Cátedra de Imágenes en Medicina

CÁTEDRA DE IMÁGENES EN MEDICINA
FUNDAMENTOS DE ULTRASONIDO – PRÁCTICO Nº ...
F.I.U.N.E.R.
Objetivos:
· Visualizar e interpretar el comportamiento de un cristal piezoeléctrico.
· Caracterizar la respuesta del mismo a través del Q y su respuesta en
frecuencia.
· Comprender el funcionamiento del circuito de excitación pulsada de un cristal
ultrasónico.
· Comprender el principio de funcionamiento del Modo A de ultrasonido.
Materiales:
·
·
·
·
Transductores de ultrasonido
Circuitos de excitación
Fantomas, recipientes con diferentes sustancias, regla milimetrada
Fuente de alimentación, osciloscopio.
Introducción:
Se fabricaron transductores a partir de los cristales de transductores de
monitoreo fetal en desuso, utilizando aire como amortiguador (Backing), sin
enfoque, adheridos con silicona y utilizando como carcaza distintos materiales.
Las premisas de diseño para el simulador de modo A fueron:
· sencillez de manejo;
· distribución bien diferenciada de los diferentes bloques de un modo A básico
en el circuito impreso;
· control de las diferentes variables (Frecuencia de Repetición de Pulsos FRP,
Ganancia, TGC, Reject) mediante presets o potenciómetros;
· inserción de Puntos de Test (Test Points) en el circuito impreso para visualizar
las señales en los diferentes bloques: fuente, circuito generador de pulsos,
circuito de excitación (driver), acondicionamiento (filtrado y ganancia), Control de
Ganancia por Tiempo (TGC), compresión logarítmica, rectificación, demodulación
y umbralamiento.
Este simulador permite explorar tanto las características del fenómeno
piezoeléctrico y propiedades de un transductor ultrasónico, como comprender el
funcionamiento, etapa por etapa, de un equipo Modo A y sus posibles
ampliaciones a Modo M y B.
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FUNDAMENTOS DE ULTRASONIDO – PRÁCTICO Nº ...
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Desarrollo:
1. Realice una inspección visual del circuito de excitación reconociendo los
bloques. Mida con el osciloscopio la forma de onda a la salida de cada
bloque, su amplitud, duración y frecuencia. ¿Por qué se excita con un pulso
al cristal? ¿Cuál es el motivo por el que se utiliza aquella frecuencia de
excitación?
2. Observe la respuesta del cristal en el osciloscopio. ¿Cuál es la respuesta
natural de oscilación?
3. Calcule el Q del cristal midiendo el transductor en contacto con el aire.
Luego mida nuevamente el con el cristal aplicado al fantoma (acoplado con
gel). ¿Observa alguna diferencia? ¿Es razonable para la aplicación dada el
valor de Q obtenido?
4. Mida distancia entre alambres del fantoma con una regla y verifique esta
distancia midiéndola usando el transductor.
5. Mida la velocidad de propagación en agua y alcohol etílico. Calcule la
velocidad y la impedancia teórica utilizando los valores de densidad y
módulo de compresibilidad obtenidos de tabla y compare los resultados.
Datos: H2O=1 g/cm3; alcohol=0,81 g/cm3 (valores a 20 ºC). KH2O = 45,8 1011 Pa-1; K
-11 Pa-1.
alcohol = 110 10
6. Utilizando el fantoma, mida la resolución axial, lateral y la mínima distancia
que es posible discriminar con el transductor. Compre los resultados con los
cálculos teóricos de las resoluciones axial y lateral.
7. ¿Qué es el TGC? Observe en la placa la manera de ajustarlo y los resultados
obtenidos al variarlo, aplicándole el transductor al fantoma.
8. Varíe el control Rject. ¿Cuál es la utilidad de su uso?
Bibliografía:
1. Christensen, Douglas. “Ultrasonic Bioinstrumentation”, 1988.
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