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FUS

Ultra-fUS 系列产品核心能力

Ultra-fUS™ 是利影科技面向生物医学与功能超声研究推出的开放式科研超声平台。基于 Ultra-S 系列高性能超声收发硬件,融合功能超声成像、实时血流成像及临床级交互软件,为从小动物到成人的跨尺度脑功能、血流动力学及生物医学研究提供兼具高性能、易用性与开放性的科研平台。

Ultra-fUS 保留 Ultra-S 系列开放式、可编程的软件定义超声架构,在提供 B 模式、M 模式、实时血流及功能超声成像能力的同时,进一步引入面向生物医学研究优化的临床级操作界面与工作流程,使复杂的超声采集与成像过程更加直观、高效。

平台支持从实时成像与标准化操作,到底层数据访问与二次开发,兼顾 “开箱即用” 与 “深度可编程” ,满足从常规生物医学研究到前沿功能超声技术开发的不同需求。

  1. 01
    跨尺度功能超声成像

    覆盖小动物至成人研究尺度,支持脑功能、血流动力学及组织灌注等功能超声成像。

  2. 02
    实时超声血流成像

    支持超快多普勒等血流成像、实时 Power Doppler,动态观察脑及组织血流变化。

  3. 03
    专业生物医学交互体验

    配备面向生物医学研究优化的专业操控软件与交互界面,让复杂超声实验更直观、高效。

  4. 04
    开放式可编程架构

    保留自定义发射、原始 RF/ADC 数据访问及开放 SDK,兼顾标准化应用与自主算法开发。

  5. 05
    高速数据采集与处理

    基于高速超声采集架构,支持实时成像与高吞吐数据处理,满足功能超声及超快血流研究需求。

  6. 06
    多探头与多模式研究支持

    支持多种超声探头及 B 模式、M 模式、Power Doppler、超快多普勒等成像模式,适应多样化研究需求。

发射规格参数

发射与接收通道128/256(可多台级联)
发射信号频率范围50 kHz – 40 MHz
可编程脉冲信号幅值5 – 200 Vpp(任意波条件下 0 – 180 Vpp)
驱动电平五电平(+高压 / -高压 / 地 / 五电平 AB 模式)
时钟分辨率2 ns
各通道可设置参数中心频率、脉冲占空比、极性、延时
任意波发射可时空调制的的任意波直接生成(基于 12 位数模转换)
脉冲长度支持毫秒级长脉冲(Burst)发射序列
发射变迹电压变迹、脉宽变迹、自定义模式(9 种窗函数)
高功率超声输出外接 Ultra-HP,平均功率 2048 W @ 50Ω(256ch),最大脉冲功率 14 kW

采集规格参数

采集带宽(低频版)50 kHz-20 MHz
采集带宽(常规版)250 kHz-60 MHz
ADC 采样频率125 MHz
ADC 分辨率16-bit
可编程抗混叠模拟滤波器10/15/20/30/40/50/60 MHz
可编程内置放大器-3−48 dB
通道内存256 MB 每通道
降采样倍数整数
ADC 数据类型16-bit integer
连续数据传输速度高于 72.0 Gbits/s ( 9.0 GB/s )
输入阻抗50-1500 Ω, 可编程设置
实时读取通道数据支持

外部接口

可编程触发接口5 路,每路可独立配置为输入或输出
触发可编程参数输入/输出模式、信号极性、电压电平、脉冲宽度
正交编码器输入3 通道
模拟输入2 通道输入 +/- 5V 幅值范围, 采样频率 4 kHz 24-bit ADC
主时钟输入/输出支持多系统级联
数据传输接口PCIe 3.0 ×8(或 ×16)传输至工作站
多路复用(MUX)支持发收同路/不同路模式,每事件最多 5 次切换
探头接口可快速更换,支持多分复用转接板

探头适配器

每套 Ultra-fUS 设备标配一套通用探头转接版,并可支持在数分钟内完成探头转接版切换,支持个性化探头转接版定制开发。

双DLM260转接板

双 DLM 260

260-pin

DLP408转接板

DLP 408

408-pin

SMB转接板

SMB

Coaxial

256转1280 多路复用转接板

多路复用转接版

408-pin 可支持定制

核心开放能力 · 全系标配

Ultra-fUS 系列平台采用模块化开放架构,核心开放能力全系标配

wave

任意波设置与发射

由 Wave Engine 生成数字波形,经 12 位 DAC 与线性放大器输出,支持用户自定义发射波形与序列。

设置

开放发射与采集

支持自定义发射、采集及成像序列,为功能超声和新型成像研究提供底层控制能力。

下载数据

原始数据开放

支持 RF / ADC 原始数据访问与存取,满足自定义信号处理、成像及算法研究需求。

代码

MATLAB & C++ SDK

提供 MATLAB 与 C++ SDK 开发环境,支持算法开发、系统控制及第三方软件集成。

接口 API

灵活同步与外部接口

支持外部触发、同步及辅助模拟信号采集,可与刺激设备及其他实验系统协同工作。

性能计算

GPU 加速与持续扩展

支持 GPU 高速计算,并通过开放软件架构持续扩展成像算法与系统功能。

成像脚本

内置示例控制脚本覆盖多种超声探头及典型科研应用。每个脚本包含发射接收控制、数据采集控制、TGC 控制、图像重建及显示控制,并提供实验操作流程文档。所有脚本支持自由修改、扩展或重新开发。

多聚焦区域线扫描成像实时成像
单角度平面波成像实时成像
多角度平面波成像实时成像
多角度平面波空间复合成像实时成像
宽波束空间复合成像实时成像
彩色血流成像实时成像
频谱多普勒非实时成像
谐波成像实时成像
剪切波成像实时成像
扩散波成像实时成像
超分辨微血管成像科研用户开源
超快功率多普勒成像科研用户开源
超高帧率数据连续采集Advanced

成像图例

应用场景

Ultra-fUS 支持从成人到小动物的跨尺度脑功能成像能力,可满足从基础研究到前沿探索的全场景需求。

AI脑机接口(选中)

超声脑机接口(fUS-BCI)

fUS 的高信噪比血流信号正成为新一代脑机接口的核心读出——移动式系统已实现长期稳定的人脑活动监测与运动意图解码。

fUS-BCINeural DecodingClosed-loop
小鼠

清醒自由活动动物成像

微型可穿戴探头让动物在社交、探索等自然行为范式下完成全脑功能成像,打开自然行为神经科学的大门。

Freely MovingWearableNatural Behavior
脑部检查

经颅人脑 fUS 与临床转化

从新生儿床旁脑监测到成人经颅成像,fUS 正在走向临床,为床旁神经监护提供新工具。

TranscranialNeonatesClinical Translation
分子图像识别

微血管功能成像

功能超声定位显微镜在微米尺度解析全脑神经血管活动,将功能成像的分辨率推向毛细血管级别。

fULMMicrovascularMicron-scale

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