Sistema de biomicroscopia ultra sônica para imagens com alta resolução de tecidos biológicos
Ultrasound biomicroscopy system for high resolution images of biological tissues
Petrella, Lorena Itatí; Machado, João Carlos; Pereira, Fernando Reiszel
Rev. Bras. Eng. Bioméd., vol.23, n2, p.131-142, 2007
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Resumo
A biomicroscopia ultra-sônica (BMU) é uma técnica que per mite gerar imagens de tecidos biológicos com resoluções com patíveis com a microscopia óptica, e de forma não invasiva. O método utilizado na reconstrução da imagem é semelhante ao de sistemas ecográficos convencionais, porém as freqüências das ondas acústicas utilizadas são consideravelmente maiores (entre 20 e 200 MHz), motivo pelo qual algumas características do sistema devem ser adaptadas. Uma limitação desta técnica é o baixo poder de penetração do feixe de ultra-som (limitado a poucos milímetros), devido à grande atenuação ocasionada em ondas acústicas de alta freqüência, quando se propagam por um tecido biológico. No presente trabalho foi realizada a montagem de um sistema de BMU para uso experimental em laboratório, inicialmente projetado para ser usado com amostras de tecidos in vitro. Os componentes utilizados na montagem, suas principais características e o desempenho geral do sistema são apresentados. A freqüência de trabalho utilizada foi próxima a 50 MHz. As resoluções no sentido axial e lateral das imagens geradas foram de até 50 e 80 µm, respectivamente. A profundidade do campo que pode ser visualizada na imagem foi estimada em aproximadamente 270 µm. O sistema foi avaliado tanto com phantoms como com amostras de tecidos de rato in vitro. Algumas modificações podem ainda ser introduzidas, a fim de melhorar a qualidade da imagem e adaptar o sistema para utilização in vivo.
Palavras-chave
Biomicroscopia, Ultra-som, Imagem, Alta resolução.
Abstract
Ultrasound biomicroscopy (UBM) is a non-invasive technique used to generate images of biological tissues with resolutions close to those obtained with optical microscopy. The method employed for the image reconstruction process is similar to that found in con ventional echographic systems, but with acoustic wave frequencies significantly higher (between 20 and 200 MHz) and consequently with some system characteristics adequately adapted. The trade-off with higher resolution is the technique limitation for low penetra tion of the ultrasound beam (limited to few millimetres), imposed by the tissue large ultrasound attenuation of high-frequency acoustic waves. The present work refers to the assembly of an UBM system for experimental applications, initially designed to be used with in vitro biological tissue samples. This article describes the components used in the assembled UBM system, their main characteristics and the system performance. The working frequency is close to 50 MHz. Axial and lateral resolutions of the generated images are around 50 and 80 µm, respectively. The useful depth of field to be imaged was estimated around 270 µm. The system was evaluated with both phantoms and in vitro mouse tissue samples. Some modifications can yet be introduced into the system for image quality enhancement and to expand the potential applications to other types of studies, including in vivo image acquisition.
Keywords
Biomicroscopy, Ultrasound, Image, High resolution.