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http://repositorio.utfpr.edu.br/jspui/handle/1/28655| Título: | Sistema de transmissão e recepção de sinais de ultrassom em transdutor matricial 2D |
| Título(s) alternativo(s): | Ultrasound signals transmission and reception system in 2D matrix transducer |
| Autor(es): | Camillo, Jenifer Andressa Natume, Matheus Tadashi |
| Orientador(es): | Maia, Joaquim Miguel |
| Palavras-chave: | Ultrassom Imagens e fantasmas (Radiologia) Processamento de imagens - Técnicas digitais Transdutores Ultrasonics Phantoms (Radiology) Image processing - Digital techniques Transducers |
| Data do documento: | 4-Nov-2021 |
| Editor: | Universidade Tecnológica Federal do Paraná |
| Câmpus: | Curitiba |
| Citação: | CAMILLO, Jenifer Andressa. NATUME, Matheus Tadashi. Sistema de transmissão e recepção de sinais de ultrassom em transdutor matricial 2D. 2021. Trabalho de Conclusão de Curso (Bacharelado em Engenharia Eletrônica) – Universidade Tecnológica Federal do Paraná, Curitiba, 2021. |
| Resumo: | A ultrassonografia para o diagnóstico médico tem apresentado resultados satisfatórios desde o final dos anos 50. O ultrassom tem alta relevância na área da saúde, pois é uma técnica de diagnóstico médico de forma não-invasiva e de radiação não-ionizante, além do baixo custo para fornecimento de imagens em tempo real em comparação às outras técnicas. Para tal situação, é importante haver um entendimento da forma como esses sinais que compõem a imagem são captados. Sendo assim, a proposta deste trabalho foi o desenvolvimento de um sistema que capta sinais de ultrassom de phantoms que simulam a região calcânea, através de transdutores matriciais bidimensionais, para permitir o processamento digital dos sinais e, assim, realizar a caracterização dos materiais através de parâmetros de atenuação em banda larga (BUA), atenuação específica e velocidade de propagação das ondas. O sistema é composto por uma FPGA Cyclone III EP3C120, dois transdutores AT23145 Blatek, uma placa de circuito de transmissão e recepção, um AFE5805EVM, um ADSDeSer-50EVM, um pulsador Olympus 5077PR e duas fontes de alimentação. Os dados adquiridos pela unidade de recepção do sistema são recebidos via FPGA, processados e extraídos pela ferramenta Signal Tap II do software Quartus II e posteriormente analisados em um software de processamento digital de sinais via Matlab. O método utilizado foi o de transmissão-recepção, no qual utilizou-se dois transdutores matriciais com 132 elementos e frequência central de 500 kHz. Os testes foram realizados no Laboratório da UTFPR, com os transdutores imersos em um recipiente de plástico com água. Foram utilizados dois phantoms: modelos M6301 QUS 338-2 (tecido normal, velocidade 1560 m/s e BUA 75 dB/MHz) e M6302 QUS 337-1 (tecido osteoporótico, velocidade 1520 m/s e BUA 50 dB/MHz) da CIRS Inc. Os resultados do sistema proposto apresentaram velocidade de 1554,28 ± 1,94 m/s, com um erro percentual de 0,37% e BUA de 50,85 ± 13,29 dB/MHz para o QUS 338-2 e de 1545,63 ± 1,91 m/s, com um erro percentual de 1,69%, e BUA de 60,85 ± 4,56 dB/MHz para o QUS 337-1, indicando que o sistema captou adequadamente os sinais recebidos e que a técnica pode ser utilizada no auxílio à caracterização de materiais. |
| Abstract: | The ultrasound scan for medical diagnosis has shown satisfactory results since the late 1950s. The ultrasound has high relevance in the healthcare, because it is a noninvasive medical diagnostic technique and non-ionizing radiation, in addition to the lowcost for providing real-time images, compared to other techniques. For this situation, it is important to understand how the signals that forms the image are captured. Therefore, the purpose of the research was to develop a system that captures ultrasound signals from phantoms that simulate the calcaneal area, through twodimensional matrix transducers, to allow digital signal processing and then characterize materials, with broadband ultrasound attenuation (BUA), specific attenuation and wave propagation speed parameters. The system consists of a Cyclone III EP3C120 FPGA, two Blatek AT23145 transducers, a transmission and reception circuit board, an AFE5805EVM, an ADSDeSer-50EVM, an Olympus 5077PR pulser and two power supplies. The data acquired by the reception unit of the system were received by FPGA, processed and extracted by Signal Tap II and posteriorly analyzed in a digital signal processing software by Matlab. The method used was the transmission-reception, where two transducers with 132 elements and 500 kHz of central frequency were used. The tests were performed at the UTFPR laboratory, with the transducers immersed in a plastic container with water. Two phantoms were used: M6301 QUS 338-2 (normal heel, speed 1560 m/s and BUA 75 dB/MHz) and M6302 QUS 337-1 (osteoporotic heel, speed 1520 m/s and BUA 50 dB/MHz) of the CIRS Inc. The results obtained with the proposed system presented speed of 1554.28 ± 1.94 m/s, with a percentage error of 0.37%, and BUA of 50.85 ± 13.29 dB/MHz for the QUS 338-2 model and speed of 1545.63 ± 1.91 m/s, with a percentage error of 1.69%, and BUA of 60.85 ± 4.56 dB/MHz for the QUS 337-1 model, indicating that the system properly captured the received signals and this technique can be used in the characterization of materials. |
| URI: | http://repositorio.utfpr.edu.br/jspui/handle/1/28655 |
| Aparece nas coleções: | CT - Engenharia Eletrônica |
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