DOPPLER3 (Раздаточные материалы), страница 8

2017-12-26СтудИзба

Описание файла

Файл "DOPPLER3" внутри архива находится в следующих папках: Раздаточные материалы, doppler-Woodcock. Документ из архива "Раздаточные материалы", который расположен в категории "". Всё это находится в предмете "основы медицинской акустики" из 8 семестр, которые можно найти в файловом архиве МГТУ им. Н.Э.Баумана. Не смотря на прямую связь этого архива с МГТУ им. Н.Э.Баумана, его также можно найти и в других разделах. Архив можно найти в разделе "остальное", в предмете "основы медицинской акустики" в общих файлах.

Онлайн просмотр документа "DOPPLER3"

Текст 8 страницы из документа "DOPPLER3"

D2(t) = -Asin(wAt+fA) - Bsin(wBt+fB), (3.42b)

Differentiation of Channel 1 gives:

D'1(t) = -wAAsin(wAt+fA) -wB Bsin(wBt+fB), (3.43)

The differentiated and demodulated Channel 1 signal D'1(t) is then multiplied by the demodulated Channel 2 signal D2(t) to give the numerator X(t),

X(t) = D'1(t).D2(t), (3.44)

or, substituting Eqns (3.43) and (3.42b)

The demodulated Channel 2 signal is multiplied by itself to give the denominator Y(t)

Since the two components A and B are uncorrelated in time, the "cross terms" involving both A and B in Eqns (3.45) and (3.46) will average out to zero. The low-pass filters with cut-offs well below the Doppler shift frequencies will therefore yield the outputs |X(t)| and |Y(t)| given by

|X(t)| = wA A2 + wBB2 (3.47a)

and

|Y(t)| = A2 + B2 (3.47b)

After dividing the numerator |X(t)| by the denominator |Y(t)| in the analogue divider, the output quotient Q(t) is

which is the normalized first moment of the input Doppler power spectrum. This is the mean Doppler frequency from which -v- can be calculated using Eqn(3.38).

By assuming circuit linearity it can be seen that this network will similarly process more complex combinations of sine waves to give the mean frequency of the input spectrum. Practical implementation of this method requires the accurate alignment of the multipliers and dividers. DC level drift and non-linearities can introduce computing errors which are especially troublesome at lower Doppler frequencies. In addition it has been found useful to incorporate an automatic gain stage to help compensate for the limited dynamic range of the multipliers and dividers. A more detailed circuit for mean frequency computing has been described by Skidmore (1979).

The comparison between clinical Doppler diagnosis based on analysis of peak or mean frequency has not yet been established. Peak frequency has historically been the parameter of choice, mainly due to its ease of measurement, and most definitions of abnormality are based on observations derived from peak frequency/time waveforms. However mean frequency computers should provide less noisy and therefore more sensitive indication of flow dynamics and perhaps ought increasingly to be considered for use in the clinical situation.

3.3d Velocity Profilometers

This chapter has until now assumed that clinically useful information lies only in the peak or mean velocity versus time waveform. The spatial variation of flow across the vessel, that is the velocity profile, has been largely ignored. However the shape of the velocity profile can not only provide a basis for computing volume flow but can also be a potentially useful indicator of arterial disease. At low flow rates streamline flow will create a parabolic profile in which indentations on the inner walls of arteries produce downstream perturbations, sensitively indicating the presence of a wall lesion. This section will describe the techniques devised to provide on-line display of velocity profiles.

(i) Multichannel Pulse-Doppler

By sweeping the sample volume slowly across the vesseI, a conventional single-channel pulse-Doppler could be adapted for use as a velocity profilometer. However during pulsatile flow this method would be time consuming and unreliable and so multichannel pulse-Doppler devices have been devised to perform real-time velocity profilometry (see for example, Peronneau et al. (1974), McLeod (1974)). The multiple range gates are located at equal intervals across the vessel and the velocity profile is reconstructed by Doppler processing the signal received at each range. The disadvantage of this method is the large component count. For real-time operation and display each channel requires a Doppler signal processor and the system can rapidly become complex and costly. However once constructed, a multichannel Doppler device is a reliable and accurate method of investigating velocity profile.

