Interfaz de investigación por ultrasonido

Una interfaz de investigación por ultrasonido (URI, por sus siglas en inglés) es una herramienta de software que se carga en un dispositivo de ultrasonido clínico de diagnóstico y que proporciona funcionalidades que van más allá de los modos de operación clínicos típicos.

Un usuario clínico normal de ecografía solo tiene acceso a los datos ecográficos en su forma final procesada, normalmente una imagen en modo B , en formato DICOM . Por razones de usabilidad del dispositivo, también tiene acceso limitado a los parámetros de procesamiento que se pueden modificar. ^{[ 1 ] [ 2 ] [ 3 ]}

Una URI permite al investigador obtener diferentes resultados, ya sea adquiriendo la imagen en distintos intervalos a través de la cadena de procesamiento o cambiando los parámetros de procesamiento.

Una cadena típica de procesamiento de ultrasonido digital para imágenes en modo B podría ser la siguiente:

• Se adquieren múltiples señales analógicas del transductor de ultrasonido (el transmisor/receptor que se aplica al paciente).
• Las señales analógicas pueden pasar a través de uno o más filtros de rechazo analógicos y un amplificador de ganancia variable (VCA).
• Varios convertidores analógico-digitales transforman la señal analógica de radiofrecuencia (RF) en una señal digital de RF muestreada a una frecuencia predeterminada (los rangos típicos van de 20 MHz a 160 MHz) y a un número predeterminado de bits (los rangos típicos van de 10 bits a 16 bits).
• La formación de haces se aplica a señales de RF individuales mediante la aplicación de retardos de tiempo y sumas en función del tiempo, transformándolas en una única señal de RF.
• La señal de RF se procesa a través de uno o más filtros digitales FIR o IIR para extraer las partes más interesantes de la señal según la operación clínica.
• La señal de RF filtrada pasa por un detector de envolvente y se comprime logarítmicamente en formato de escala de grises.

Las múltiples señales procesadas de esta manera se alinean, se interpolan y se convierten en una imagen legible.

Una URI puede proporcionar acceso a los datos en muchas etapas diferentes de la cadena de procesamiento, entre las que se incluyen:

• Datos de RF digitales preformateados de canales individuales
• Datos de RF con formación de haces
• Datos detectados por la envoltura
• Datos de imagen interpolados

Si bien muchos dispositivos de ultrasonido de diagnóstico cuentan con modos de imagen Doppler para medir el flujo sanguíneo, el URI también puede proporcionar acceso a datos de señal relacionados con Doppler, que pueden incluir:

• Datos demodulados (I/Q)
• Datos espectrales FFT
• Datos Doppler de color de velocidad autocorrelacionados

Una URI puede incluir muchas herramientas diferentes para permitir al investigador hacer un mejor uso del dispositivo y de los datos capturados; algunas de estas herramientas incluyen:

• Programas MATLAB personalizados para la lectura y el procesamiento de datos de señales e imágenes.
• Kits de desarrollo de software (SDK) para comunicarse con la URI, procesamiento de señales y otros modos de operación especializados disponibles en la URI.