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Type: DISSERTAÇÃO DIGITAL
Degree Level: Mestrado
Title: Desenvolvimento e avaliação de um sistema de transmissão multicanal de forma de onda arbitrária de ultrassom com excitação codificada chirp
Title Alternative: Development and evaluation of a multi-channel transmission system with arbitrary waveform with codified excitation chirp
Author: Garcia, Valéria Beserra, 1989-
Advisor: Costa, Eduardo Tavares, 1956-
Abstract: Resumo: O uso de excitação codificada dos elementos de transdutores matriciais para geração de imagens de ultrassom vem sendo estudada como área de interesse pelo fato de prover imagens com maior profundidade mesmo em meios com alta atenuação e ao mesmo tempo mantendo a resolução espacial comumente encontrada em sistemas de excitação convencional usando pulsos de excitação de curta duração (da ordem de nanosegundos). Essa dissertação descreve o projeto, construção e testes de uma placa de excitação (transmissão) com 8 canais para excitação de transdutores ultrassônicos capazes de gerar pulsos de ultrassom com forma de onda arbitrária, desde pulsos de curtíssima duração (nanosegundos) até pulsos do tipo chirp com duração e frequência variáveis, conforme definição do usuário. A placa pode ser acoplada ao primeiro protótipo da Plataforma de Ultrassom projetada e construída pelos integrantes da RBTU (Rede Brasileira de Técnicas de Ultrassom). Para os testes da placa foi projetado e construído um phantom de acrílico com dois grupos de fios de nylon funcionando como alvos e montado um setup experimental usando kits comerciais para detecção de ecos ultrassônicos provenientes do phantom construído. Esses sinais de eco de radiofrequência são processados utilizando filtros casados e descasados para detecção dos alvos do phantom com melhor relação sinal-ruído e resolução espacial. Foram utilizados transdutores monoelemento excitados por pulsos convencionais (short pulses ¿ 100 ns) e do tipo chirp com 5 µs, 10 µs e 20 µs de duração, com frequências centrais de 2,25 MHz e 5 MHz. Os resultados das simulações computacionais e os resultados obtidos com o setup experimental comprovaram a capacidade do sistema construído de gerar sinais ultrassônicos com forma de onda arbitrária e a detecção dos ecos de alvos profundos mantendo a resolução espacial observada nos sistemas com excitação convencional com pulsos de curta duração.

Abstract: Coded excitation of matrix transducer elements to generate ultrasound images has been used and studied as an interest area of research due to the generation of images of deeper regions even in high attenuation media while keeping spatial resolution commonly found in conventional excitation systems using very short excitation pulses (of the order of nanoseconds). This dissertation describes the design, building and tests of an excitation electronics board (transmission board) with 8 channels for ultrasound transducers capable of generating arbitrary waveform pulses, from ultra-short pulses (nanoseconds) to chirp-like pulses with variable long duration (microseconds) and central frequency defined by the user. The constructed boar can be connected to the first prototype of the Ultrasound Platform developed by the researchers of the RBTU (Brazilian Network of Ultrasound Techniques ¿ form the Portuguese Rede Brasileira de Técnicas de Ultrassom). To test the developed board, it was designed and constructed an acrylic phantom with two groups of nylon wire targets and an experimental setup using commercial boards for detection of the ultrasound echoes form the phantom targets. These radiofrequency echo signals are then processed using matched- and mismatched-filters for detecting phantom targets with better signal-to-noise ratio while keeping spatial resolution. Monoelement ultrasound transducers were excited with conventional short (100 ns) and chirp pulses with 5 µs, 10 µs e 20 µs duration with 2.25 MHz and 5 MHz center frequencies. The computer simulations and the results obtained with the experimental setup have shown the capacity of the constructed system to generate ultrasound pulses with arbitrary shape and detect echoes from deep regions that, with properly processing of these echoes, to keep the spatial respolution normally found in conventional short pulses ultrasound systems.
Subject: Ultrassom
Simulação (Computadores)
Processamento de sinais
Language: Português
Editor: [s.n.]
Citation: GARCIA, Valéria Beserra. Desenvolvimento e avaliação de um sistema de transmissão multicanal de forma de onda arbitrária de ultrassom com excitação codificada chirp. 2020. 1 recurso online ( 161 p.) Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Elétrica e de Computação, Campinas, SP.
Date Issue: 2020
Appears in Collections:FEEC - Tese e Dissertação

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