Posts Tagged ‘superficies’
La generación y la revelación de los ultrasonidos tiene lugar mediante un transductor piezoeléctrico, el cual tiene la capacidad de convertir la energía eléctrica en energía mecánica y viceversa.
La aplicación de una diferencia de potencial a las superficies opuestas de una lámina de material piezoeléctrico provoca en ellas, según sea la polaridad de la señal, una expansión o una contracción del piezoeléctrico. Al cesar el estímulo eléctrico, luego de una serie de vibraciones espontáneas que dan lugar a la propagación de ondas de compresión y rarefacción (ondas sonoras) en el medio material en contacto con la lámina, ésta regresará a sus dimensiones originales. El retorno de las ondas sonoras de compresión y rarefacción del medio tisular atravesado por los ultrasonidos determina una serie de contracciones microscópicas y expansiones de la lámina. Estas dan lugar a una señal eléctrica oscilante de voltaje proporcional a la amplitud de las ondas sonoras.
Una sola lámina piezoeléctrica puede prestarse entonces tanto para emitir como para revelar los ultrasonidos. Considerando que ambas funciones no pueden ser realizadas contemporáneamente, en los transductores para ecografía se alternan continuamente una fase de transmisión y una fase de recepción. En la primera, con una duración de una millonésima de segundo, la lámina excitada eléctricamente emite un brevísimo tren de ondas de ultrasonido. En la segunda fase, que dura cerca de un milisegundo, la misma lámina permanece a la escucha de los ecos que retornan de las diferentes profundidades tisulares.
El material piezoeléctrico utilizado para los transductores ecográficos es una cerámica, el titanato-circonato de plomo. La frecuencia con que el elemento vibra espontáneamente en respuesta a una brevísima señal eléctrica de excitación está determinada por su espesor. Mientras más fino es, más alta será la frecuencia de vibración y por lo tanto de los ultrasonidos; pero la impedancia acústica del titanato-circonato de plomo es muy diferente a la de los tejidos. Esto provoca, ya al nivel subcutáneo, la casi total reflexión de los ultrasonidos emitidos. Por esta razón, ante el elemento piezoeléctrico han sido colocados varios estratos de substancias (resina epoxi y polvo de aluminio) que presentan impedancias intermedias entre la del titanato-circonato de plomo y la de los tejidos y que realizan la función de adaptar la impedancia. En cambio, detrás del elemento piezoeléctrico está ubicado un bloque de resina epoxi y polvo de tungsteno. Este último tiene la función de reducir el número de las vibraciones producidas por la lámina piezoeléctrica y por tanto la duración del impulso de ultrasonidos por ella emitido.
La resolución espacial es la capacidad de distinguir estructuras cercanas como entidades separadas y constituye el elemento cardinal de la calidad de la imagen ecográfica.
La resolución axial es la capacidad de distinguir estructuras dispuestas a lo largo del eje del haz de ultrasonidos; a mayor brevedad del impulso emitido por el transductor, mejor será la resolución axial.
La resolución lateral es la capacidad de distinguir objetos adyacentes ubicados en el mismo plano. Mientras más ancho es el haz de ultrasonidos, peor será la resolución lateral. Es posible aumentar la resolución lateral reduciendo el ancho del haz con técnicas de focalización.
Los transductores empleados en ecografía funcionan realizando el rastreo con ultrasonido secuencial de un conjunto de líneas flanqueadas. Después que el impulso ultrasonoro ha sido enviado a lo largo de la primera línea de rastreo y de ésta han sido recibidos los ecos correspondientes, el haz se dirige automáticamente a lo largo de la segunda línea y así sucesivamente. Al completarse el rastreo se forma una imagen bidimensional de la región en examen. Así el proceso de rastreo se completa rápidamente de modo que pueda repetirse varias veces en un segundo. Este forma un número tal de imágenes completas en un segundo que el ojo las percibe como continuas en tiempo real.
El transductor sectorial mecánico está constituido por un solo elemento piezoeléctrico que oscila a alta velocidad dentro de un ángulo más o menos estrecho efectuando ciclos de emisión/recepción de los ultrasonidos por cada línea de rastreo.
El transductor annular array es un dispositivo sectorial de multicristal que oscila mecánicamente, constituido por un pequeño cristal central de forma circular y por una serie de cristales anulares concéntricos a éste.
El transductor lineal está compuesto por pequeños cristales múltiples flanqueados entre sí dando lugar a una formación lineal. Estos cristales imbricados en pequeños grupos están activados electrónicamente en rápida secuencia en modo de realizar la adquisición de secuencias de las diferentes líneas de rastreo sin ningún movimiento físico de los elementos.
El transductor convex está formado por pequeños cristales múltiples flanqueados entre sí dando lugar a una formación curvilínea. Utiliza el mismo sistema de activación en secuencia, en pequeños grupos, del transductor lineal.
El transductor phased array está constituido de microcristales múltiples flanqueados. A diferencia del transductor lineal y convex, todos los elementos concurren a la formación del haz de ultrasonidos por cada línea de rastreo.
El haz de ultrasonidos emitido por un transductor no focalizado mantiene diámetro constante hasta una determinada profundidad; cuando la alcanza, se ensancha progresivamente, determinando un deterioro de la resolución lateral. A fin de mantener una buena resolución lateral la geometría del haz ultrasonoro puede ser modificada con un proceso de focalización. De este modo, para una determinada extensión, el haz mantiene un diámetro inferior a la región precedente y a la siguiente. El área que resulta de ésta, conocida como región focal, se caracteriza por una mejor resolución lateral.
Esto es más o menos lo que se tiene, pero como siempre cada fabricante hace sus mejoras tecnológicas y es bueno estar pendiente de las mejoras, revisar los catálogos, los bouchure de los equipos y asistir a eventos académicos… si saben de algunos pasan la voz o inviten para participar 🙂
Blog in ENGLISH
Compra/Buy Dona/Donate con/with Paypal to my account/hacia mi cuenta jorgemirez2002@gmail.com
Compra información o código o haz tu donación, esto va a permitir seguir trabajando en brindar más información en este blog. Mi cuenta en PayPal es jorgemirez2002@gmail.com. Cualquier monto es bienvenido.
Datos Generales
Good day. My full name is Jorge Luis MIREZ TARRILLO.
I am Peruvian. I live in Lima, capital of Perú in South America.I studied Mechanical Electrical Engineering, MSc Physics and Dr Physics (title thesis: Control, Optimization and Management of Microgrid Current Direct)
Too, actually job as Professor in Faculty of Sciences anf Faculty of Oil, Gas and Petrochemical of the Universidad Nacional de Ingeniería (National University of Engineering) in Lima – PERU.
My subjects of me interest are: control, signal processing, optimization, simulation, biomedical research, smart grid, microgrid, water.
I have experience in: Matlab/Simulink, biomedical engineering, electrical systems, smart grids, microgrids, revewables energy.
Equipos y Máquinas en Establecimientos de Salud (Biomedical Engineering) [Jorge Mírez] 