CONTRIBUCIÓN A LA MEJORA DE RESOLUCIÓN DE LOS SISTEMAS DE OBTENCIÓN DE IMÁGENES POR ULTRASONIDOS

Transcripción

1 UNIVERSITAT POLITÈCNICA DE CATALUNYA Departament d Engnyera Electrònca CONTRIBUCIÓN A LA MEJORA DE RESOLUCIÓN DE LOS SISTEMAS DE OBTENCIÓN DE IMÁGENES POR ULTRASONIDOS Autor: Jord Salazar Soler Drector: Mguel J. García Hernández Dcembre de 1997

2 Conclusones 137 CAPITULO 6 Conclusones El obetvo prncpal de este trabao se ha centrado en la meora de la resolucón de los sstemas de medda por ultrasondos de bao coste. Se ha propuesto como exctacón del transductor el uso de formas de onda smples cuyos parámetros báscos son obtendos a partr del análss de las característcas presentadas por uno de los pulsos acústcos emtdo/recbdo por el propo transductor. La técnca de cancelacón por pulso se ha aplcado tanto a transductores de agua como de are. Asmsmo, se ha estudado tambén la técnca de exctacón específca de transductores con el propósto de comparar dcha técnca con la de cancelacón por pulso desde el punto de vsta de resultados obtendos y dfcultades técncas de mplementacón. Los prncpales resultados obtendos en esta Tess pueden resumrse como sgue: Se ha formalzado la técnca de cancelacón por pulso aportando la teoría necesara para la obtencón de los parámetros báscos característcos del segundo pulso utlzado

3 138 Contrbucón a la meora de la resolucón de los sstemas de obtencón de mágenes por ultrasondos para cancelar parte de la cola de emsón pertenecente al pulso fundamental de exctacón. Se han establecdo los requstos que debe cumplr un pulso emtdo/recbdo para qué la técnca de cancelacón por pulso aplcada a él sea efcente: comportamento exponencal decrecente en la envolvente del pulso y poseer un número de cclos' elevado en la cola del msmo (factor Q alto). La técnca se muestra partcularmente efcaz al aplcarla a transductores muy poco amortguados, con un factor Q alto. Esto últmo hace que sea muy adecuada para utlzarla con transductores de are, cuyos pulsos presentan unas colas de emsón dé duracón excesva. Tras la aplcacón de la técnca de cancelacón por pulso se ha consegudo fáclmente acortar la duracón de los pulsos recbdos en factores dos y tres. En las meddas realzadas en agua con transductores fabrcados en base a una cerámcí. pezoeléctrca PXE5 de Phlps, el pulso con cancelacón se conseguía acortar hasta er un factor dos. Este resultado algo más pobre, s se compara con el obtendo en transductores de are (factor tres), es consecuenca de-que los transductores para agua están normalmente más amortguados que los de are. Se ha desarrollado tambén un procedmento de smulacón basado en el software HSPICE para poder evaluar a pror la meora ntroducda por la técnca de cancelacór por pulso. De este modo se evta así el tener que realzar meddas expermentales para determnar las característcas de la exctacón necesara. Los resultados obtendos co smulacón fueron contrastados con meddas expermentales vendo que exstía una estrecha correlacón entre ellos, tanto en lo que hace referenca a los valores numércos obtendos en los parámetros báscos del pulso de cancelacón como en la forma del pulso resultante de la cancelacón.

4 Conclusones '_ 139 El procedmento de smulacón ncluye un proceso de optmzacón sn el cual no sería posble realzar el auste de los parámetros báscos del pulso de cancelacón a partr de los teórcos. Fue necesaro para ello defnr una funcón a optmzar basada en obetvos alcanzables y realístcos que permtese optmzar correctamente los valores de los parámetros báscos del pulso de cancelacón, aportando muy buenos resultados tanto en transductores poco como medanamente amortguados. Como consecuenca del prncpo de funconamento de la técnca de cancelacón por pulso, las cancelacones pueden consegurse, en un msmo pulso, para dstntos valores de las pareas de los parámetros báscos del pulso de cancelacón a y T. Se hzo necesaro ntroducr unos factores de mérto que permteran decdr cuál es la meor exctacón atendendo a crteros de resolucón en la medda y de energía contenda por el pulso acústco resultante. Los factores de mérto fueron defndos en base a la caldad deseada en la señal acústca resultante de la cancelacón. Normalmente, esta caldad vendrá determnada en funcón de la aplcacón en partcular que se esté consderando. Del uso de los factores de mérto teórcos se destaca que no se hace necesaro smular n medr el efecto de la cancelacón para cada una de las dstntas pareas de valores de los parámetros a y 7, sno que la msma forma de onda medda o smulada del pulso que se quere cancelar permte determnar con éxto cuál va a ser esa parea óptma de valores. Conclusón, esta últma, muy ventaosa pues ahorra tempo de smulacón y medda. En el proceso de obtencón de la respuesta mpulsonal del transductor, la aplcacón del coefcente de correlacón normalzado p xv ha permtdo sstematzar uno de los métodos de determnacón de la respuesta mpulsonal de un sstema que se encuentran en la lteratura.

5 140 Contrbucón a la meora de la resolucón de los sstemas de obtencón de mágenes por ultrasondos Los resultados proporconados por las exctacones específcas en campo leano y campo próxmo determnan que con esta últma se obtenen muy buenos resultados tanto en campo próxmo como en campo leano, hecho que no ocurre cuando se utlza una exctacón específca para campo leano. La duracón de los pulsos emtdos se reduce en un factor 16, mucho mayor que el alcanzado con la técnca de cancelacón de pulsos, pero a costa de una mportante compledad tanto de la síntess de señal como en las etapas de potenca. La técnca de cancelacón por pulso se ha mostrado mucho menos sensble a la! dstanca a la cual se está efectuando la medda, no ocurrendo así para la técnca de la exctacón específca. La explcacón resde en que la exctacón específca, con el fn de compensar la respuesta del transductor, tene un contendo varado en frecuencas (entre O y 5 MHz por lmtacón del generador utlzado) y no todas ellas sufren la msma atenuacón por el medo (atenuacón proporconal al cuadrado de la frecuenca). La consecuenca nmedata es una degradacón del pulso recbdo en recepcón. Sn embargo, en la técnca de cancelacón por pulso el contendo frecuencal de los dos pulsos emtdos es muy lmtado como consecuenca de que los transductores utlzados son de banda estrecha. Por tanto, toda la señal es atenuada por gual. ^ - La aplcacón de la técnca de cancelacón por pulso meora notablemente la resolucón de la medda y las prestacones de los equpos de medda por ultrasondos estudados como referenca sn que ello sgnfque ncrementar el coste del equpo. Se evta, en parte, trabaar a frecuencas elevadas con el fn de reducr la duracón del pulso eco recbdo. Esto permte tener menos pérddas por consecuentemente una mayor efcenca. atenuacón del medo y