ES2218544T3 - Transductor intravascular de formacion de imagenes ultrasonicas de bajo perfil. - Google Patents
Transductor intravascular de formacion de imagenes ultrasonicas de bajo perfil.Info
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Abstract
UN TRANSDUCTOR DE ULTRASONIDO (10) QUE INCLUYE UN ELEMENTO TRANSDUCTOR (12) CON UN ELEMENTO POSTERIOR (22) UNIDO. EL GROSOR DEL ELEMENTO POSTERIOR (22) SE SELECCIONA PARA QUE SEA MENOR O IGUAL A LA MITAD DE LA LONGITUD DE UN PULSO ULTRASONICO, EXPRESADO EN LONGITUDES DE ONDA DE LA FRECUENCIA CENTRAL DEL PULSO, DE FORMA QUE LA PRIMERA REFLEXION DEL LADO POSTERIOR (22B) DEL ELEMENTO POSTERIOR (22) SE RECIBA EN EL ELEMENTO TRANSDUCTOR (12) ANTES DE QUE SE ATENUE EL PULSO PRIMARIO. UN METODO PARA MONTAR EL TRANSDUCTOR (10) QUE REDUCE LA FORMACION DE BURBUJAS DE AIRE INCLUYE LA FORMACION DE UNA ELEVACION CON ARISTAS (70) Y EL DESCENSO CONTINUO DEL TRANSDUCTOR (10) PARA COMPRIMIR LA ELEVACION (70) CONTRA LA PARTE INFERIOR DEL TRANSDUCTOR (10).
Description
Transductor intravascular de formación de
imágenes ultrasónicas de bajo perfil.
La presente invención está relacionada con un
sistema para transmitir y recibir impulsos ultrasónicos de acuerdo
con el preámbulo de la reivindicación 1, y en general con un diseño
de transductor ultrasónico para su utilización en catéteres
vasculares, para formar imágenes de zonas estenóticas dentro de un
vaso sanguíneo.
Son bien conocidos los catéteres intravasculares
de formación de imágenes que incluyen transductores ultrasónico.
Con más frecuencia, los catéteres capaces de proporcionar imágenes
en tiempo real a través de 360º tienen un transductor ultrasónico
que está montado axialmente, es decir, montado de forma que se
transmita un impulso ultrasónico principalmente a lo largo del eje
del catéter, y utilizando un espejo acústico para reflejar el
impulso ultrasónico en una dirección perpendicular al eje del
catéter. Alternativamente, puede utilizarse un transductor de
visión lateral, es decir un transductor montado de forma que se
transmita un impulso ultrasónico en una dirección perpendicular al
eje del catéter sin utilizar un espejo. Los ejemplos de distintas
configuraciones del transductor se encuentran expuestos en la
patente de los EE.UU. número 5000185.
Cuando un transductor ultrasónico es excitado,
dicho transductor "suena" a una frecuencia de resonancia
durante un pequeño periodo de tiempo antes de que el sonido se
amortigüe mecánicamente hasta un valor insignificante. Así pues, el
transductor emite un impulso ultrasónico que tiene una duración
característica definida en microsegundos y con una longitud de onda
definida en micras. Típicamente, el transductor incluye un
elemento transductor que tiene una primera y segunda superficies
principales dispuestas en forma opuesta, con un elemento de
respaldo unido a la segunda superficie principal. La mayor parte de
la energía ultrasónica generada por el elemento transductor es
emitida como impulsos que se propagan en direcciones perpendiculares
a las superficies principales. El elemento de respaldo atenúa las
reflexiones de un impulso ultrasónico emitido en el elemento de
respaldo para impedir que sean emitidos impulsos múltiples en la
dirección perpendicular a la primera superficie principal. Los
mecanismos principales de atenuación son la pérdida por
propagación, con un valor de atenuación que depende de la distancia
recorrida por el impulso, y la pérdida por reflexiones, en la que
el valor de la atenuación está determinado por la desadaptación de
impedancias en los límites del elemento de respaldo. Este elemento
de respaldo afecta también a la amortiguación mecánica del
transductor, y forma parte de la estructura de montaje del
transductor en el catéter.
