25502

ساخت سيستم اندازه گيري سختي شريان اولتراسوند

كارشناسي ارشد

مهندسي پزشكي

1397

1400/07/06

دكتر حميد بهنام

دكتر فرشته يوسفي ريزي

مهندسي برق

چكيده سختي شريان يكي از مهمترين دلايل بروز سكته هاي قلبي و مغزي است. اين مطالعه به دنبال ساخت دستگاهي است كه ميزان سختي شريان را بصورت غيرتهاجمي اندازه گيري كند تا در مراحل اوليه سختي شريان آنرا تشخيص دهد. اين دستگاه با استفاده از امواج فراصوت، سيگنال هايي را به سمت شريان ها ارسال كرده و سپس سيگنال بازگشتي از آنها را ثبت مي كند. براي ارسال و دريافت اين سيگنال از مبدل فراصوت تك المان استفاده مي شود. همچنين براي ثبت آن ابتدا سيگنال دريافتي از ترانسديوسر، تقويت شده و سپس توسط مبدل آنالوگ به ديجيتال، تبديل به سيگنال ديجيتال شده و در نهايت در حافظه ثبت مي شوند. كليه مراحل ارسال، دريافت، ديجيتال كردن و ساير پردازش هاي آماده سازي سيگنال، توسط يك ميكروكنترلر كنترل مي شود. با آناليز و تحليل اين سيگنالهاي ثبت شده، مي توان به ميزان سختي شريان ها پي برد. دستگاه مذكور طراحي و ساخته شد و سيگنال هاي ثبت شده توسط دستگاه، مورد ارزيابي قرار گرفت. كه در نهايت، اين نتيجه حاصل شد كه سيگنال هاي ثبت شده به درستي اندازه گيري شده اند. در مراحل بعدي بايد توسط اين دستگاه اندازه گيري سختي شريان از روي چندين داوطلب انجام شده و نتايج آن مورد ارزيابي قرار گيرد. لازم به ذكر است، با توجه به اينكه در اين دستگاه از مبدل تك المان فراصوت استفاده مي شود، حركات عرضي ديواره ها اندازه گيري و ثبت مي شود و حركات طولي ديواره ها اندازه گيري و ثبت نمي شود. اين دستگاه داراي يك ميكروكنترلر از نوع ARM است. كه فركانس كاري آن 480MHz بوده و قادر است با سرعت بالايي از سيگنال هاي اِكو نمونه برداري كرده و اطلاعات ديجيتالي شده را از طريق پورت USB HS خود، به كامپيوتر ارسال كند. سرعت نمونه برداري از سيگنال هاي اِكو و همچنين قدرت تفكيك پذيري توسط اين دستگاه قابل تنظيم است. تفكيك پذيري در اين دستگاه مي تواند يكي از مقادير 8Bit ,10Bit ,12Bit ,14Bit ,16Bit انتخاب شود. اگر تفكيك پذيري پايين مثل 8Bit انتخاب شود، سرعت نمونه برداري مي تواند بيشتر شود. همچنين اگر تفكيك پذيري بالا مثل 16Bit انتخاب شود، سرعت نمونه برداري كمتر خواهد شد. اما بطور معمول و در تفكيك پذيري 12Bit مي توان به سرعت نمونه برداري 12MSPS دست يافت. همچنين دستگاه داراي پورت هاي RS485 و USB است. كه از آنها براي انجام تنظيمات و انتقال اطلاعات مي توان استفاده نمود. يكي ديگر از تجهيزات جانبي دستگاه، كارت حافظه آن است كه از نوع Micro SD بوده و در آن مي توان برخي از اطلاعات، مثل تنظيمات دستگاه را ذخيره نمود. براي اين دستگاه، چند نرم افزار كامپيوتري نيز طراحي شده است. كه توسط آنها مي توان اطلاعات ديجيتالي شده سيگنال هاي اِكو را دريافت كرده و در كامپيوتر ذخيره نمود. اين نرم افزارها مي توانند، اطلاعات ذخيره شده قبلي را نيز از حافظه كامپيوتر بارگذاري كرده و نمايش دهند.

1400/08/19

Construction of Ultrasound Arterial Stiffness Measurement System

9/28/2022 12:00:00 AM

Abstract: Arterial stiffness is one of the most important causes of heart attacks and strokes. Therefore, this study seeks to build a device that measures the hardness of the artery. To diagnose arterial stiffness in the early stages, to prevent these strokes, and to prevent further discomfort and disorders that may lead to death. The purpose of this study is to design and build a device that measures non-invasively in measuring the stiffness of the artery. This device is based on the ultrasound system and uses ultrasound waves to send signals to the arteries and then record the return signal from them. A single element ultrasonic transducer is used to send and receive this signal. Also, to record it, first the signal received from the transmitter is amplified and then digitized by analog to digital converter and finally recorded in memory. All stages of sending, receiving, digitizing and other signal preparation processes are controlled by a microcontroller. By analyzing these recorded signals, the hardness of the arteries can be determined. In the first stage of the project, the device was designed and built. And secondly, the signals recorded by the device were evaluated. Finally, it was concluded that the recorded signals were measured correctly. In the next steps, the device should measure the stiffness of the artery by several volunteers and evaluate the results. This device has an ARM microcontroller. Its operating frequency is 480MHz and it is able to sampling from echo signals at high speed. Then send the digitized information to the computer via its USB HS port. The sampling speed of echo signals as well as the resolution are adjustable by this device. Resolution in this device can be selected from one of the values 8Bit, 10Bit, 12Bit, 14Bit, 16Bit. If low resolution such as 8Bit is selected, sampling speed can be increased. Also, if a high resolution such as 16Bit is selected, the sampling speed will be slower. But typically, at 12Bit resolution, 12MSPS sampling speed can be achieved. The device also has RS485 and USB ports. Which can be used to make settings and transfer information. Another accessory of the device is its Micro SD memory card. And it can store some information, such as device settings. Several computer software has also been designed for this device. These software can receive digitized information of echo signals and store it in the computer. These softwares can also load and display previously stored information from the computer memory.

تصلب شراين , سختي شريان , اولتراسوند , كاروتيد , مبدل فراصوت

Atherosclerosis , hardening of the arteries , ultrasound , carotid , ultrasound transducer