(ii) Mooing Target Indicators

Velocity profilometry can be achieved more simply than the multichannel device by using an ingenious device first described by Grandchamp (1975) and developed by Brandestini (1975, 1976). The technique is based on moving target indication (or MTI) developed for use in RADAR and used with some success in medical ultrasound to detect heart valve movement (Barnes and Thurstone, 1971) The principle of operation of phase detection profilometers is illustrated in Fig. 3.29. If a series of identical ultrasonic pulses interrogate a group of targets, then successive echo wavetrains will be identical only if all the targets are stationary. If the

targets contain moving structures the echoes will vary from pulse to pulse and furthermore the differences will be greater for faster velocities. Figure 3.29 shows two successive echo wavetrains 1 and 2 returning from targets containing two moving structures A and B. The target configuration changes, between pulses and the waveforms, differ at point A, which is an echo originating from the structure advancing rapidly towards the transducer and point B, an echo from a slowly receding structure. Suppose now that these waveforms are fed to a phase detector which has the characteristic shown in Fig. 3.30. The output of this phase detector is linearly proportional to the phase difference between the two input signals being zero when the signals are in phase. The output for the two echo inputs will be zero except at

the ranges corresponding to the moving targets because at these points the echo waveforms differ in phase. Furthermore, the rapidly advancing target A will cause a large positive deflection while the slowly receding target B will reproduce a small negative one. For equal echo amplitudes, the phase detector output is proportional to the phase difference between echoes. This in turn is related to the distance and direction the structure has moved between pulses.

Mathematically, suppose the pulse repetition period is Tp and the velocity of the target B is vB away from the transducer. Between pulses, the target will move a distance DzB,

DzB = vBTp (3.49)

and this will cause the time delay echo from B to change by a time DtB where

since this is extra time required by the ultrasound to travel the additional (round trip) distance to the new position of the target. The phase difference fB between the two signals is the product of the ultrasonic angular frequency and the additional time delay, and so

fB = w0 . DtB (3.51)

or, substituting Eqn (3.50)

Thus, at every point along the returning echo, the output of the phase comparator will be a voltage proportional to the velocity (and amplitude) of the target at the corresponding range. If blood is the moving target then the " phase comparator output represents the velocity profile of flow along the utrasonic path. By transmitting an adequately frequent number of pulses, real-time velocity profilometry can be achieved using this surprisingly simple method.

Notice however the limitations implied by Eqn (3.52) and the phase comparator characteristic. The phase difference fB must not be allowed to exceed 180° otherwise the phase comparator will produce an ambiguous output. The maximum velocity vmax which can unambiguously be accommodated is given by setting fB = p in Eqn (3.52) so that

or

Although simple in concept. this phase detection profilometer is relatively difficult to implement as a clinically useful device. The superimposition of successive echoes is the source of difficulty since it requires the first echo to be delayed for exactly one pulse repetition period so that it can compare accurately with the second. If the delay is not exact, then the large clutter echoes from stationary targets will not be precisely in phase and will therefore produce spurious velocity-simulating artefacts. For 40 dB suppression of stationary targets, the delay time and pulse repetition periods have to be matched to within 1% of the ultrasonic wave period over the full ultrasonic bandwidth. Brandestini (1976) has used a delay line canceller inserted before the velocity profilometer to improve the dynamic handling of stationary targets. He suggests the configuration shown in Fig. 3.31 using two matched delay

lines 1 and 2. Delay line 1 helps to cancel the echoes from stationary targets by subtracting successive echoes while delay line 2 provides the delayed input for the phase detector. In order to improve the channel matching it has been found necessary to use a bandpass filter in the undelayed path to simulate the filter characteristics of the delay line. Furthermore, the elegant concept of trigger regeneration helps solve the problem of stationary target cancellation. A portion of the transmitted pulse is fed direct to the delay and is used to retrigger the transmitter as it re-emerges at the far end of the line. The pulse repetition period is therefore locked to the signal delay and automatically follows any changes due to temperature variations or general drift.

