Diseño e implementación de un sistema de imagen ultrasonica 3D

8 páginas. 4 figuras. 1 Tabla -- PACS: 43.35.Zc. -- Comunicación presentada en: 44º Congreso Español de Acústica - TecniAcustica 2013. Encuentro Ibérico de Acústica. EAA European Symposium on Environmental Acoustics and Noise Mapping, Valladolid, 1 - 4, Octubre, 2013[EN] In this paper the design process of an ultrasonic volumetric imaging system based on synthetic aperture focusing technique is presented. Based on minimum redundancy coarray of 2D aperture an d parallel processing techniques for beamforming an experimental system is developed to operate with a 2D array (3Mhz and 11x11 elements).[ES] Este trabajo describe el proceso de diseño e implementación de un sistema de imagen ultrasónica basado en la composición del coarray de mínima redundancia para aperturas 2D. Esta técnica de adquisición en combinación con la generación de imagen por apertura sintética, implementada por GPGPU, permite diseñar un sistema de imagen 3D con un número reducido de recursos. Se presentan resultados experimentales del sistema implementado sobre un equipo de imagen ultrasónica convencional para una apertura bidimensional de 3Mhz y 11x11 elementos.Este trabajo está financiado por el Gobierno de España a partir del Plan Nacional de I+D+i dentro del marco del proyecto DPI2010-19376.Peer reviewe

Towards a non-invasive ultrasound method for the diagnosis of neonatal and infant meningitis

Lumbar Puncture (LP) is currently used to draw a sample of cerebrospinal fluid (CSF) and test for potentially lethal Bacterial Meningitis (BM) in infants (<1yr). Increased CSF cellularity is highly indicative of BM and triggers medication for the patient. In developed countries, 95% of LPs for BM in infants return negative. In developing countries, LPs are rarely available, with 50% of infants with BM dying from the disease. We propose using high-frequency ultrasounds (HFUS) to non-invasively determine CSF cell concentration through the fontanel. The aim of this study is to assess the capabilities of HFUS on a fontanel phantom involving mock CSF with varying leukocyte concentration and pig tissue.This work was supported in part by the Consejería de Educación, Juventud y Deporte de la Comunidad de Madrid (Spain) through the Madrid-MIT M+Visión ConsortiumPeer reviewe

Medidor multicota para piezas producidas por máquinas-herramienta

Referencia OEPM: P9600748.-- Fecha de solicitud: 28/03/1996.-- Titular: Consejo Superior de Investigaciones Científicas (CSIC).El medidor multicota para piezas producidas por máquinas-herramienta es un sistema que permite medir simultáneamente hasta 16 cotas en piezas producidas por máquinas-herramienta, visualizando sobre una pantalla de ordenador los resultados en forma analógica sobre una columna, con indicación de límites de tendencia y tolerancia, y digital sobre un indicador numérico. Consta de un multiplexor analógico (1, ver figura en archivo de texto completo) cuya salida se entrega a un amplificador (6) que junto con el divisor programable (8) y el conversor analógico/digital (7), proporciona la medida del canal seleccionado (5). Un circuito temporizador (10 y 11) facilita la realización de medidas promediadas y a intervalos regulares. Dispone de salidas de control (22) indicadoras de: pieza fuera de tolerancia, corrección paralela o cónica, positiva o negativa, cambio o regeneración de herramienta y situación de alarma (15 a 21). La presencia de pieza puede detectarse automáticamente o bajo comando (14). Dispone de amplias facilidades de programación y calibrado, para ser utilizado con una gran diversidad de sensores y aplicaciones.Peer reviewe

Conformación de haces ultrasónicos mediante muestreo selectivo con codificación Delta

