Estudio y desarrollo de un sensor ultrasónico enfocado apto para tomografía optoacústica

Roberto M. Insabella, Martín Germán González, Ligia Ciocci Brazzano, David Barbieri

Resumen


En este trabajo se presenta el estudio, desarrollo y caracterización de un sensor ultrasónico cilíndricamente enfocado basado en un material polimérico piezoeléctrico. Para su diseño se realizaron simulaciones usando la herramienta comercial k-Wave y para su implementación se utilizó un método de construcción que tiene una gran repetibilidad y un bajo costo. Para la caracterización del sistema de detección (sensor + amplificador) se hicieron mediciones eléctricas y acústicas que permitieron determinar su sensibilidad y ruido equivalente de presión. Los resultados obtenidos en este trabajo muestran que el sistema de detección implementado es adecuado para ser utilizado en tomografía optoacústica.

Palabras clave


tomografía optoacústica; sensor ultrasónico; polímero piezoeléctrico

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Referencias


C. Lutzweiler and D. Razansky, “Optoacoustic imaging and tomography: reconstruction approaches and outstanding challenges in image performance and quantification,” Sensors, vol. 13, pp. 7345–7384, 2013.

G. Paltauf, R. Nuster, and P. Burgholzer, “Characterization of integrating ultrasound detectors for photoacoustic tomography,” Journal of Applied Physics, vol. 105, 2009.

A. Abadi, L. C. Brazzano, P. Sorichetti, and M. G. Gonzalez, “Sensor piezoelectrico con geometria lineal para tomografia optoacustica: Implementacion y caracterizacion electrica,” Revista Elektron, vol. 1, no. 2, pp. 53–57, 2017.

M. G. Gonzalez, B. Abadi, L. C. Brazzano, and P. Sorichetti, “Linear piezoelectric sensor for optoacoustic tomography: electroacoustic characterization,” in Proc. IEEE Argencon, 2018, pp. 1–4.

B. Treeby and B. Cox, “k-wave: Matlab toolbox for the simulation and reconstruction of photoacoustic wave-fields,” J. Biomed. Opt., vol. 15, p. 021314, 2010.

P. Burgholzer, C. Hofer, G. Paltauf, M. Haltmeier, and O. Scherzer, “Thermoacoustic tomography with integrating area and line detectors,” IEEE Trans. Ultrason., Ferroelect., Freq. Contr., vol. 52, pp. 1577–1583, 2005.

D. Queiros, X. L. Dean-Ben, A. Buehler, D. Razansky, A. Rosenthal, and V. Ntziachristos, “Modeling the shape of cylindrically focused transducers in three-dimensional optoacoustic tomography,” J. Biomed. Opt., vol. 18, p. 7, 2013.

M. G. Gonzalez, P. Sorichetti, and G. Santiago, “Reducing the capacitance of piezoelectric film sensors,” Rev. Sci. Instrum., vol. 87, p. 045003, 2016.

M. G. Gonzalez, P. A. Sorichetti, L. C. Brazzano, and G. D. Santiago, “Electromechanical characterization of piezoelectric polymer thin films in a broad frequency range,” Polym. Test., vol. 37, 2014.

M. G. Gonzalez, L. Riobo, L. C. Brazzano, F. Veiras, P. Sorichetti, and G. Santiago, “Generation of sub-microsecond quasi-unipolar pressure pulses,” Ultrasonics, vol. 98, pp. 15–19, 2019.

K. Mackenzie, “Nine-term equation for sound speed in the oceans,” J. Acousti. Soc. Am., vol. 70, pp. 807–812, 1981.

A. F. Vidal, L. C. Brazzano, C. Matteo, P. Sorichetti, and M. G. Gonzalez, “Parametric modeling of wideband piezoelectric polymer sensors: design for optoacoustic applications,” Rev. Sci. Instrum., vol. 88, no. 9, p. 095004, 2017.

R. Nuster, S. Gratt, K. Passler, H. Gruen, T. Berer, P. Burgholzer, and G. Paltauf, “Comparison of optical and piezoelectric integrating line detectors,” Proc. of SPIE, vol. 7177, pp. 71 770T–1–8, 2009.

G. Wissmeyer, M. Pleitez, A. Rosenthal, and V. Ntziachristos, “Looking at sound: optoacoustics with all-optical ultrasound detection,” Light: Science and Applications, vol. 7, pp. 1–16, 2018.

G. Paltauf, P. Hartmair, G. Kovachev, and R. Nuster, “Piezoelectric line detector array for photoacoustic tomography,” Photoacoustics, vol. 8, pp. 28–36, 2017.

L. Riobo, F. Veiras, M. T. Garea, and P. Sorichetti, “Software-defined optoelectronics: Space and frequency diversity in heterodyne interferometry,” IEEE Sensors, vol. 18, pp. 5753–5760, 2018.

J. Bauer-Marschallinger, K. Felbermayer, and T. Berer, “All-optical photoacoustic projection imaging,” J. Biomed. Opt. Express, vol. 8, no. 9, pp. 3938–3951, 2017.

G. Paltauf, R. Nuster, M. Haltmeier, and P. Burgholzer, “Photoacoustic tomography using a mach-zehnder interferometer as an acoustic line detector,” Appl. Opt., vol. 46, no. 16, pp. 3352–3358, 2007.




DOI: https://doi.org/10.37537/rev.elektron.4.2.100.2020

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