نوع مقاله : مقاله کامل پژوهشی

نویسندگان

• نیما همتی ¹
• محمدجواد ابوالحسنی ²

¹ دانشگاه صنعتی امیرکبیر، گروه مهندسی پرتوپزشکی

² دانشگاه غلوم پزشکی تهران، گروه مهندسی و فیزیک پزشکی

چکیده

روش های مختلفی برای اندازه گیری و نمایش تغییرات سرعت جریان خون در شریان ها و وریدها پیشنهاد شده است. از این میان، سرعت سنج های فراصوتی بر پایه اندازه گیری فرکانس شیفت داپلر و محاسبه سرعت جریان خون از روی فرکانس شیفت استوار می باشند. با استفاده از منحنی سرعت– زمان یا طیف های حاصله در حوزه فرکانس که هر دو از خروجی های دستگاه به شمار می روند، وجود یا عدم وجود موارد غیرطبیعی و درجه گرفتگی عروق آشکار می گردد. در این تحقیق، طراحی و ساخت یک نمونه جریان سنج فراصوت پالسی مورد بررسی قرار گرفته است. سخت افزار ساخته شده شامل دو بخش آنالوگ و دیجیتال است. قسمت مدارات آنالوگ از نوسان ساز اصلی، مدار تولید سیگنال تحریک، فرستنده، گیرنده، تقویت کننده، دمدولاتور و مدار نمونه برداری از سیگنال تشکیل شده است. خروجی آنالوگ، توسط یک کارت مبدل آنالوگ به دیجیتال، به صورت کدهای دیجیتال تبدیل شده و به کامپیوتر انتقال می یابد. به علاوه، واحد کنترل دیجیتال کار نظارت بر مدارات آنالوگ را بر عهده دارد. پس از انتقال اطلاعات به کامپیوتر، محاسباتی از قبیل گرفتن تبدیل فوریه سریع، نمایش منحنی تغییرات سرعت جریان خون با زمان و محاسبه و نمایش اسپکتروگرام دوبعدی، همگی توسط نرم افزار نوشته شده در محیط Visual C++6 انجام می پذیرد. برای آزمایش سیستم، یک فانتوم داپلر با کنترل تمام الکترونیکی ساخته شد که از آن می توان برای آزمایش و کنترل کیفی سیستم های داپلر بالینی دیگر نیز استفاده کرد.

کلیدواژه‌ها

• فراصوت
• داپلر
• سرعت سنجی خون
• الگوریتم تبدیل فوریه گسسته
• اسپکتروگرام دوبعدی

موضوعات

• بیومکانیک قلب و عروق

عنوان مقاله [English]

Design And Prototyping Of An Ultrasonic Pulsed Doppler System For Blood Velocity Measurement In Vessels

نویسندگان [English]

• Nima Hemati ¹
• Mohammad Javad Abolhassani ²

¹ Department of Medical Radiation Engineering, Amir Kabir University of Technology

² Department of Medical Physic & Engineering, Tehran University of Medical Sciences

چکیده [English]

Nowadays, various methods have been suggested to measure and monitor blood velocity variation in arteries and veins. Ultrasonic velocimetry is one of these methods, which is based on Doppler shift frequency measurement and the blood flow velocity calculation using Doppler shift signal. Using velocity-time curves or frequency spectrum which is system outputs, the abnormal cases and the stenosis degree can be determined. In this study, the design and prototyping of a pulsed Doppler system are investigated. The design consists of analog and digital circuits. The analog section includes Master oscillator, stimulus generator, transmitter, receiver, RF amplifier, demodulator and signal sampling circuits. Analog Doppler signal is then converted to digital codes and transferred to PC via an analog to digital converter card. The controlling of analog circuits is also implemented by the digital control unit. After data being transferred to the PC, data analysis such as fast fourier transform (FFT), monitoring of blood velocity variation with time and computation of two dimensional spectrogram are implemented by a software which was written in the Visual C++6 environment. In order to test the system, a string Doppler phantom with full electronic control was built. This phantom also can be used to test and control the quality of the other clinical ultrasonic Doppler systems. 

کلیدواژه‌ها [English]

• Ultrasound
• Doppler
• Blood velocimetry
• Discrete fourier transform
• 2 Dimensional spectrogram