Orientador: Eduardo Tavares Costa

Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Eletrica

Resumo: Para uma melhor compreensão e confiabilidade no processamento das informações obtidas pela radiação ultra-sônica, torna-se muito importante o entendimento dos princípios básicos da geração de ondas ultra-sônicas bem como sua interação e propagação através dos mais diversos meios. Isto pode...

Resumo: Para uma melhor compreensão e confiabilidade no processamento das informações obtidas pela radiação ultra-sônica, torna-se muito importante o entendimento dos princípios básicos da geração de ondas ultra-sônicas bem como sua interação e propagação através dos mais diversos meios. Isto pode ser parcialmente alcançado através da utilização de equipamentos adequados e um amplo conhecimento das suas características de operação. Tendo como objetivo a medição e o estudo de características ultra-sônicas de diferentes materiais, foi desenvolvido um Sistema Pulso-Eco Microcontrolado (SPEM) para geração e recepção de sinais de radiofreqüência (RF) na faixa do ultra-som para diagnóstico médico. O "hardware" do sistema desenvolvido é formado por circuitos de transmissão, circuitos de recepção, circuitos de controle e de interfaceamento. Os circuitos de interfaceamento e controle foram desenvolvidos utilizando-se o microcontrolador MC68HCII-Al da Motorola, "drivers" e circuitos de apoio para implementar a Interface Padrão IEEE-488 ("General Purpose Interface Bus" - GPIB). O SPEM pode ser operado tanto por controle remoto, via interface GPIB, como por controle local via teclado e chaves no painel frontal do mesmo. O "software" para controle local foi escrito na linguagem Assembly do MC68HCll e o "software" para controle remoto via interface GPIB foi desenvolvido utilizando-se a linguagem de programação C e é executado em um computador compatível com o IBM PC, equipado com uma interface da Hewlett-Packard modelo HPIB 82335A. O microcomputador opera como controlado r do barramento GPIB. Os circuitos de transmissão são capazes de gerar pulsos com largura de 330 ns e amplitude controlada entre 15 V e 200 V ou pulsos de 200 ns, 300 ns, 400 ns, 500 ns, 600 ns e 700 ns com amplitude controlada entre 2 V e 28.4 V. Os circuitos de recepção podem amplificar sinais de RF com freqüências entre 10 kHz e 10 MHz em 25 ganhos distribuídos na faixa entre 0.6 V/V e 3730 V/V (-4.4 dB a 71.5 dB). Os testes para avaliação de desempenho do sistema foram realizados no Laboratório de Ultra-som do Centro de Engenharia Biomédica da Unicamp (LUS-CEB) com a geração e recepção de ondas ultra-sônicas em meio líquido, utilizando-se um transdutor circular de 1 MHz colocado em contato com um cilindro de alumínio. Estes testes mostraram que o equipamento pode ser utilizado para fins de pesquisa em laboratório

Abstract: In order to obtain more reliability in the processing of information obtained by ultrasound radiation, it is very important to understand the basic principIes of ultrasound wave generation, interaction with and propagation through different media. This can be partially achieved with...

Abstract: In order to obtain more reliability in the processing of information obtained by ultrasound radiation, it is very important to understand the basic principIes of ultrasound wave generation, interaction with and propagation through different media. This can be partially achieved with suitable equipments and a good knowledge of its working conditions. In an effort to measure and study ultrasonic features of different materiaIs, we have developed a Pulse-Echo Microcontrolled System (SPEM) for generation and reception of RF signals in the range ofultrasound medical diagnosis. The hardware consists oftransmission, reception, control and interfacing circuits. The control and interfacing circuits were developed with a Motorola MC68HCII-Al microcontroller and proper circuitry to implement the IEEE Standard 488 (General Purpose Interface Bus - GPIB). The SPEM is fully controlled via remote mode through the GPIB interface, and permits local control with proper keys in the front pane!. Special software has been developed Ín C-language to run in an IBM-PC compatible microcomputer, working as GPIB controller and equiped with a HPIB 82335A interface model of Hewlet-Packard. The SPEM control software has been written in MC68HC11 assembly language. The transmitting circuit emits pulses 330 ns wide with an amplitude that may be controlled from 15 V to 200 V or pulses 200 ns, 300 ns, 400 ns, 500 ns, 600 ns and 700 ns wide with an amplitude controlled from 2 V to 28.4 V. The receiving circuit amplifies RF signals in the range of 10 kHz to 10 MHz from 0.6 V/V to 3730 V/V (-4.4 dB to 71.5 dB) in 25 steps. The system was tested with a 1 MHz transducer facing an aluminun rod, both immersed in water. Ultrasound waves have been generated and received by the system which has presented good performance. The results have shown that the equipment may be used for research purposes in the Ultrasound Laboratory of the Centre for Biomedical Engineering at Unicam