دانلود ترجمه مقاله تصویربرداری آکوستیک قلب با استفاده از آرایه های میکروفون (اسپرینگر 2009)

تصویربرداری آکوستیک قلب با استفاده از آرایه های میکروفون

Acoustic Imaging of Heart Using Microphone Arrays

چکیده
1.مقدمه
2.شبیه سازی ها
3.قطعه بندی
4.تست های تجربی
5.نتیجه گیری
منابع

چکیده
در این مطالعه یک روش جدید برای تصویربرداری صوتی از قلب پیشنهاد شده است. تصور می شود که قلب یک منبع صوتی گسترده است که از قسمت های مختلف خود صدا ایجاد می کند. از یک روش ثبت مالتی سنسور همزمان برای ثبت صدای قلب از دیواره قفسه سینه ی استفاده شد. با استفاده از تکنیک های جهت دهی پرتو، داده های ثبت شده با همدیگر ترکیب شده و یک نمایش دو بعدی یا سه بعدی از توزیع صدای قلب ایجاد کردند. این نقشه انرژی صوتی قلب در نقاط مختلف را نشان می دهد. شبیه سازی ها با آرایش های مختلف برای ارزیابی کارایی این سیستم انجام می شوند. صدای قلب بدون هیچگونه نیازی به سیگنال های زیستی دیگر و با استفاده از یک روش بدون نظارت قطعه بندی می شود. از این روش برای تفکیک صدای اول و دوم قلب استفاده می شود. سیگنال قطعه بندی شده در الگوریتم جهت دهی پرتو استفاده می شود. این کار منجر به ایجاد نقشه فضا-زمان برای صدای قلب در بازه های عملکردی مختلف می شود. دستگاهی برای ثبت صدای قلب از روی قفسه سینه طراحی و به کارگرفته شد.برای پردازش سیگنال جهت تشکیل یک تصویر دو یا سه بعدی، داده ها روی یک کامپیوتر شخصی ذخیره شدند. این روش تصویربرداری کم هزینه و غیر تهاجمی جنبه های جدیدی ارائه می دهد که با مطالعات بیشتر می تواند به پزشکان در تشخیص دقیق تر بیماری های قلبی کمک کند.

2.شبیه سازی ها
صوت یک موج مکانیکی است که با سرعتی در محیط پخش می شود که عمدتا به جنس محیط و شرایط آن بستگی دارد. صوت از یک منبع ایجاد شده و در محیط جریان می یابد و ما می توانیم با استفاده از یک سنسور مانند میکروفون آن را حس کنیم. قلب یک منبع صوت گسترده است که از بخش های مختلف خود صدا تولید می کند. این منبع را میتوان با برخی از نقاط منبع دیگر که جداگانه صوت تولید می کنند تخمین زد. اگر ما بتوانیم انرژی سیگنال هر نقطه را تخمین بزنیم با تلفیق این داده ها نقشه ای خواهیم داشت که انتشار صدای قلب از طریق توراکس را نمایش خواهد داد. در نتیجه تصویری شکل می گیرد که می توان آن را تصویری صوتی قلب نامید.

A. بیم فرمر تاخیر و جمع (Delay-and-sum beamformer)
بیم فرمینگ یکی از متداولترین راه حل ها برای یافتن مکان صوت است. در این پژوهش از یک بیم فرمر تاخیر و جمع برای یافتن منشاء صوت استفاده شد. روشن شده است که رزولوشن تصویربرداری برای قفسه سینه انسان نمی تواند بهتر از حدود 2 سانتیمتر باشد. بنابراین، بیم فرمر ناحیه کل سینه را با تمرکز بر هر نقطه در فاصله 1 سانتیمتری اسکن می کند. و انرژی سیگنال هر نقطه را تخمین زده و یک عدد بین 0 تا 1 بر اساس بیشنه و کمینه انرژی به آن نقطه می دهد.

B. مدل انتشار صوت در قفسه سینه انسان
خصوصیات صوتی قفسه سینه انسان به دلیل پیچیدگی کمتر شناخته شده اند. سرعت صدا از 23 متر بر ثانیه تا 1500 متر بر ثانیه متغییر است. با توجه به مطالعات پیشین، سرعت صوت در توراکس کم و در حدود 10 متر بر ثانیه است. سرعت صوت در دیواره قفسه سینه و بافت قلب حدود 1500 متر بر ثانیه است. مسیرهای هوایی بزرگ صوت را از با سرعت 222 تا 312 متر بر ثانیه انتقال می دهند. سرعت صوت پارانشیمی بین 23 و 6