Conformación saft basada en el método de los momentos aplicado a la función de distribución de probabilidad de las fases

Las estructuras de arrays dispersos que aplican la técnica SAFT suponen una buena alternativa para la generación de imagen ultrasónica 3D. Este tipo de topologías persiguen maximizar la resolución de los sistemas de imagen a costa de distribuir los elementos en áreas de mayor tamaño al habitual. Siguiendo esta filosofía, es posible obtener figuras de mérito equivalentes a las propias de los arrays matriciales, con un menor número de elementos.

Sin embargo, estos esquemas potencian ciertas aberraciones en las imágenes, debido al patrón no uniforme de muestreo en la superficie de la apertura, así como a sus limitaciones espaciales. Éstas se traducen en réplicas en la reconstrucción, que pueden derivar en inspecciones erróneas. 

Definiendo las diferentes fuentes de sesgo en la estimación de la reflectividad de la estructura bajo estudio, es posible mitigar estos efectos. En este trabajo identificamos dos problemáticas, que se abordarán simultáneamente: las debidas a las diferencias en la sonificación del medio en escenarios con fuertes cambios de impedancia y aquéllas relacionadas con el ancho de banda del sistema de generación y adquisición. Para ello tomaremos como punto de partida la información referente a la función analítica de las señales recibidas, particularizadas en el instante temporal correspondiente a cada voxel analizado. Por tanto, dispondremos de N² fasores por cada unidad de análisis, lo que supone un conjunto representativo de datos para emplear descriptores estadísticos. 

El método de conformación planteado en este trabajo se basa en el estudio del comportamiento de la función de densidad de probabilidad de las fases (fdp.) para diferentes condiciones de reflectividad en el punto de análisis. A lo largo del trabajo se demostrará como, a partir de descriptores propios de la estadística circular, es posible inferir un estimador general, representativo de la estructura bajo estudio. En concreto, se hará uso de los momentos circulares de la fdp. de las fases, ya que éstos son descriptores fiables de su naturaleza y, por tanto, aportan información adecuada a la problemática. 

Para comprobar la validez del método, hemos planteado dos tipos de escenarios procedentes de simulaciones y medidas experimentales. Los primeros servirán para determinar en condiciones controladas las capacidades del conformador. Las pruebas experimentales se centrarán en escenarios comprometidos, compuestos por piezas metálicas complejas sumergidas en agua. Este tipo de geometrías ponen de manifiesto claramente los alias generados por los sistemas de conformación tradicionales basados en la media y cómo el método propuesto mitiga el efecto de estas aberraciones. 

La apertura empleada en la inspección se compone de 64 elementos dispuestos en forma de anillos segmentados. Esta filosofía de conformación puede ser extrapolable a otras disposiciones dispersas sin pérdida de generalidad.