Ultrasonografía médica Formación de haces en fase Phased Array

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El equipo médico de ultrasonografía toma imágenes del interior del cuerpo al reflejar las ondas sonoras ultrasónicas de las discontinuidades entre los tejidos / órganos internos. Hice algunas lecturas sobre esta tecnología y sobre cómo es posible desarrollar una imagen bidimensional solo desde el sonido reflejado. Parece que los sonogramas modernos funcionan al tener matrices en fase de ambos elementos que transmiten las ondas de sonido y que reciben las ondas de sonido. Las matrices en fase de los transmisores permiten que la energía se enfoque en una dirección particular, y las matrices en fase de los receptores permiten que el dispositivo capte los reflejos provenientes de esa dirección. Tengo dos preguntas.

  1. ¿Es necesario tener matrices en fase de transmisores y receptores, o simplemente es más eficiente de esa manera? ¿Se podría construir un instrumento con un solo receptor y un conjunto de transmisores en fase, o, a la inversa, un solo transmisor y un conjunto de receptores en fase? ¿Funcionaría, aunque con un rechazo de ruido reducido?
  2. Las matrices en fase me explican cómo se puede dirigir el haz en un plano 2D, pero ¿cómo se extiende esto a tres dimensiones? ¿Cómo rechaza el dispositivo los reflejos fuera del plano del que está creando imágenes?
pregunta Void Star

2 respuestas

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ad1) Mientras que la transmisión de la señal podría volver, por lo tanto, si el objeto está muy lejos, podría enviar una ráfaga y luego cambiar para recibir, pero creo que una solución más estable es tener una matriz de transmisión y una matriz de recepción separadas.
ad2) Es posible enviar un cono dirigido en un sistema de coordenadas esféricas, y luego recibir la señal reflejada. La señal reflejada viene con un retraso, por lo tanto, la posibilidad de diferenciar la marca de tiempo de la señal enviada es codificar la señal enviada con alguna función ortogonal y luego hacer la correlación, en pocas palabras: sí codifica la señal xmit con una función conocida, luego cuando recibe, hace la correlación entre la señal recibida y recibida, para que obtenga el tiempo de demora (viaje) exacto. Por lo general, las imágenes utilizan esas señales de chirrido que pueden rechazar objetos cercanos (el transmisor mismo) mediante el uso de la correlación matemática.

    
respondido por el Marko Buršič
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  1. Esto depende en cierta medida de la tecnología utilizada, pero en realidad es menos complicado desarrollar un "modelo" de alta resolución a partir de las reflexiones utilizando una serie de transmisores / receptores que cada uno solo recibe sus propias reflexiones. Alternativamente, al costo de un poco más de complejidad en la decodificación, diferentes transmisores pueden pulsarse por separado, tomando una "imagen" de los reflejos de cada uno de los receptores de forma independiente, luego superponiendo los resultados (esto le permite "mirar alrededor" algunos obstrucciones sin mover su matriz).

  2. Usando diferentes fases, una matriz colineal puede ejercer principalmente el control unidimensional sobre la formación de haz de entrada / salida ("red de antenas de fuego lateral de Google" y "matriz de antenas de fuego de fin" para ver ejemplos de este control de fases) La matriz coplanar de 3+ elementos (pero no colineal) puede ejercer la conformación / dirección del haz bidimensional, y las matrices no coplanares de 4+ elementos pueden teóricamente formar su "haz" en cualquier dirección de una esfera, simplemente por fases.

respondido por el Robherc KV5ROB

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