Demonstracinė ultragarsinė tomografinė sistema

Technorama 2018

Autorius: Viktor Markovskij

Vadovas: Darius Jegelevičius

Aprašymas:

Tomografija yra objekto skerspjūvio atvaizdavimo metodas naudojant projekcijas, kurios buvo gautos išmatuojant per objektą perėjusios arba atsispindėjusios energijos kiekį iš daugelio skirtingų pozicijų. Daugiausia pasaulyje pripažinimo sulaukusi ir panaudojama yra  Rentgeno spindulių tomografija, žinomiausia medicinoje naudojamos kompiuterinės tomografijos (KT, angliškai – CT) pavadinimu. Tomografinis vizualizavimas  taip pat yra naudojamas ir su kitais energijos šaltiniais – ultragarso, elektromagnetinių bangų, optiniais ir kt. Šis atvaizdavimo metodas taikomas ne tik medicinoje, bet ir pramonėje neardomiesiems bandymams atlikti (Slaney, 1988 ), todėl jo įsisavinimas ir supratimas yra svarbi šiuolaikinių technologinių studijų dalis. Šio darbo tikslas buvo sukurti sistemą, kuri galėtų pademonstruoti tomografinio duomenų surinkimo, jų apdorojimo ir atvaizdavimo algoritmus bei veikimo principus.

Energijos, zonduojančios tiriamą objektą šaltiniu buvo pasirinktas ultragarsas. Ultragarso bangos turi daug mažesnį greitį nei kiti tomografijoje naudojami energijos šaltiniai, yra nepavojingos, todėl jas patogu naudoti laboratorijoje. Buvo suprojektuota elektromechaninė sistema, galinti skenuoti objektą, apdoroti ir išsaugoti gautus duomenis bei atvaizduoti tomografinį vaizdą. Sistemoje yra numatyti keli veikimo režimai, kurie gali sugeneruoti skirtingus tomografinius vaizdus. Numatyti veikimo režimai yra : impulsinio aido (B-scan) tomografija, impulsinės bangos slopinimo tomografija, refrakcinio indekso tomografija bei trimatė tomografija.

Mechaninė sistemos  dalis susideda iš stalo, ultragarsinės vonelės, tiriamo objekto platformos bei rėmo, kuris judina ultragarsinius jutiklius dvejomis ašimis. Siekiant supaprastinti sistemos elektromechaninę konstrukciją buvo sukurta magnetinė sankaba, kuri leidžia objektą pasukti nurodytu kampu. Dėl to, siųstuvo-imtuvo sistemai dvimačiams vaizdams gauti užtenka judėti ne dvejomis, bet viena ašimi. Trimačiams vaizdams gauti jutikliai yra judinami vertikaliai. Rėmas ir tiriamo objekto platforma juda žingsninių variklių pagalba. Kadangi platformos sukimas yra perduodamas magnetų pagalba, toks objekto sukimo būdas nereikalauja specialaus indo ir gali būti panaudojamas bet kokioje talpoje. Ultragarsinio siųstuvo žadinimą ir imtuvo signalo priėmimą, sustiprinimą bei dalinį filtravimą atlieka „UT340 Pulser Receiver System“ arba „US-Box“ prietaisas. Toliau signalas yra skaitmenizuojamas „Picoscope 6000“ osciloskopo pagalba ir siunčiamas į kompiuterį, kur yra perduodamas pagrindinei programai. Valdymo, duomenų surinkimo ir apdorojimo bei atvaizdavimo algoritmai buvo sukurti naudojant „LabView“ , „MATLAB“ bei „Arduino“ programas.

Tokia sistema yra skirta mokymui ir eksperimentų atlikimui studijose, kuriose yra reikalingas tomografinių principų įsisavinimas. Sistema taip pat gali būti pritaikyta neardomiesiems bandymams atlikti, kurių metų gali būti patikrinta įvairių objektų kokybė bei būklė.

 

Šaltiniai:

  1. C. Kak, M. Slaney (1988). Principles of Computerized Tomographic Imaging. IEEE Press.
  2. Jan, J. (2006). Medical Image Processing, Reconstruction and Restoration. Concepts and Methods. Boca Raton: CRC Press.
  3. Rafael C. Gonzalez, R. E. (2007). Digital Image Processing. Pearson.

Trukmė:
2017 - 2017

We are using cookies to provide statistics that help us give you the best experience of our site. You can find out more or switch them off if you prefer. However, by continuing to use the site without changing settings, you are agreeing to our use of cookies.
Sutinku