Para formar imágenes intravasculares de alta
calidad, se precisa que se transmita un único impulso ultrasónico
cuando el elemento transductor sea excitado por un impulso
eléctrico, y que sea emitido un único impulso eléctrico cuando se
excite el elemento transductor por un impulso ultrasónico. Así
pues, para impedir la generación de impulsos múltiples, el elemento
de respaldo se fabrica con un material de atenuación del sonido y
con un grosor suficiente de forma que las reverberaciones que se
reflejen fuera de la interfaz del elemento de respaldo y por un
material de relleno posterior sean atenuadas por la perdida de
propagación hasta niveles aceptables.
Es deseable en general minimizar el diámetro del
catéter para permitir su inserción en los vasos de sangre de
pequeño diámetro. El grosor del respaldo no es crítico usualmente
para un transductor montado axialmente debido a que el grosor del
respaldo no afecta al diámetro del catéter. No obstante, para un
transductor de visión lateral, frecuentemente el diámetro mínimo
del catéter está determinado por el grosor del transductor y por el
respaldo.
En algunas aplicaciones es deseable utilizar un
transductor de visión lateral, porque el apoyo del espejo en el
sistema axial puede provocar artefactos, mejorando el acoplamiento
acústico entre el líquido de lavado en el catéter y el transductor.
No obstante, el uso de un transductor de visión lateral que tenga un
elemento de respaldo suficientemente grueso para atenuar las
reverberaciones para impedir la generación de múltiples impulsos
sitúa un límite inferior en el diámetro del catéter que puede
limitar su utilidad.
Es conocido a partir del documento
GB-1249628 el poder reducir el sonido mediante el
diseño del elemento de respaldo de forma tal que los impulsos
reflejados interfieran en forma destructiva con las ondas del sonido
dentro del transductor. A partir del documento
US-A-4297607 es conocido que deberán
tenerse en cuenta las impedancias al adaptar los distintos
componentes del transductor. Se conoce un sistema para transmitir y
recibir impulsos ultrasónicos y ajustar igualmente las impedancias
acústicas del elemento de respaldo y del transductor, por medio del
documento de F. S. Foster y J. W. Hunt, titulado "Diseño y
caracterización de los transductores ultrasónicos de impulsos
cortos", Ultrasonics, Mayo 1978, páginas 116 a 122. Por medio del
documento WO-92/16147 se conoce como proporcionar
un elemento de respaldo de grosor suficiente para una excelente
atenuación y como utilizar un impulso de ciclo
completo.
completo.
La presente invención está definida en las
reivindicaciones y está relacionada con un sistema de transductor
ultrasónico mejorado que tiene un perfil delgado que impide las
reverberaciones en el respaldo, evitando la generación de impulsos
múltiples.
De acuerdo con un aspecto de la invención, el
transductor genera un impulso eléctrico que tiene una duración en
el tiempo de t microsegundos al ser excitado por un impulso
ultrasónico recibido, y que transmite un impulso ultrasónico que
tiene una duración en el tiempo de t microsegundos, y con una
longitud espacial de L micras cuando el elemento transductor está
excitado por un impulso eléctrico. La longitud L es igual también a
un número, NW, de longitudes de onda de una frecuencia central del
impulso ultrasónico que se deriva. Se encuentra un elemento de
respaldo a un elemento transductor, y que tiene un grosor inferior o
igual a aproximadamente NW/2 longitudes de onda a la frecuencia
central.
De acuerdo con otro aspecto de la invención, el
transductor está montado en una carcasa que utiliza una base
fabricada con un material de relleno.
El transductor puede ser montado sobre la base
mediante la formación de un montículo en forma de pico de material
de relleno, posicionando el transductor de forma que el punto del
pico esté situado aproximadamente en el centro de una superficie
principal del transductor, y rebajando continuamente el transductor
para aplanar el montículo en forma de pico contra la superficie
principal del transductor, para formar una unión que esté
substancialmente libre de burbujas de aire.
Otras ventajas y características de la invención
llegarán a ser evidentes a la vista de la siguiente descripción
detallada y de los dibujos adjuntos.
La figura 1A y 1B son diagramas esquemáticos de
un transductor;
la figura 2 es un diagrama esquemático de un
transductor montado en una carcasa;
la figura 3 es un diagrama de bloques de un
sistema de control;
la figura 4 es un diagrama los impulsos
ultrasónicos derivados y reflejados en un elemento de respaldo;
la figura 5 es un gráfico que representa los
impulsos eléctricos primarios secundarios en un sistema que
utiliza un elemento de respaldo grueso;
la figura 6 es un gráfico que representa los
impulsos eléctricos primarios y secundarios de una realización
preferida de la invención; y
la figura 7 es un diagrama que representa un
montículo en forma de pico de material de relleno en la parte baja
de una carcasa.
