Research on Biomedical Engineering
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Research on Biomedical Engineering
Original Article

MODELOS DE PROPAGAÇÃO ULTRA-SÔNICA POR ACÚSTICA GEOMÉTRICA: COMPARAÇÃO DE DESEMPENHO

GEOMETRICAL ACOUSTICS ULTRASONIC PROPAGATION MODELS : A COMPARISON OF PERFORMANCE

Greco, A.V.D; Pereira, W.C.A; Machado, João Carlos

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Resumo

Apesar da utilização do diagnóstico por Ultra-Som (US) já ter seu valor inquestionável na rotina clínica, a compreensão da interação do US com os tecidos biológicos ainda tem um caminho a percorrer. O mapeamento quantitativo de parâmetros ultra-sônicos (velocidade do US, atenuação, absorção, etc) de tecidos biológicos está no seu estágio inicial no que se refere à aplicação clínica. Uma abordagem possível é o emprego dos princípios de acústica geométrica, tornando as equações matematicamente mais simples e permitindo o planejamento de experimentos melhor controlados. Este trabalho apresenta a comparação de desempenho de dois modelos de propagação do US por acústica geométrica, na estimativa de espessuras e velocidades do US em meios dispostos em camadas. São apresentados resultados experimentais com um "phantom" de alumínio de 60 mm de espessura e 120 mm de diâmetro, atingido por salvas senoidais de 1,9 MHz e 3 ms de duração. A maioria das estimativas apresentou erros percentuais ntre Oe 30%. São discutidas as potencialidades dos modelos em conjunto comas fontes de erro e as possíveis modificações para a continuação do trabalho.

Palavras-chave

Tomografia Ultra-sônica, Mapeamento de Velocidade, Acústica Geométrica

Abstract

Although Ultrasound (US) has been used with great diagnostic value in clinicaI routine, the comprehension of the interaction between US and biological tissues still has a way to go. Concerning clinicai applications, a quantitative mapping of the ultrasonic parameters (atenuation, absorption, velocity of propagation, for instance) of biological tissues is in its initial stage. Then, using the principIes of geometrical acoustics, it is possible to create mathematically simple equations and plan experiments whose variables can be better controlled. This work presents a performance comparison of two models of propagation of US based on geometrical acoustics. The parameters in study are the thicknesses and velocities of US in layered media. lt is presented results with an aIurninum phantom of 60 mm of thickness and a diameter of 120 mm. The phantom is subrnitted to bursts of sinusoidal waves of 1.9 MHz and 3ms (duration). Most of the estimatives presents errors between O and 30%. Possible sources of errors, models' performances and modifications are discussed in order to carry on with this work.

Keywords

Geometrical Acoustics, Velocity Mapping, Ultrasonic Tomography
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Res. Biomed. Eng.

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