Implementação de uma técnica de caracterização de tecidos biológicos baseada na emissão acústica em baixa frequência (kHz) de alvos excitados em alta frequência (MHz) - Braz, Guilherme de Araújo (2020)
As propriedades mecânicas de tecidos moles podem estar relacionadas a diversos processos patológicos. Técnicas ultrassônicas têm sido exploradas como uma alternativa não invasiva para caracterizar tais tecidos. No entanto, as metodologias existentes requerem o uso de sistemas de frequência variável, frequência dupla e alta potência. Aqui, propomos demonstrar o uso de pulsos de radiação acústica de megahertz para observar respostas mecânicas em quilohertz de tecidos biológicos. Ossos fêmures foram retirados de dez camundongos saudáveis e de outros dez camundongos nos quais a osteoporose havia sido induzida. A porosidade do osso, número trabecular, espaçamento trabecular, conectividade e densidade de conectividade foram determinadas usando micro-CT. As amostras foram irradiadas com pulsos curtos de radiação acústica focalizada (f = 3,1 MHz, t = 15 μs) e a resposta acústica de baixa frequência (1 kHz - 80 kHz) foi adquirida usando um hidrofone dedicado. Foi encontrada x uma forte correlação entre os mapas espectrais dos sinais adquiridos e os dados do micro-CT. Em um teste adicional, foram realizadas simulações do mapeamento da rigidez de tecidos moles com um simulador de parafina gel contendo três inclusões esféricas com diferentes densidades, módulos de Young e aproximadamente a mesma ecogenicidade. O ultrassom convencional do modo-B não conseguiu visualizar as inclusões, enquanto a nova técnica aqui proposta mostrou um bom contraste da imagem na identificação das inclusões com diferentes rigidezes.