Las figuras 1A y 1B son diagramas esquemáticos
que representan un sistema de transductor ultrasónico para emitir y
detectar impulsos de energía ultrasónica; la figura 2 es un
diagrama esquemático del transductor montado en una carcasa distal
de un catéter; y la figura 3 es un diagrama esquemático de un
sistema típico para la excitación del transductor para emitir un
impulso ultrasónico y para detectar un impulso ultrasónico
recibido.
Volviendo primeramente a las figuras 1A y 1B, el
transductor ultrasónico 10 incluye un elemento transductor único
12, el cual es parte de un conjunto. La función del elemento
transductor 12 es convertir los impulsos ultrasónicos en impulsos
eléctricos, y los impulsos eléctricos en impulsos ultrasónicos y en
el que el elemento transductor está fabricado a partir de material
cerámico PZT. El elemento transductor 12 tiene una configuración en
forma de bloque, e incluye las superficies frontal y posterior
enfrentadas 12F y 12B, recubiertas por las películas conductoras
metálicas 14 y 16 formadas por un material adecuado tal como el
cromo o el oro. El material de las películas puede estar formado
por una película metálica o puede tener la forma de películas
evaporadas o mediante pulverización iónica sobre las superficies
opuestas del elemento transductor 12. Las películas 14 y 16 sirven
como electrodos, y en que el electrodo frontal 14 tiene un punto de
epoxia de plata 18 dispuesto sobre el mismo para ser conectado a un
cable. El elemento transductor 12 puede tener una capa de
adaptación de impedancia de ¼ de onda sobre la superficie frontal,
que no se muestra en la figura.
El elemento de respaldo 22 de un material de
respaldo adecuado está unido a la superficie posterior del elemento
transductor 12, para atenuar la energía ultrasónica emitida por la
cara posterior 12B del elemento transductor 12. El elemento de
respaldo 22 tiene una superficie frontal 22F unida a la superficie
posterior 12B del elemento transductor 12. Se describirá a
continuación la estructura en particular del elemento de respaldo
22.
La figura 2 describe un transductor 10 montado
en una carcasa distal 24. El transductor 12 está montado sobre una
base 26 de material de relleno, tal como epoxia de plata, y la
superficie posterior 22B del elemento de respaldo 22 se encuentra
en contacto con la base 26. En la realización preferida, el elemento
de respaldo 22 y la base 26 están fabricados con materiales
eléctricamente conductores, y funciona como un recorrido conductor
que forma el contacto eléctrico con el electrodo de respaldo
16.
Volviendo ahora a la figura 3, se muestra un
sistema típico para alimentar el transductor 10 para emitir
impulsos eléctricos y para detectar los impulsos recibidos. Este
sistema no es parte de la invención y solo se describirá en forma
breve. El bloque de sincronización en el tiempo y de control 30
controla el transmisor 32 para emitir una serie de impulsos de
voltaje de una duración predeterminada separados por unos
intervalos predeterminados. El conmutador 34 acopla el transmisor
32 al transductor 10 cuando se generan los impulsos, y acopla el
receptor 36 al transductor 10 durante los intervalos entre los
impulsos.
Los impulsos recibidos son procesados por un
sistema de generación de imágenes 38, el cual no es parte de la
invención. La información primaria utilizada para generar una
imagen es el tiempo de retardo entre la transmisión de un impulso
ultrasónico y la recepción del impulso recibido. Puede ser procesada
otra información tal como la amplitud y fase del impulso
recibido.
Tal como es bien conocido, cuando un impulso de
voltaje se aplica a los electrodos 14 y 16, el elemento transductor
12 oscila para generar un impulso centrado en la frecuencia de
resonancia determinada por las propiedades mecánicas y
piezoeléctricas del transductor 10. Así pues, se transmiten una
serie de impulsos ultrasónicos separados por el intervalo
predeterminado.
En la forma recíproca, cuando se recibe un
impulso ultrasónico por el transductor 10, se genera un impulso de
voltaje en los electrodos 14 y 16, el cual es amplificado por el
receptor 36 y transmitido al sistema de generación de imágenes
38.
Las figuras 4 y 5 describen la respuesta del
transductor 10 cuando se recibe un impulso ultrasónico reflejado
para generar un impulso eléctrico, y cuando se recibe un impulso
eléctrico para transmitir un impulso ultrasónico. La figura 4 es un
diagrama de bloques simplificado del elemento transductor 12,
respaldo 22, y base 26, y la figura 5 es un gráfico de la respuesta
de voltaje del elemento transductor 12 cuando se recibe un impulso
ultrasónico.