Свежие статьи
Популярно сейчас
Зачем заказывать выполнение своего задания, если оно уже было выполнено много много раз? Его можно просто купить или даже скачать бесплатно на СтудИзбе. Найдите нужный учебный материал у нас!
Ответы на популярные вопросы
Да! Наши авторы собирают и выкладывают те работы, которые сдаются в Вашем учебном заведении ежегодно и уже проверены преподавателями.
Да! У нас любой человек может выложить любую учебную работу и зарабатывать на её продажах! Но каждый учебный материал публикуется только после тщательной проверки администрацией.
Вернём деньги! А если быть более точными, то автору даётся немного времени на исправление, а если не исправит или выйдет время, то вернём деньги в полном объёме!
Да! На равне с готовыми студенческими работами у нас продаются услуги. Цены на услуги видны сразу, то есть Вам нужно только указать параметры и сразу можно оплачивать.
Отзывы студентов
Ставлю 10/10
Все нравится, очень удобный сайт, помогает в учебе. Кроме этого, можно заработать самому, выставляя готовые учебные материалы на продажу здесь. Рейтинги и отзывы на преподавателей очень помогают сориентироваться в начале нового семестра. Спасибо за такую функцию. Ставлю максимальную оценку.
Лучшая платформа для успешной сдачи сессии
Познакомился со СтудИзбой благодаря своему другу, очень нравится интерфейс, количество доступных файлов, цена, в общем, все прекрасно. Даже сам продаю какие-то свои работы.
Студизба ван лав ❤
Очень офигенный сайт для студентов. Много полезных учебных материалов. Пользуюсь студизбой с октября 2021 года. Серьёзных нареканий нет. Хотелось бы, что бы ввели подписочную модель и сделали материалы дешевле 300 рублей в рамках подписки бесплатными.
Отличный сайт
Лично меня всё устраивает - и покупка, и продажа; и цены, и возможность предпросмотра куска файла, и обилие бесплатных файлов (в подборках по авторам, читай, ВУЗам и факультетам). Есть определённые баги, но всё решаемо, да и администраторы реагируют в течение суток.
Маленький отзыв о большом помощнике!
Студизба спасает в те моменты, когда сроки горят, а работ накопилось достаточно. Довольно удобный сайт с простой навигацией и огромным количеством материалов.
Студ. Изба как крупнейший сборник работ для студентов
Тут дофига бывает всего полезного. Печально, что бывают предметы по которым даже одного бесплатного решения нет, но это скорее вопрос к студентам. В остальном всё здорово.
Спасательный островок
Если уже не успеваешь разобраться или застрял на каком-то задание поможет тебе быстро и недорого решить твою проблему.
Всё и так отлично
Всё очень удобно. Особенно круто, что есть система бонусов и можно выводить остатки денег. Очень много качественных бесплатных файлов.
Отзыв о системе "Студизба"
Отличная платформа для распространения работ, востребованных студентами. Хорошо налаженная и качественная работа сайта, огромная база заданий и аудитория.
Отличный помощник
Отличный сайт с кучей полезных файлов, позволяющий найти много методичек / учебников / отзывов о вузах и преподователях.
Отлично помогает студентам в любой момент для решения трудных и незамедлительных задач
Хотелось бы больше конкретной информации о преподавателях. А так в принципе хороший сайт, всегда им пользуюсь и ни разу не было желания прекратить. Хороший сайт для помощи студентам, удобный и приятный интерфейс. Из недостатков можно выделить только отсутствия небольшого количества файлов.
Спасибо за шикарный сайт
Великолепный сайт на котором студент за не большие деньги может найти помощь с дз, проектами курсовыми, лабораторными, а также узнать отзывы на преподавателей и бесплатно скачать пособия.
Популярные преподаватели
Добавляйте материалы
и зарабатывайте!
Продажи идут автоматически
5209
Авторов
на СтудИзбе
430
Средний доход
с одного платного файла
Обучение Подробнее