La Tesis aborda el problema de la conformación de haces ultrasónicos en recepción para la formación de imágenes ecográficas de calidad en tiempo real. Dado un array, el conformador de haz determina el contraste, resolución espacial, sensibilidad y precisión del sistema, en definitiva, la calidad de la imagen. Para optimizar estos parámetros deben darse algunas condiciones, en particular, el conformador debe poseer una elevada resolución temporal en la composición de las señales recibidas. Habitualmente, se utilizan técnicas de retardo-suma con procesos de interpolación para obtener una alta resolución temporal con tasas de muestreo moderadas. Lo que es más, a cada elemento del array se le debe proporcionar información precisa para cambiar los retardos dinámicamente de forma que sigan al ultrasonido durante su propagación en tiempo real, para cada profundidad y ángulo de deflexión. Estos aspectos aumentan la complejidad del sistema, en particular para sistemas de imagen 3D y 4D basados en arrays 2D formados por un gran número de canales. Muchos de los trabajos de investigación actuales están orientados a encontrar modos de operación y métodos de conformación de haces más sencillos. En el trabajo que describe la memoria de esta Tesis Doctoral se propone un nuevo método para realizar las funciones de conformación dinámica de haces ultrasónicos, denominado técnica de Muestreo Selectivo con Codificación Delta (MSCD). La técnica MSCD adquiere las señales directamente, eludiendo los procesos de retardo e interpolación, lo que simplifica el hardware manteniendo unos resultados precisos. La frecuencia de muestreo es independiente de la resolución temporal, que puede elegirse arbitrariamente elevada. Utiliza directamente toda la señal adquirida para formar la imagen, evitando redundancias. Además, combina una alta densidad de información para realizar la localización dinámica (una fracción de bit por muestra), con mecanismos sencillos de generación de los relojes de muestreo, permitiendo un alto nivel de integración. Al desacoplar el procesamiento realizado en cada canal del de los restantes el sistema resultante es escalable. La Memoria, tras la descripción de los antecedentes, desarrolla los conceptos teóricos de la nueva propuesta y diversas variantes, determinando sus límites de aplicación. La simulación extensiva muestra una buena adecuación a la teoría bajo diferentes condiciones. Finalmente, se realiza un trabajo experimental sistemático con imágenes ecográficas reales evaluando las prestaciones obtenidas con la técnica MSCD y sus variantes en cuanto a calidad de imagen así como los recursos hardware necesarios

Procedimiento y aparato para la corrección de imágenes ultrasónicas por análisis de fase

Procedimiento y aparato para la corrección de imágenes ultrasónicas por análisis de fase. El objeto de esta invención es un procedimiento y aparato que permiten corregir y mejorar en tiempo real la calidad de imágenes ultrasónicas obtenidas por métodos convencionales. Para ello, se multiplican las muestras conformadas por unos factores de coherencia de fase basados en el análisis de la dispersión las fases de los datos de la apertura.Consejo Superior de Investigaciones Científicas (España)A1 Solicitud de patentes con informe sobre el estado de la técnic

Técnica de muestreo selectivo: una alternativa para visualización de imágenes sectoriales

7 pp.-- PACS nr.: 43.35.Yb.-- Comunicación presentada en los siguientes congresos: II Congreso Iberoamericano de Acústica. XXXI Congreso Nacional de Acústica – TecniAcústica 2000. II Jornadas Iberoamericanas de Ultrasonidos. II Congreso Ibérico de Acústica. EAA Symposium on Architectural Acoustics (Madrid, 16-20 Octubre 2000).Publicado también en número especial de la Revista de Acústica, Vol. XXXI, año 2000.[EN] Sectorial images are usually obtained by regular sampling of the insonified space in radial and angular directions. The scan conversion process required to map the data acquired in polar coordinates to the Cartesian coordinates of digital displays can decrease the resolution of the images due to the limited bandwidth of the display (number of pixels). The Selective Sampling Technique (SST) presented in this work is an alternative to this problem based on oversampling the received signals and processing samples in sets to improve contrast and signal-to-noise ratio. A simple architecture for the SST is described, and some synthetic images obtained with both methods are compared.[ES] Las imágenes sectoriales suelen obtenerse por muestreo regular del espacio insonificado en direcciones axiales y angulares. El proceso de conversión de barrido requerido para establecer la correspondencia entre muestras adquiridas en coordenadas polares a las cartesianas utilizadas por los dispositivos de visualización digital, puede disminuir la resolución de las imágenes debido al ancho de banda limitado de la visualización (número de pixels). La Técnica de Muestreo Selectivo (TMS) presentada en este trabajo es una alternativa que aborda este problema, basada en el sobremuestreo de las señales recibidas y el procesamiento de las muestras en bloques para mejorar el contraste y la relación señal/ruido. Se describe una sencilla arquitectura para la TMS, comparándose algunas imágenes sintéticas obtenidas con ambos métodos.Este trabajo ha sido realizado con financiación del proyecto CICYT TAP99-0945.Peer reviewe

Determinación del tiempo de vuelo de señales ultrasónicas con resolución superior a un periodo de muestreo, por análisis de fase

