的如下:1。设计和构造32x32和64x64-元素2-D CMUT阵列2。设计用于实时3-D超声成像3的设计前端集成电路3。改进后端数据习得系统,以在平行4中处理更多的频道,以使系统组成的系统组成的范围的范围。和临床应用。公共卫生相关性:成功开发实时的3-D微型超声成像系统将显着提高各种疾病的诊断和治疗的准确性。我们建议开发一个综合的助学内传感器探针和可用于众多应用的支撑成像系统,其中需要从天然体腔或人造通道(例如腹腔镜)中获得图像。这种新型探针的某些潜在应用包括结直肠癌的术前分期,实时互动超声超声引导前列腺透透治疗以及图像引导的最小侵入性经胃手术。

项目成果

期刊论文数量(7)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
Dynamic response of an array of flexural plates in acoustic medium.
声学介质中弯曲板阵列的动态响应。
Modeling and Measuring the Effects of Mutual Impedance on Multi-Cell CMUT Configurations.
建模和测量多单元 CMUT 配置上的互阻抗影响。
  • DOI:
    10.1109/ultsym.2010.5936010
  • 发表时间:
    2010
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    Park,KK;Kupnik,M;Lee,HJ;Khuri-Yakub,BT;Wygant,IO
  • 通讯作者:
    Wygant,IO
Design Optimization for a 2-D Sparse Transducer Array for 3-D Ultrasound Imaging.
用于 3D 超声成像的 2D 稀疏换能器阵列的设计优化。
  • DOI:
    10.1109/ultsym.2010.5935854
  • 发表时间:
    2010
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    Choe,JungWoo;Oralkan,Omer;Khuri-Yakub,PierreT
  • 通讯作者:
    Khuri-Yakub,PierreT
3-D Deep Penetration Photoacoustic Imaging with a 2-D CMUT Array.
  • DOI:
    10.1109/ultsym.2010.5935647
  • 发表时间:
    2010-10-11
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    Ma TJ;Kothapalli SR;Vaithilingam S;Oralkan O;Kamaya A;Wygant IO;Zhuang X;Gambhir SS;Jeffrey RB Jr;Khuri-Yakub BT
  • 通讯作者:
    Khuri-Yakub BT
CMUT Fabrication Based On A Thick Buried Oxide Layer.
基于厚埋氧化层的 CMUT 制造。
  • DOI:
    10.1109/ultsym.2010.5935935
  • 发表时间:
    2010
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    Kupnik,Mario;Vaithilingam,Srikant;Torashima,Kazutoshi;Wygant,IraO;Khuri-Yakub,ButrusT
  • 通讯作者:
    Khuri-Yakub,ButrusT
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    $ 50.71万
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