Se describirá a continuación el funcionamiento
del transductor 10 para detectar un impulso ultrasónico recibido.
Cuando un impulso ultrasónico colisiona con el transductor 10, el
elemento transductor 12 genera un impulso de voltaje primario 40 a
través de los electrodos 14 y 16. Cuando el mismo transductor se
utiliza para transmitir y recibir, el ancho de banda del impulso
ultrasónico recibido por el transductor 10 se centra sobre una
frecuencia central f_{r}, aproximadamente igual a la frecuencia
de resonancia del elemento transductor 12, y dando por resultado un
impulso ultrasónico derivado 42, el cual se propaga a través del
elemento de respaldo 22. El impulso ultrasónico derivado 42 es
reflejado en la interfaz de la superficie posterior 22B del elemento
de respaldo 22 y el material de relleno 26, para formar un primer
impulso ultrasónico reflejado 44, el cual incide sobre el elemento
transductor 12 después de un tiempo determinado por el grosor del
respaldo y por la velocidad acústica del impulso en el material
de
respaldo.
respaldo.
Matemáticamente, si "c" es la velocidad
acústica del impulso en el elemento de respaldo, "LB" es el
grosor del elemento de respaldo, y "t" es el tiempo de
tránsito, entonces:
Ecuación (1)t =
2LB/c
Según se describe en la figura 5, se genera un
impulso eléctrico secundario 46 cuando el primer impulso
ultrasónico reflejado 44 incide sobre el elemento transductor 12.
El impulso eléctrico primario 40 generado cuando el impulso
ultrasónico que se refleja desde las paredes vasculares colisiona
sobre el elemento transductor 12, proporciona la información
requerida para formar una imagen del vaso de sangre. Por el
contrario, el impulso eléctrico secundario 46 es provocado por una
reverberación procedente del elemento de respaldo 22 y no
transporta información. No obstante, este impulso eléctrico
secundario 46 puede ser procesado por el sistema de generación de
imágenes 38 para formar un "artefacto" en la información falsa
de transporte de la imagen o enmascarando la información real.
A continuación se describirá el funcionamiento
del transductor 10 para transmitir un impulso ultrasónico, al ser
excitado por un impulso eléctrico proporcionado por el transmisor
32. Con referencia de nuevo a la figura 4, cuando se suministra un
impulso de voltaje a los electrodos 14 y 16, el elemento transductor
12 resuena para generar un impulso ultrasónico primario 50, el cual
se propaga hacia fuera de la superficie frontal 12F hacia el
interior del medio vascular, y un impulso ultrasónico derivado 42
que se propaga hacia fuera desde la cara posterior 12B al interior
del elemento de respaldo 22. Una parte del impulso ultrasónico
derivado 42 es reflejada por la interfaz entre el elemento de
respaldo 22 y el material de relleno posterior 26, para formar un
impulso reflejado que se propaga a través del elemento transductor
22 al interior del medio vascular, para formar un impulso
ultrasónico secundario 51. Así pues, se generarán múltiples impulsos
ultrasónicos, a menos que los impulsos reflejados sean atenuados.
Si los múltiples impulsos ultrasónicos se transmiten, entonces los
impulsos ultrasónicos primarios y secundarios 50 y 51 serán
reflejados por las paredes vasculares y detectados por el
transductor 12. El impulso ultrasónico secundario detectado 51
provocará un artefacto en la imagen.
Convencionalmente, con referencia a la figura 4,
la amplitud del impulso ultrasónico reflejado 44 es atenuada por la
pérdida de propagación conforme se propaga a través del elemento de
respaldo. No obstante, para un transductor de visión lateral, el
grosor con respecto al material de respaldo está limitado y no
siendo posible la atenuación aceptable debida a la pérdida de
propagación, dando lugar a la generación de múltiples impulsos.
