出生缺陷严重危害儿童生存和生活质量，是影响群体健康水平、人口素质和社会经济发展的公共卫生问题。医学超声作为四大医学影像模式之一，已被广泛应用于各大临床科室，特别是在妇产科，是胎儿出生缺陷检测的首选影像学方法。超声断层成像是一种新型的超声成像方法，作者所在的医学超声实验室在世界上首次提出应用超声断层成像技术进行胎儿出生缺陷检测，是对目前临床已有模式的拓展和创新，对于提升我国乃至世界出生缺陷防控水平，提高生殖健康水平，稳定生育水平，降低重大出生缺陷发病率、患病率、致残率和死亡率，提高出生人口素质具有潜在的应用价值。
　　本文提出了基于FPGA的超声断层成像前端系统设计方案。系统采用了C型超声多阵元探头，阵元数为1024，采集的反射数据能够直接重建得到被测物体的截面图像，采集多层可重建三维图像，直观地定位和观测病变位置。系统控制采用高精度、高集成、低功耗的FPGA芯片，通过电路的仿真和实验，完成了发射采集系统的硬件逻辑设计和优化，验证了本系统设计方案的可行性。
　　本文主要内容如下：简单介绍了超声断层成像新技术发展历程和基本原理，并详细介绍了医学超声实验室设计并完成的超声断层成像系统。根据设计方案完成了超声断层成像系统的主要芯片选型，设计了发射采集模块、同步时钟模块、数据缓存与传输模块、系统通讯模块等，并对各模块的电路进行了仿真与实际测试，验证了前端系统设计方案的可行性。将前端系统整合至原理样机，并通过线靶分辨率实验、体模成像实验、孕兔安全实验、志愿者腹部成像实验等进行样机有效性验证。实验结果表明，体模成像轮廓清晰明确，分辨率可达亚毫米级。