Feltsimulering for ultralyd

Vi arbeider med å forstå bedre hvordan ultralydstråler forplanter seg gjennom kroppen og hvordan strålens bredde avhenger av signalbehandlingsmetodene som brukes.

Her vises et eksempel som demonstrerer forskjellen mellom fast fokus og fast størrelse på ultralydproben (figuren til venstre) sammenlignet med et tilfelle der både størrelsen og fokus varierer dynamisk (figuren til høyre).

Figurene viser et område på huden fra -20 til 20 mm fra der proben står og fra 0 til 60 mm innover i kroppen. Legg merke til hvordan den høyre figuren gir en mye skarpere stråle.

Fast fokus og størrelse

Fast fokus og størrelse

Dynamisk fokus og størrelse

Dynamisk fokus og størrelse

 

 

 

 

 

 

 

 

Dette eksemplet simulerer en typisk ultralydsprobe for hjerteavbildning. Den opererer på frekvensen 3,5 MHz, har 64 elementer og er 14,08 mm bred.

Sanntids simulering med GPU-programmering

I videoen under demonstreres et program som kjører feltsimuleringer i sanntid.
For å gjøre dette mulig for store simuleringer utnytter programmet regnekraften til et grafikkort.

Et museklikk gir i dette programmet en punktkilde som sender ut en kuleformet bølge.
Når flere punktkilder legges til, vil bølgene interferere med hverandre og danne et interferensmønster.
En ultralydprobe kan simuleres ved å legge mange punktkilder ut i et gitt mønster (Huygens' prinsipp).
Er proben for eksempel rektangulær, kan vi legge ut kilder på en eller flere linjer for å tilnærme det lydfeltet proben vil sende ut.

Videoen demonstrerer også hvordan lyden kan fokuseres og styres mot et gitt punkt.   

Rundt 1:30 ut i videoen vises en simulering tilnærmet lik den i figuren over til venstre.

Siste delen av videoen viser interferensmønsteret fra kilder liggende langs en kurve.
Dette kan sammenlignes med det man ser hvis man drar fingeren gjennom vann.

Publisert 17. feb. 2011 14:29 - Sist endret 19. aug. 2011 17:21