Beamforming é um processo crítico em sistemas de ultra-som de alta resolução que melhora a qualidade da imagem focando e direcionando o feixe de ultrassom. Cálculo preciso de parâmetros de formatação garante o desempenho ideal do sistema e resolução de imagem. Este artigo discute os principais parâmetros envolvidos na formatação de feixes e como calculá-los de forma eficaz.

Parâmetros fundamentais de formatação de feixes

Os principais parâmetros na formação de vigas incluem o número de elementos, o espaçamento de elementos e a taxa de amostragem. Esses parâmetros influenciam o foco do feixe, o ângulo de direção e a resolução. A definição adequada desses valores é essencial para alcançar imagens de alta qualidade.

Calculando o Número de Elementos

O número de elementos no conjunto de transdutores determina a diretividade e resolução do feixe. Ele é calculado com base na resolução lateral desejada e no tamanho da abertura do sistema. Normalmente, um número maior de elementos melhora a qualidade da imagem, mas aumenta a complexidade do sistema.

A fórmula para o número de elementos (N) é:

N = (Tamanho da abertura) / (Espaço Elementar)

Determinando o Espaço de Elementos

O espaçamento dos elementos afeta os lobos de ralagem e a capacidade de direção do feixe. Para evitar os lobos de rating, o espaçamento deve ser menor ou igual a metade do comprimento de onda da frequência do ultrassom.

O cálculo é:

Spacing = λ / 2

Taxa de amostragem e cálculo de foco

A taxa de amostragem deve ser suficiente para capturar com precisão os sinais de ultra-som. De acordo com o teorema de Nyquist, deve ser pelo menos duas vezes o componente de maior frequência.

A profundidade de foco (F) é calculada com base no atraso de tempo (t) para que o ultrassom atinja o alvo e retorne:

F = (c × t) / 2

onde c é a velocidade do som no tecido (~1540 m/s).