导言

随着技术的发展，医学成像作为科学技术的重大成就之一，已被广泛应用于无创诊断和治疗领域。其中一项应用就是内窥镜检查，在 20 世纪 90 年代，利用电荷耦合装置将图像传输到监视器上成为可能，内窥镜检查也因此得到了更广泛的应用。为了帮助医生更好地识别和定位病灶，制造商们不断提高内窥镜的分辨率，人体医疗内窥镜的分辨率从 1080p 逐步发展到今天的 4K。除此之外，荧光和 3D 技术也被创造性地融入其中，以进一步帮助医生更准确地诊断人体和进行手术。日前，工信部在《医疗器械行业发展规划（2021-2025年）》中，对医疗器械发展的重点、突破方向进行了详细规划，其中包括重点突破医用内窥镜等影像诊断设备的战略目标。

挑战

内窥镜在临床应用中允许的最大图像延迟时间为 50 至 150 毫秒。然而，在外科手术中，内窥镜在执行图像校正、色噪还原、边缘增强、缩放等功能时需要实时或接近实时响应。此外，用于这种应用的终端应尽可能小，显示屏具有 4K 清晰度、3D、荧光和支持 SDI/HDMI 接口。4K 只需要一台高清摄像机，而荧光和 3D 各需要一台额外的高清摄像机，这也对核心板资源、数据传输和处理速度以及算法效率提出了挑战。

解决方案

以 Enclustra FPGA SoC 为核心技术的内窥镜系统可实现实时 4K 视频流。4K 图像传感器负责捕捉图像信息，而图像的信号处理则由 Enclustra 的 Mercury+ XU8 FPGA (SoC) 模块完成。捕捉到的视频流被送入 Mercury+ XU8 FPGA (SoC) 模块进行图像预处理，处理后的高清图像通过图像管理和存储单元的显示接口呈现在高清显示器上，供外科医生观看。图像管理和存储单元 Mercury+ XU8 长期占据赛灵思主页的核心板有 XCZU4CG、XCZU5EV 和 XCZU7EV 三种型号。用户可以在需要更多资源时选择更高端的型号，使升级变得简单方便。

水星+ XU8 SoM

方框图

除了 Enclustra Mercury+ XU8 FPGA (SoC)，还有其他一些 SoC 也可以考虑用于这种应用，例如 Mercury XU5 和 Mercury+ XU9.Enclustra Mercury+ XU8 FPGA（SoC）模块的使用实现了硬件系统的高度集成，大大缩短了开发时间。同时，通过支持各种外设接口，未来的功能更新和扩展可以更快更容易地实现。得益于力顺庞大的产品组合，用户可以在 AMD Kintex-7、Zynq-7000 和 Zynq™ UltraScale+™ MPSoC 系列中选择各种核心板模块。Riso 的核心板模块与其系列中的大多数其他核心板（Mars、Mercury、Andromeda）引脚兼容，这意味着用户还可以规划清晰的升级路径，最大限度地减少升级工作量，甚至在项目开发过程中临时更改核心板型号。电讯盈科的FPGA核心板模块的预期生命周期至少为10年或更长，硬件设计注重面向未来的可用性和性能，所有产品均可长期交付。

模块上的系统