5 pp.-- PACS nr.: 43.58.Dj.-- Comunicación presentada en los siguientes congresos: II Congreso Iberoamericano de Acústica. XXXI Congreso Nacional de Acústica – TecniAcústica 2000. II Jornadas Iberoamericanas de Ultrasonidos. II Congreso Ibérico de Acústica. EAA Symposium on Architectural Acoustics (Madrid, 16-20 Octubre 2000).Publicado también en número especial de la Revista de Acústica, Vol. XXXI, año 2000.[EN] Time delay measurements can be performed by frequency domain signal analysis. Estimation of time delays, with resolution lower than the sampling period, using the phase curve is analysed, and influence of noise in estimations is presented, in order to determine under what conditions the method can be applied.[ES] La medida del retardo entre señales puede ser realizada mediante su análisis en el dominio de la frecuencia. En este trabajo se estudia la estimación de estos tiempos, con resolución inferior a un periodo de muestreo, a partir de las curvas de fase de las señales. Se describen las condiciones en que puede ser utilizado, y se estudia la influencia que sobre las estimaciones tiene el ruido presente en la señal.Este trabajo ha sido financiado por los proyectos de investigación CAM07T/0041/98 y TIC-2F97-2290.Peer reviewe

Campo acústico producido por un anillo segmentado

6 pp.-- PACS nrs.: 43.38.Hz, 43.35, 43.35.Bc, 43.60.-- Comunicación presentada en los siguientes congresos: II Congreso Iberoamericano de Acústica. XXXI Congreso Nacional de Acústica – TecniAcústica 2000. II Jornadas Iberoamericanas de Ultrasonidos. II Congreso Ibérico de Acústica. EAA Symposium on Architectural Acoustics (Madrid, 16-20 Octubre 2000). Publicado también en número especial de la Revista de Acústica, Vol. XXXI, año 2000.[ES] A partir de trabajos preliminares se ha visto que las aperturas basadas en anillos segmentados constituyen una interesante alternativa a los tradicionales arrays matriciales, ya que permiten generar imagen ultrasónica 3D con un menor número de elementos. En este trabajo se estudia el campo ultrasónico producido por un anillo segmentado y su capacidad para generar imágenes volumétricas. Se analizan aspectos tales como la resolución del lóbulo principal, los lóbulos secundarios y los lóbulos de rejilla.[EN] In order to generate 3D ultrasonic imaging, preliminary works have shown that apertures based on segmented annuli suppose an interesting alternative to reduce the amount of electronic resources associated to 2D-squared arrays. In this paper the acoustic field radiated by a segmented annulus is studied in order to evaluate its capability to generate volumetric ultrasonic images. Different aspects as main lobe resolution, side lobes and grating lobes are here analyzed.Este trabajo ha sido financiado por CICYT y la CE (Fondos Feder), proyectos Nº: 2FD97-2290 (TIC) y Nº TAP99-0945.Peer reviewe

The Progressive Focusing Correction Technique for Ultrasound Beamforming

This work presents a novel method for digital ultrasound beamforming based on programmable table look-ups, in which vectors containing coded focusing information are efficiently stored, achieving an information density of a fraction of bit per acquired sample. Timing errors at the foci are within half the period of a master clock of arbitrarily high frequency to improve imaging quality with low resource requirements. The technique is applicable with conventional as well as with ∆Σ converters. The bit-width of the focusing code and the number of samples per focus can be defined to improve both memory size and F# with controlled timing errors. In the static mode, the number of samples per focus is fixed, and in the dynamic approach that figure grows progressively, taking advantage of the increasing depth of focus. Furthermore, the latter has the lowest memory requirements. The technique is well suited for research purposes as well as for real-world applications, offering a degree of freedom not available with other approaches. It allows, for example, modifying the sampling instants to phase aberration correction, beamforming in layered structures, etc. The described modular and scalable prototype has been built using low-cost field programmable gate arrays (FPGAs). Experimental measurements are in good agreement with the theoretically expected errors.This work has been jointly supported by pro jects GRD1-2000-25513 of the European Commission, and DPI2002-01583 andDPI2004-06470 of the Spanish ministry of Science and Technology.Peer reviewe

Application of Golay codes to improve SNR in coarray based synthetic aperture imaging systems

Minimum redundancy synthetic aperture solutions (based on the coarray concept) are usually limited by poor signal to noise ratio. The use of pulse coding based on Golay codes can help in order to improve the signal to noise-ratio. Two solutions (2R-SAFT and 4R-SAFT) for data reduction in the beamforming process of multi-element synthetic aperture imaging are used here to reduce the system’s architecture, cost and requisites. Alongside with the application of Golay codes it is experimentally demonstrated the improvement of the dynamic range and SNR, achieving an image quality comparable to the Total Focusing Method and establishing its use for suitable real-time medical applications.This work has been supported by the Spanish Ministry of Economy and Competitiveness under the project DPI2010-19376 and the grant BES-2008-008675