Quardrature doppler sinyallerden kanın akış yönü bilgisinin çıkarımına yönelik kullanıcı arayüzlü matlap yazılımı geliştirilmesi

Abstract

ÖZET Bir gözlemci dalga kaynağına göre hareket ettiği zaman alınan Sekans gönderilen frekanstan farklıdır. Eğer kaynak ve gözlemci birbirlerine doğru hareket ederlerse, alınan dalganın frekansı, gönderilen dalganın frekansından yüksektir. Ama uzaklaşan yönlerde hareket ederlerse alınan frekans daha düşüktür. Bu basit ama önemli iddia Doppler etkisi olarak adlandırılmıştır ve başta tıp alanında olmak üzere pek çok alanda kullanılmaktadır. Doppler Ultrason hareketli yapılarla, dokuya zarar vermemesi sebebiyle özellikle vücutta kanın akışı ilgili ölçümlerde kullanılan önemli bir tekniktir. Yapılan bu çalışmada hazırlanan kullanıcı arayüzlü MATLAB programının kullanımıyla quadrature Doppler sinyallerden kanın akış yönü bilgisinin çıkaranı amaçlanmıştır. Quadrature Doppler sinyallerden kanın akış yönü bilgisinin çıkarımı için başlıca üç yöntem tanımlanmıştır. Bunlar Faz-Filtre Teknik (Faz domeni prosesi), Weaver Receiver Teknik (Frekans domeni prosesi) ve Kompleks FFT dir. Faz-Filtre Teknik'te Hubert Transformu kullanılır ve sonuçta ileri ve geri akış yönlü sinyaller tamamen birbirinden ayrılır. Weaver Receiver Teknik'te tek yan band dedektörü üzerine bina edilmiştir. Belirlenen pilot frekansı civarında işaretlerin, bu frekansın alt ve üst yan bandında belirecek şekilde ayrıştırılması sağlanır. Kompleks FFT'de ise frekans domeninde direkt ayrıştırma söz konusudur. Zaman domeni ayranında bu yöntemin kullanılabilmesi için ileri bir prosese ihtiyaç duyulur.Üç metodunda uygulamalı analizleri hazırlanan MATLAB programı aracılığıyla hem model sinyal üzerinde, hemde gerçek sinyaller üzerinde sınanmış ve sonuçlar grafiksel olarak görülerek yorumlanmıştır.

Ill SUMMARY When an observer is moving relative to a wave source, the frequency he measures is different from the emitted frequency. If the source and observer are moving towards each other, the observed frequency is higher than the emitted frequency; if they are moving apart the observed frequency is lower. This simple but important assertion is known as the Doppler effect and which is using in many areas especialy in medicine. Doppler ultrasound is an important technique for non-invasively detecting and measuring the velocity of moving structures, and particularly blood, within the body. The purpose of this study has been to derive directional signals from quadrature Doppler signals using a MATLAB program with its user interface. Three methods of deriving directional signals from phase quadrature Doppler signals, using digital techniques, are described. These are the phasing-filter technique (phase domain processing), the Weaver receiver technique (frequency domein processing) and the complex FFT. The PFT is based on a Hilbert Transform, and the forward and reverse outputs are totally seperated. The WRT is based on the SSB modulation method. The output is a lower sideband or an upper sideband around a fixed quadrature pilot signal frequency, depending on the combination of the real and imaginary parts of the quadrature input signal. In the CFFT, separation is totally in the frequency domain, and so no direct seperated time domein output can be obtained using this method. However, further processing may be applied in order to obtain totally seperated time domain outputs.IV The basic theory behind the three methods is presented, together with,/ j the results of computer simulations. Each of the methods has been implemented using the signal processing toolbox of the MATLAB software package and the results illustrated graphically.