Система управления формой зондирующего импульса в приборах ультразвуковой диагностики

• Автор: Фомичев, Максим Игоревич
• Шифр специальности: 05.13.05
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2001
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 133 с. : ил

Оглавление

Введение
Глава 1. Анализ методов и систем ультразвукового исследования
1.1. Применение ультразвукового зондирования. Основные характеристики
и ограничения
1.2. Улучшение характеристик электронных компонентов и систем
1.3. Математические методы обработки изображения
1.4. Методы ультразвукового зондирования сигналами специальной формы
1.4.1. Кодовое возбуждение
1.4.1.1. Линейно частотно модулированные сигналы
1.4.1.2. Сигналы с нелинейной частотной модуляцией
‘Й'Л ‘»»'V * I
1.4.1.3. Префильтрация.. -зУУуУч
1.4.1.4. Удлинение импульса ийбйвЬлюция
1.4.1.5. Случайные коды
1.5. Постановка задачи и ее декомпозиция
1.6. Выводы к главе 1
Глава 2. Моделирование процесса формирования зондирующего ультразвукового импульса
2.1. Функциональная электронная схема
2.2. Моделирование работы системы
2.2.1. Математическое описание электронной системы
2.2.2. Инверсная фильтрация
2.2.3. Расчет формирующего фильтра через преобразование Фурье
2.2.4. Дискретное преобразование Фурье
2.2.5. Расчет формирующего фильтра методом наименьших квадратов
2.2.6. Рекурсия Тоэшгатца

2.2.7. Показатель качества
2.2.8. Фильтры с временной задержкой
2.2.9. Расчет формирующих фильтров с временной задержкой методом наименьших квадратов
2.2.10.Расчет через преобразование Фурье
2.2.11 .Область применения фильтров с оптимальной задержкой
2.3. Оценка необходимой точности П АП и АЦП
2.4. Выводы к главе
Глава 3. Электронная система с управлением формой зондирующего импульса
3.1. Анализ линейности компонентов электронной системы
3.2. Описание компонентов электронной системы
3.2.1. Компьютер
3.2.2. Интерфейсная плата
3.2.3. Аналоговый блок
3.2.3.1. Мощный усилитель
3.2.3.2. Коррекция нелинейности
3.2.3.3. Приемный усилитель
3.2.4. Ультразвуковая зондовая головка
3.3. Выводы к главе
Глава 4. Программное обеспечение
4.1. Операционные системы и их ограничения
4.2. Архитектура программного обеспечения (ПО)
4.2.1. Особенности реализации ПО. Команды ММХ™ и 3DNow!™
4.2.2. Драйвер устройства
4.2.3. Пользовательская программа
4.3. Реконструкция изображения
4.3.1. Режим В
4.3.2. Преобразование растра
4.3.3. Расчет акустического импеданса (режим 2)
4.4. Выводы к главе
Глава 5. Результаты экспериментального исследования
5.1. Тест линейности системы
5.2. Формирование зондирующего импульса различной формы
5.2.1. УЗ-сигнал в форме одного периода синусоиды
5.2.2. Электронное демпфирование остаточных колебаний трансдьюсера
5.2.3. УЗ-сигнал в форме одного всплеска
5.2.4. УЗ-еигнал произвольной формы
5.3. Изменение снектра частоты сигнала
5.4. Работа системы в режиме В
5.5. Выводы к главе
Заключение
Список литературы
Приложение
— .35”
W (a?) = FT«/;} = j w(t)e~iMdt (2.2.3.2)

Соответственно функции f(t) и путем обратного преобразования Фурье
могут быть получены как:
f(l) = iFT{F(©)} = ±- J¥(m)e:Mdoj (2.2.3.3)

= iFT{W(ffl)} = W(a>)eMdco (2.2.3.4)
- 00 H CO
f(t) = — JF(coydm -> « = — Iw(coyda (2.2.3.5)
2 л" 2/?*
—CO —CO
Тогда, согласно (2.2.2.1) и учитывая, что свертка сигналов во временном представлении эквивалентна преобразованию Фурье их произведения получаем
1 «> я <®
— f¥(co)e'MdG> -»— [F(®)G(®)e'°" 27Г-«>
Что эквивалентно
W(a>) = F((d)G(cd) (2.23.1)
Таким образом передаточная характеристика линейной системы G(a>) играет роль частотного фильтра, меняющего амплитуды и фазы гармоник, составляющих входной сигнал. Следовательно, для получения на выходе системы сигнала заданной желаемой формы w0(t) на вход системы необходимо подать сигнал f0(t), преобразование Фурье которого определяется как
F0(fi>) = Wo(©)G'V) (2.2.3.8)

G’V) = l/G(o) (2.2.3.9)
При переходе к временному представлению функций получаем fa(t) - iFT {FT {м>(,(() }/FT{g(t) }} (2.2.3.10)
Следует заметить, что в общем случае f0(t) - комплексная функция, даже не смотря на то, что w0(t) - вещественная.