HyperHarmony MMS128 是武汉思非电子技术有限公司倾力打造的、面向前沿生物医学研究的革命性科研平台。它并非简单的设备叠加,而是基于开放的硬件架构,首次将公司成熟的 LightSound DAQ128 光声数据采集系统与 UltraInsight DEV128 超声科研平台深度集成,实现了光声成像(PAI)与超声成像(US)在时序上的精准协同与信息层面的智能融合。
本平台旨在解决单一模态成像的固有局限,通过“分时激发、同步采集、信息合成”的工作流,为研究者提供兼具光学高对比度与声学深穿透的互补性数据,赋能从微观机理到宏观结构的多尺度、多参数生物医学研究。
传统多模态研究常受限于设备异构、数据难以对齐等问题。HyperHarmony MMS128 的核心突破在于 “系统级原生融合”。
• 一体化的硬件控制:在同一套硬件系统中,研究者可无缝切换或编程控制光声激光激发与超声脉冲发射的序列,实现纳秒级精度的时序协同,确保两种模态数据在时空上的先天一致性。
• 从“成像”到“合成”:平台提供的不仅是两幅图像,更是经过精确配准与关联的融合数据体(MMS: Multi-Modal Synthesis)。研究者可直接在此基础上开发高级融合算法,提取超越单一模态的生物特征与功能信息,实现 1+1 > 2 的科学发现。
• 继承开放的基因:完全继承思非电子科研平台 “开放、可控” 的设计哲学。用户拥有从底层波形发射、信号采集到上层图像重建、融合算法开发的完整控制权,是验证新型多模态理论、开发原创性融合应用的终极工具。
• 肿瘤学与神经科学:同步获取肿瘤的血管新生(光声)与形态结构(超声),或脑功能激活的血氧动力学与血管影像。
• 药物研发与治疗监测:实时追踪药物载体(光声造影剂)分布与治疗区域的解剖结构变化。
• 心血管研究:结合光声的血氧饱和度功能成像与超声的血流动力学及心脏结构成像。
• 前沿方法开发:开发新型多模态图像重建算法、智能融合模型、以及基于深度学习的多参数诊断模型。
• 材料与器件表征:用于光声换能器、超声探头等器件的性能评估与成像验证。
• 原生融合,简化研究:免去自行搭建、校准多套系统的繁琐,提供开箱即用的多模态融合研究能力。
• 极致同步,数据可靠:硬件级同步确保数据先天对齐,极大降低后期配准难度与误差。
• 开放生态,无限可能:提供完整的SDK(支持C++, Python, Matlab等),开放全部硬件控制API及数据接口,支持深度定制。
• 专业散热,静音运行:采用无风扇集成散热系统,确保在敏感的声学实验环境中安静、稳定运行。
• 灵活扩展,投资未来:支持多台MMS128级联,扩展通道数以满足更高分辨率或更大视野的研究需求。
平台通过以下关键技术,确保双模态数据的高质量获取与可融合性:
统一的同步与触发心脏:
• 内置高精度同步时钟,统一调度光声激光触发与超声发射序列,消除设备间延迟误差。
• 提供丰富的外触发接口,可与外部光学系统、运动平台等设备联动,轻松构建更复杂的多模态实验系统。
高性能双通道数据流水线:
• 光声通道:继承LightSound DAQ128特性,针对微弱的宽频带光声信号优化,具备高灵敏度、低噪声的前端放大与高速数字化能力。
• 超声通道:继承UltraInsight DEV128特性,支持高压可编程发射与高保真多通道并行接收,满足从高频成像到功能超声的各类需求。
• 两套数据流独立且并行,通过硬件时间戳确保采集数据的全局同步。
专为融合设计的软件架构:
• 控制软件提供“双模态联合采集”模式,可预设和保存完整的多模态实验协议。
• 实时预览界面可并排显示光声、超声原始数据、重建图像及初步融合结果。
平台标配功能强大的控制软件用于设备监控、数据采集与基础可视化。其核心价值在于开放的 MMS-SDK,它整合了光声与超声的控制库,并提供了多模态数据融合的基础工具链,使研究人员能够:
• 自定义复杂的光声-超声联合激发序列。
• 访问原始的、同步的双模态通道数据。
• 集成自有的图像重建算法与先进的深度学习融合模型。
• 将平台无缝接入更大的自动化实验系统。
| 项 目 | 说 明 |
|---|---|
| 发射参数 | |
| 通道数 | 128(可级联至1024) |
| 频率范围 | 40KHz ~ 15MHz |
| 时间延迟精度 | 2.5ns |
| 可编程脉冲发生器 | 0~200V(峰峰值) |
| 通道可编程参数 | 中心频率,脉冲宽度、长度、极性、延时 |
| 可编程信号发生器 | 多通道独立可编程,时钟频率200M |
| 触发模式 | 内触发、外触发 |
| 触发输入 | 光触发 x 2,电触发 x 2 |
| 触发输出 | 电触发 x 2 |
| 接收参数 | |
| 通道数 | 128(可级联至1024) |
| 触发频率 | 300Hz@4096 |
| 采样数 | 512~8192 |
| 采样深度 | 10~14bit |
| 采样率 | 80MSPS |
| 带宽 | 40KHz ~ 15MHz |
| 触发采集延时 | -3us~3us |
| 放大倍数(光声) | 73dB,包括前置放大25dB、ADC放大48dB |
| 放大倍数(超声) | 48dB |
| 系统参数 | |
| SDK | C、C++、C#、Python、Matlab |
| 尺寸 | 254mm x 281mm x 36mm |
| 散热 | 一体化集成式无风扇散热系统 |
| 状态监测 | 设备温度、电压实时监测 |
| 升级 | 在线升级固件 |
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