基于超声通信通道的体内实时视频流传输
信号处理
2022-08-09 v1
摘要
胶囊内镜的出现提供了一种无需借助插管侵入性操作即可捕获小肠视频的手段。然而，向体外接收器实时视频流传输对胶囊内镜而言仍具挑战。传统基于电磁的解决方案在数据速率和可用功率上受限。近来，超声被研究作为穿透组织数据传输的通信通道。为实现穿透组织的实时视频流传输，超声的数据速率需超过 1 Mbps。在先前研究中，我们利用大型实验系统通过损耗组织 slab 以两个聚焦超声换能器演示了大于 30 Mbps 的超声通信 [1]。尽管发射器的外形尺寸对胶囊内镜也至关重要，但显然大型聚焦换能器无法装入胶囊尺寸内。实现高速超声穿透组织通信的其他若干挑战包括导致多径效应的强反射以及衰减。本工作中，我们演示了使用毫米级微晶体发射器的超声视频通信，视频流由连接至现场可编程门阵列（FPGA）的相机提供。信号通过仿组织体模及兔体内腹部传输。超声信号由连接至 Verasonics Vantage 系统的阵列探头记录并解码回视频。为改善接收信号质量，我们合并了阵列探头多通道的信号。采用正交频分复用（OFDM）调制以降低强多径环境下的接收机复杂度。
引用
@article{arxiv.2009.13683,
title = {Real-time video streaming in vivo using ultrasound as the communication channel},
author = {Zhengchang Kou and Rita J. Miller and Andrew C. Singer and Michael L. Oelze},
journal= {arXiv preprint arXiv:2009.13683},
year = {2022}
}