Search
V tomto cvičení prozkoumáme generování ultrazvukových vln, jejich vlastnosti a vliv na charakteristiku signálu. Budeme používat simulátor Field II, což je programové prostředí tvořené souborem matlabovských funkcí, které umožňuje numerickou simulaci ultrazvukového signálu. Program je schopen numerické simulace vyslaného a přijatého akustického tlakového pole pro širokou škálu akustických měničů (transducerů). Na základě takto nasnímaných dat jsme schopni zrekonstruovat snímek např. struktury měkké tkáně, jaký bychom získali konvenčním ultrazvukovým přístrojem.
Pro vypracování úkolů můžete použít připravenou šablonu
Použijte výstupy simulace z archivu a proveďte diskuzi k otázám uvedeným u druhé a třetí části původního zadání [3b]
Oprava: V grafech aktivity detektorů jsou oproti zadání na stránce prohozené pozice bodů, tj. pro Positions 2 je scatter point umístěný na pozici [0 0 30].
FIELD II je distribuován jako balík matlabovských funkcí pro různá operační systémy (Win, Unix, …).
g:\field
field_init
field_end;
Výpis a popis funkcí, které budete potřebovat.
Vytvoříme akustický systém s následujícími parametry (dejte pozor, v jakých jednotkách se předávají parametry funkcí).
Při přivedení budícího signálu na piezoelektrické elementy dojde k jejich rozkmitání a transducer vyšle do prostředí akustický puls, následkem něhož dochází ke změnám tlaku. Simulátor FIELD II nám umožňuje stanovit takovéto tlakové pole pro zvolený transducer a budící signál, tj. jsme schopni zjistit časově proměnný průběh tlaku v libovolném bodě. Analogický případ je, kdy pomocí hydrofonu (snímač tlaku) měříme tlakový puls vysílaný sondou ultrazvukového přístroje.
Vysílač sestrojený v Akustický systém vyšle ultrazvukový paprsek “rovně” ve směru osy Z. Paprsek je zaostřený na vzdálenost 30mm.
calc_hp
hp
Opět použijeme vysílač sestrojený v první části (Akustický systém), tentokráte budeme sledovat časový průběh měřeného signálu na poli přijímačů. Ohniskovou vzdálenost ponecháme na 30 mm a do signálu budeme vkládat bodové prvky, které budou simulovat odraz (přesněji scattering) vysílané vlny.
[V, t] = calc_scat_multi (emitter, receiver, positions, amp);
for i = 1:nElements plot(time_axis, V(:,i) + i), hold on end hold off;
nElements
% Skupina (1) positions = [ 0.0 0.0 30; 0.5 0.0 20] / 1000; amp = [1; 0.4]; % Skupina (2) positions = [-0.7 0.0 30; 0.5 0.0 20] / 1000; amp = [1; 0.4];