Un sistema de formación de haces de ultrasonido de alta resolución de 48 canales para aplicaciones de endoscopia de ultrasonido
Autores: Yun, Soohyun; Lee, Seungah; Bae, Joonsung
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2024
Acceso abierto
Artículo científico
2024
Un sistema de formación de haces de ultrasonido de alta resolución de 48 canales para aplicaciones de endoscopia de ultrasonido
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Subcategoría
Ingeniería Eléctrica y Electrónica
Palabras clave
Eficiente
Ultrasonido
Imagen
Resolución
Algoritmo
Potencia
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 61
Citaciones: Sin citaciones
Presentamos un sistema de formación de haces de ultrasonido de 48 canales altamente eficiente, ideal para aplicaciones de endoscopia de ultrasonido. El sistema incluye un transmisor y un receptor que permiten la adquisición de imágenes de baja área y alta resolución. El transmisor utiliza un esquema de redistribución de carga HV (alto voltaje) para generar pulsos de tres niveles que accionan el transductor, implementado con el proceso CMOS estándar para un óptimo ahorro de costes y energía. Mientras tanto, el receptor cuenta con una estructura de subconjuntos y un generador de retardo que reduce el uso del área. Para lograr una adquisición de imágenes de ultrasonido de alta resolución con baja potencia computacional, desarrollamos un algoritmo de Factor de Coherencia de Desplazamiento (SCF) que es amigable con el hardware. Este enfoque ofrece una resolución lateral de más del 20% mejor que la del algoritmo de retraso y suma (DAS) convencional, con una relación de contraste de más de 30 dB. El sistema se implementó en un proceso CMOS estándar de 180 nm con un área de 24.98 mm, consumo de energía de 8.23 mW por canal, logrando una resolución de retardo de 8.33 ns y una implementación de baja área de 0.52 mm por canal. El sistema ofrece una adquisición de imágenes de alta calidad con un área adicional y consumo de energía mínimos, lo que tiene un gran potencial para sistemas de imágenes 3D o ultrasonido cateterizado.
Descripción
Presentamos un sistema de formación de haces de ultrasonido de 48 canales altamente eficiente, ideal para aplicaciones de endoscopia de ultrasonido. El sistema incluye un transmisor y un receptor que permiten la adquisición de imágenes de baja área y alta resolución. El transmisor utiliza un esquema de redistribución de carga HV (alto voltaje) para generar pulsos de tres niveles que accionan el transductor, implementado con el proceso CMOS estándar para un óptimo ahorro de costes y energía. Mientras tanto, el receptor cuenta con una estructura de subconjuntos y un generador de retardo que reduce el uso del área. Para lograr una adquisición de imágenes de ultrasonido de alta resolución con baja potencia computacional, desarrollamos un algoritmo de Factor de Coherencia de Desplazamiento (SCF) que es amigable con el hardware. Este enfoque ofrece una resolución lateral de más del 20% mejor que la del algoritmo de retraso y suma (DAS) convencional, con una relación de contraste de más de 30 dB. El sistema se implementó en un proceso CMOS estándar de 180 nm con un área de 24.98 mm, consumo de energía de 8.23 mW por canal, logrando una resolución de retardo de 8.33 ns y una implementación de baja área de 0.52 mm por canal. El sistema ofrece una adquisición de imágenes de alta calidad con un área adicional y consumo de energía mínimos, lo que tiene un gran potencial para sistemas de imágenes 3D o ultrasonido cateterizado.