Tesis:
Arrays de anillos segmentados para la generación de imagen ultrasónica 3D
- Autor: MARTINEZ GRAULLERA, Oscar
- Título: Arrays de anillos segmentados para la generación de imagen ultrasónica 3D
- Fecha: 2000
- Materia: Sin materia definida
- Escuela: E.T.S. DE INGENIEROS DE TELECOMUNICACION
- Departamentos: SEÑALES, SISTEMAS Y RADIOCOMUNICACIONES
- Acceso electrónico:
- Director/a 1º: GOMEZ-ULLETE ALVEAR, Luis
- Resumen: La generación de imagen acústica por ultrasonidos es uno de los métodos más usados tanto en diagnóstico médico (ecografía médica) como en ensayos no destructivos (END). Hasta el presente, los sistemas comerciales se basan fundamentalmente en imágenes de tipo bidimensional. La inspección volumétrica (3D) ha empezado a desarrollarse hace escasamente una década a nivel de laboratorios de I+D existiendo algunos equipos comerciales en experimentación en el área médica. Este tipo de transductores permiten, mediante control electrónico, deflectar y focalizar el haz principal en cualquier punto del espacio, lo que evita el uso de sistemas de barrido mecánico 3D. Principalmente, los arrays propuestos para imagen 3D son de tipo rectangular mxn. En la práctica el problema que presenta este tipo de arrays es el número elevado de elementos que requieren para generar imágenes de suficiente calidad. Por ello, gran parte del esfuerzo investigador se ha dedicado a disminuir el número de elementos, normalmente siguiendo técnicas de distribución azarosa de los elementos activos en el array. Si bien, estas soluciones producen una reducción drástica de la energía emitida, y por tanto una limitación seria del contraste o rango dinámico de las imágenes. Una clara alternativa a esta solución es usar arrays 2D de anillos segmentados (AAS). Este tipo de aperturas tienen dos ventajas: por un lado, su simetría axial permite obtener imágenes volumétricas con características casi invariantes con la dirección de acimut; por otro lado, al ser el grado de periodicidad de estas aperturas claramente menor que el que ofrecen los arrays de matriz cuadrada, producen lóbulos de rejilla de menor intensidad, con lo que para este tipo de aperturas las restricciones respecto al espaciado entre elementos propios de los arrays matriciales pueden ser sobrepasadas. En este sentido uno de los objetivos principales de esta tesis es estudiar hasta qué punto se puede ampliar el tamaño de los elementos manteniendo al mismo tiempo un campo de buenas características. Como consecuencia, se reduciría el número de elementos del array, pero manteniendo la apertura plenamente activa. Dada la escasez de trabajos sobre este tipo de aperturas, a lo largo de esta tesis hemos tenido que trazar un camino prácticamente nuevo en los siguientes aspectos: 1.- Desarrollo de métodos de cálculo exacto para aperturas complejas. Sin embargo, la computación del campo en un espacio tridimensional lleva asociado un elevado coste computacional, por lo que también se han diseñado métodos y algoritmos aproximados de cálculo. 2.- Nuevos métodos de análisis para describir el campo producido por ASS. Los resultados han permitido encontrar reglas cualitativas y cuantitativas que permiten describir aspectos como: la resolución lateral, los lóbulos secundarios, los lóbulos de rejilla.3.- Normas para el diseño de arrays de anillos segmentados.A partir de los resultados anteriores, se ha estudiado la influencia de los parámetros constructivos del array en la calidad de la imagen ultrasónica. Algunos de estos parámetros son: la separación entre elementos, el tamaño del array, el número de elementos, el pulso ultrasónico, etc. Finalmente se ha realizado un estudio comparativo entre los arrays de anillos segmentados propuestos en esta tesis y los arrays matriciales. Un conjunto de pruebas experimentales nos han permitido validar los resultados teóricos obtenidos