Sistema de transmissão e recepção de sinais de ultrassom em transdutor matricial 2D

• Autor(a) principal: Camillo, Jenifer Andressa
• Data de Publicação: 2021
• Outros Autores: Natume, Matheus Tadashi
• Tipo de documento: Trabalho de conclusão de curso
• Idioma: por
• Título da fonte: Repositório Institucional da UTFPR (da Universidade Tecnológica Federal do Paraná (RIUT))
• Texto Completo: http://repositorio.utfpr.edu.br/jspui/handle/1/28655
• topic: CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA ELETRICA; Ultrassom; Imagens e fantasmas (Radiologia); Processamento de imagens - Técnicas digitais; Transdutores; Ultrasonics; Phantoms (Radiology); Image processing - Digital techniques; Transducers

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.