Herramienta para procesamiento de señales bioultrasónicas de alta resolución

Abstract

Resumen La presente tesis de maestría se centra en el desarrollo de una herramienta de software que se encarga del acondicionamiento y procesamiento de señales ultrasónicas (US), específicamente de US que han sido adquiridas desde tejidos biológicos (señales bioultrasónicas). Dentro del acondicionamiento, a las señales se les puede aplicar una ventana, eliminar el offset, normalizar y eliminar el ruido. En la parte del procesamiento, la señal puede ser procesada en el dominio del tiempo o en el dominio de la frecuencia. La información que se obtiene de las señales bioultrasónicas está relacionada con el estado de salud de los tejidos, por lo que es muy importante procesar esas señales sin modificar su contenido de interés y procurando eliminar en su totalidad las interferencias. Aunque se han desarrollado varias técnicas para el acondicionamiento de señales bioultrasónicas, se requiere una herramienta de software de fácil uso que integre las técnicas de acondicionamiento de señales más comunes para aplicarlas a señales bioultrasónicas en la misma plataforma. Esta herramienta fue desarrollada en el sistema de computo numérico llamado MATLAB siguiendo la metodología de ingeniería de software. Esta metodología permite desarrollar software de una manera más organizada. Se definen y describen los modelos de requisitos, de análisis, de diseño, de implementación, de integración y de pruebas empleados para el desarrollo del software. La importancia de esta herramienta recae en que el acondicionamiento, procesamiento y análisis de las señales ultrasónicas se lleva a cabo desde una misma plataforma, siguiendo una secuencia definida y que permite la adición y eliminación de funciones sin afectar a otras, dada su estructura modular. Palabras clave— señales bioultrasónicas, acondicionamiento de señales, procesamiento de señales, software, ingeniería de software.

Abstract This master's thesis focuses on the development of a software tool that deals with signal conditioning and processing, specifically ultrasonic signals acquired from biological tissues (bioultrasonic signals). Within conditioning, signals can be windowed, normalized, and the noise and offset components can be removed. In the processing part, the signal can be processed in the time domain or in the frequency domain. The information obtained from bioultrasonic signals is related to the state of health of the tissues, so it is very important to process these signals without modifying their content of interest and trying to eliminate all artifacts. Although several techniques have been developed for the conditioning of bioultrasonic signals, it is required a software tool that integrates the most common signal conditioning techniques to apply them to bioultrasonic signals on the same platform. This tool was developed in a numerical computing system called MATLAB following the software engineering methodology. This methodology allows to produce software in a more organized way. The requirements, analysis, design, implementation, integration and testing models used for software development were defined and described. The importance of this tool lies in the fact that the conditioning, processing and analysis of the bioultrasonic signals are carried out in the same platform, following a defined sequence and that allows the addition and elimination of functions without affecting others, given its modular structure. Index Terms— bioultrasonic signals, signal conditioning, signal processing, software, software engineering.