Diseño e implementación de híbridos de formación de haces analógico-digitales para sistemas de ultrasonido de baja complejidad: un estudio de viabilidad
Autores: Yoon, Heechul; Kim, Junseung; Lee, Kunkyu; Song, Tai-Kyong
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2023
Acceso abierto
Artículo científico
2023
Diseño e implementación de híbridos de formación de haces analógico-digitales para sistemas de ultrasonido de baja complejidad: un estudio de viabilidad
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Subcategoría
Bioingeniería
Palabras clave
Sistemas de ultrasonido
Formación híbrida de haces
Resolución espacial
Contraste
Analógico
Digital
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 22
Citaciones: Sin citaciones
Los sistemas de ultrasonido de baja complejidad son cada vez más deseados tanto para ultrasonido portátil como para ultrasonido de alta gama de canales masivos para imágenes de matriz 3-D. Sin embargo, las capacidades de imagen, incluida la resolución espacial y el contraste, podrían verse afectadas a medida que se persiguen los sistemas de baja complejidad, lo que sigue siendo un compromiso no resuelto. Para mitigar esta limitación, este estudio revisa las estructuras generales de los formadores de haces analógicos y digitales e introduce un enfoque híbrido, denominado formación de haces híbrida analógico-digital, para implementar sistemas de ultrasonido eficientes. El formado de haces híbrido sugerido consta de dos etapas de forma secuencial, donde la primera etapa analógica parcialmente formatea los señales de RF de canales para sumar datos (es decir, formación de haces de -a-), y la segunda etapa digital formatea los sumas parciales a un solo dato formateado final (es decir, formación de haces de -a-1). Nuestro enfoque fue diseñado e implementado sistemáticamente con solo cuatro circuitos integrados principales, capaces de manejar una transmisión y recepción completa de 64 canales. El sistema desarrollado se demostró con una matriz de 64 canales 1-D personalizada utilizando un fantasma comercial que imita tejido. A partir de los resultados de imagen del fantasma, se evaluaron cuantitativamente la relación señal-ruido, la relación contraste-ruido y los valores de ancho de haz completo a la mitad del máximo. Los resultados demostrados indican que la formación de haces híbrida analógico-digital puede aplicarse a cualquier tipo de matriz para imágenes 3-D sofisticadas y aplicaciones de ultrasonido portátil diminutas.
Descripción
Los sistemas de ultrasonido de baja complejidad son cada vez más deseados tanto para ultrasonido portátil como para ultrasonido de alta gama de canales masivos para imágenes de matriz 3-D. Sin embargo, las capacidades de imagen, incluida la resolución espacial y el contraste, podrían verse afectadas a medida que se persiguen los sistemas de baja complejidad, lo que sigue siendo un compromiso no resuelto. Para mitigar esta limitación, este estudio revisa las estructuras generales de los formadores de haces analógicos y digitales e introduce un enfoque híbrido, denominado formación de haces híbrida analógico-digital, para implementar sistemas de ultrasonido eficientes. El formado de haces híbrido sugerido consta de dos etapas de forma secuencial, donde la primera etapa analógica parcialmente formatea los señales de RF de canales para sumar datos (es decir, formación de haces de -a-), y la segunda etapa digital formatea los sumas parciales a un solo dato formateado final (es decir, formación de haces de -a-1). Nuestro enfoque fue diseñado e implementado sistemáticamente con solo cuatro circuitos integrados principales, capaces de manejar una transmisión y recepción completa de 64 canales. El sistema desarrollado se demostró con una matriz de 64 canales 1-D personalizada utilizando un fantasma comercial que imita tejido. A partir de los resultados de imagen del fantasma, se evaluaron cuantitativamente la relación señal-ruido, la relación contraste-ruido y los valores de ancho de haz completo a la mitad del máximo. Los resultados demostrados indican que la formación de haces híbrida analógico-digital puede aplicarse a cualquier tipo de matriz para imágenes 3-D sofisticadas y aplicaciones de ultrasonido portátil diminutas.