V rámci dnešního cvičení si projdeme několik příkladů na ultrazvuk (ultrasound, US)
a také se podíváme na analýzu nasnímaných US sekvencí.
Popis ultrazvuku a jeho charakteristiky najdete v přednáškách.
Šíření materiálem
Mějme materiál o hustotě $1200 \text{kg/m}^{3}$ a ultrazvukové vlny šířící se v něm rychlostí $1540 \text{m/s}$. Určete objemový modul pružnosti pro tento materiál.
Šíření materiálem II.
Pokud se materiálem o hustotě $1000\,\text{kg}/\text{m}^3$ šíří zvukové vlny rychlostí $1500\,\text{m/s}$, jaký je objemový modul pružnosti tohoto materiálu? Jaká je specifická akustická impedance tohoto materiálu?
Odrazivost tkáně I.
Mejme tkáň o akustické impedanci $800$kRayl a kost o akustické impedanci ́$6$MRayl. Jaká energie se na rozhraní této tkáně s kostı odrazí zpět?
[*] Frekvence snímání
Mějme ultrazvuk, kterým snímáme pacienta. Rychlost ultrazvuku je 1540m/s a hloubka použitelného skanu je 40cm. Určete maximální snímací frekvenci s jakou můžeme pacienta skenovat, tak bychom zachovali hloubku snímání. Uvažujme, že jeden snímek je tvořen z 200 paprsků.
[*] Odrazivost tkáně II.
Mějme tkáň hustotě $900 \text{kg/m}^{3}$, ultrazvukové vlny šířící se v ní rychlostí $1540 \text{m/s}$ a kost o akustické impedanci $6.75 \cdot 10^{6}$Rayl. Určete odrazivost na rozhraní této tkáně.
Srdeční tep budeme zjišťovat pomocí analýzy rozídlných frekvencí (přes časovou osu) obsažených ve výřezu obsahujícím tepající krkavicí a sice na sekvenci nasnímané podélně a na sekvenci nasnímané příčně. Pro práci s video-soubory v MATLABu použijeme nástroj VideoReader.
Pomocí frekvenční analýzy budeme sledovat časově závislý signál $j(t)$ střední intenzity výřezu. Ve zprávě uveďte vypočtené tepové frekvence a v postupu zmíněné grafy.
imcrop
) a spočtěte pro každý frame $t$ průměrnou intenzitu $j(t) = \frac{1}{|P|}\sum_P I(x,y,t)$ a vykreslete funkci $j(t)$ do grafu.
Najděte ve vstupní sekvenci pixely, jejichž časový profil má vysokou podobnost s detekovanou srdeční frekvencí $f_h$. Tj. hledáme pro pixely $x$, čas $t$ a frekvenci $f_h$ parametry modelu: $s(x,t) = a(x) $sin$(2\pi f_h t) + b(x)$cos$(2\pi f_h t) + c(x)$
\begin{bmatrix}
s(x,1) \\ \vdots \\ s(x,N)
\end{bmatrix} = \begin{bmatrix}
\textrm{sin}(2\pi f_h t_1) & \textrm{cos}(2\pi f_h t_1) & 1 \\ \vdots & \vdots & \vdots \\ \textrm{sin}(2\pi f_h t_N) & \textrm{cos}(2\pi f_h t_N) & 1
\end{bmatrix} \begin{bmatrix}
a \\ b \\ c
\end{bmatrix} \quad ( \quad S = A.V
</latex>