Doppler ultrasound simülasyonu

Abstract

Tıp alanında Doppler tekniğine göre, ilk defa 1959 yılında Satomura S. tarafından kan akış hızını tespit etme başarılmıştır. Görüntüleme, işaret işleme ve veri çıkartma tekniğindeki yenilikler daha hassas sonuçlara ulaşmayı sağlamıştır. Eyer ve arkadaşları 1981 yılında renkli Doppler görüntülemeyi tamamlamıştır. Uygulamalarda, bedene elektro-manyetik dalgalar şeklinde enerji gönderdiğimizden, canlı dokuların tahrip edilmemesi hareket serbestliğimizi sınırlar. Aynı zamanda dijital işaret işleme de bazı avantajlar sunmasına rağmen, ADC ve DAC birimleri sisteme değişik problemler katar. Yapılan çalışmada, tipik kan akışının tespitinde çıkarttığımız sinyaller üretilmeye çalışılmıştır. Kalp atışma bağlı olarak belirli peryotta olan bu işaretler, frekans domeininde de çevrim özelliğini korur. Peryodik spektrum Doppler ultrasound uygulamalarında karşılaştığımız bir sonuçtur. CRT monitörlerde gri ölçekli çıktılar; güçlü sinyal bileşenleri daha parlak renkli noktalar şeklinde, zamana göre frekans değişimini verecektir. Yazdığımız MATLAB programı Doppler ultrasound çıkışının bir peryodunda başarılı sonuçlar vermiştir. Pratik uygulamarda elde edilen peryodik spektrum zarfının üst sınırı çalışmamızdaki hareket noktamızdır. Kullandığımız filtrenin üst kesim frekansı zamanla değiştirilerek bir " zamanla değişen filtre " tasarlanmıştır. Kesim frekansları peryodik tayfın her çevriminde kendini tekrarlamaktadır. Her bir peryot süresinde de zarfa göre değişim göstermektedir. Karşılaştığımız esas problem, sonogram görüntüsü sınırının formülüze edilebilmesi, ya da bir çevrimdeki frekans içeriklerinin hafızaya aktarılabilmesidir. Böylece, zamanla değişen filtrenin kesim frekanstan tespit edildiğinde, filtreleme işlemi peryodik olarak yenilenecektir. Filtrelenecek sinyal ise Gaussian dağılımlı beyaz gürültüdür.In medicine, the determination of blood flow velocity by Doppler technique was successfully presented by Satomura S., in 1959. The researches and developments in imaging, signal processing and data extraction techniques lead to the more detail results. Eyer and friends were completed the first color Doppler imaging unit in 198 1. In practice, one of the constraint about the ultrasonic power is the application of the electro-magnetic wave energy to the living tissues; such that it should not damage them. However digital signal processing offer some advantages to the system, we would pay attention to ADC and DAC transformation limitations. In this study, typical signals which are obtained from the blood flow are generated by a sotfware. Depending on the pulsatile pressure these signals are periodically varying in time and frequency domains. When the frequency spectrum is plotted against time, sonogram picture comes up. The apperance on CRT is based on gri-scale, such as the most higher energy, the most brighfull color. The monitor shows time dependent frequency graph. In MATLAB software, similar outputs to the Doppler ultrasound are simulated for only one period. The upper limit of the periodical spectrum envelope is the main point which we care to. By means of varying the cut-off frequency of the LPF with time, the time varying filter is designed. The cut-off frequencies are changing with respect to the periodical spectrum envelope and also repeated at every period The main problem is to formulate the sonogram e.i. the envelope of the cut-off frequencies of one period. After determine the coefficients of the UR LPF for only one period; these are stored in a bank. At each instants the values are called from memory. The filtered signal is Gaussian distributed white noise.