ترجمه مقاله تصویربرداری صوتی از قلب با استفاده از آرایه های میکروفونی

چکیده

در این مطالعه یک روش جدید برای تصویربرداری صوتی از قلب پیشنهاد شده است. تصور میشود که قلب یک منبع صوتی گسترده است که از قسمتهای مختلف خود صدا ایجاد میکند. از یک روش ثبت مالتی سنسور همزمان برای ثبت صدای قلب از دیواره قفسه سینهی استفاده شد. با استفاده از تکنیکهای جهت دهی پرتو، دادههای 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 میدهد. شبیهسازیها با آرایشهای مختلف برای ارزیابی کارایی این سیستم انجام میشوند. صدای قلب بدون هیچگونه نیازی به سیگنالهای زیستی دیگر و با استفاده از یک روش بدون نظارت قطعهبندی میشود. از این روش برای تفکیک صدای اول و دوم قلب استفاده میشود. سیگنال قطعه بندی شده در الگوریتم جهتدهی پرتو استفاده میشود. این کار منجر به ایجاد نقشه فضا-زمان برای صدای قلب در بازههای عملکردی مختلف میشود. 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، دادهها روی یک کامپیوتر شخصی ذخیره شدند. این روش تصویربرداری کم هزینه و غیر تهاجمی جنبههای جدیدی ارائه میدهد که با مطالعات بیشتر میتواند به پزشکان در تشخیص دقیقتر بیماریهای قلبی کمک کند.

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.

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.