En la figura 5, el elemento transductor 12 está
diseñado para que resuene a una frecuencia central de 30 MHz y
genera un impulso que tiene una longitud de varias longitudes de
onda, NW, de aproximadamente 4,5. La longitud espacial, L, está
relacionada con la duración en el tiempo dt, mediante la relación
matemática:
Ecuación (2)dt =
L/c
En donde la longitud, "w", está relacionada
con la frecuencia, "f", por la relación:
Ecuación (3)w =
c/f
Tal como es bien conocido, la velocidad del
impulso ultrasónico en un medio es dependiente de la densidad y de
las propiedades elásticas del medio. Los valores de la velocidad y
densidad para los distintos materiales están disponibles en la
literatura científica, por ejemplo en el documento titulado
"Propiedades de materiales aproximados en materiales
isotrópicos", de Alan R. Selfridge, publicado en las
Recomendaciones del IEEE sobre sónica y ultrasónica, Vol.
Su-32, número 3, Mayo 1985.
Utilizando la ecuación 3, la longitud de onda
para una frecuencia de resonancia de 30 MHz es aproximadamente de
63 micras y la duración temporal del impulso primario es de
aproximadamente 150 nanosegundos.
El principio del funcionamiento de la presente
invención se muestra en las figuras 4-6. El grosor
del elemento de respaldo 22 se selecciona de forma tal que el
primer impulso ultrasónico reflejado 44 llegue al elemento
transductor 12 durante el periodo de fin de la sonoridad del
transductor 10, y atenuándose los impulsos ultrasónicos reflejados
de orden más alto debido a la propagación y a las pérdidas por
reflexión, debido a las múltiples reflexiones desde las superficies
frontal y posterior 22F y 22B del elemento de respaldo 22.
Según se describe en la figura 6, el impulso
eléctrico secundario 46, resultante del primer impulso ultrasónico
reflejado que colisiona sobre el transductor 10, se solapa con el
fin de la sonoridad del impulso eléctrico primario 40. Puesto que
la información más importante transportada es el tiempo de recepción
del impulso eléctrico primario 40, la adición del impulso eléctrico
secundario 46 a la parte de cola del impulso eléctrico primario 40
no degrada esta información ni tampoco provoca artefactos.
Así pues, al detectar un impulso ultrasónico
recibido, los tiempos combinados de tránsito del impulso
ultrasónico derivado 42 y los impulsos ultrasónicos reflejados 44 a
través del respaldo tienen que ser menores que la duración en el
tiempo, por ejemplo, 150 nanosegundos, del impulso eléctrico
primario 40. Si LB es grosor del elemento de respaldo 22, entonces
el impulso ultrasónico derivado 42 recorre una distancia de LB y el
primer impulso ultrasónico reflejado 44 recorre una distancia de
LB, de forma que la distancia de tránsito combinada total recorrida
por el impulso ultrasónico en el respaldo es del doble del grosor
del elemento de respaldo 22, es decir, 2LB, antes de que el impulso
ultrasónico reflejado colisione sobre el elemento transductor 12.
Utilizando la Ecuación (2) para relacionar la distancia y el
tiempo, el grosor del elemento de respaldo 22 tiene que ser menor o
igual que:
Ecuación (4)LB = (dt x c) /
2
Alternativamente, el valor de LB puede expresarse
en términos de longitudes de onda para la radiación ultrasónica en
el respaldo en la frecuencia central. Si NW es la longitud del
impulso primario en términos de longitudes de onda en la frecuencia
central, f_{r}, entonces el ancho del respaldo tiene que ser
inferior o igual a:
Ecuación (5)LB (en longitudes
de onda) = NW /
2
La formulación de la ecuación (5) permite el
cálculo del grosor del elemento de respaldo para la frecuencia de
resonancia seleccionada si se conoce el valor de c para el material
del elemento de respaldo.
Tal como se ha expuesto anteriormente, debido a
que el elemento de respaldo 22 es muy fino, la atenuación debida a
la pérdida por reflexión es significativa. Conforme el impulso
ultrasónico rebota hacia atrás y hacia delante entre las caras
frontal y posterior del elemento de respaldo 22, solo se refleja
hacia atrás una parte del impulso ultrasónico desde el límite,
debido a la desadaptación de impedancias acústicas en las caras. El
coeficiente normal de reflexión de incidencia, R_{B}, en la cara
posterior del respaldo se expresa matemáticamente como:
Ecuación (6)R_{B} = (Z_{F} -
Z_{B}) / (Z_{F} + Z_{B})
en donde Z_{B} es la impedancia acústica del
material de respaldo y Z_{F} es la impedancia acústica del
material de relleno en el lado posterior del respaldo. Por
ejemplo, si Z_{B} es 3, y Z_{F} es 1,5*70^{6} Kg/m^{2}s)
(MRay1), entonces R_{B} es -0,3333, es decir, aproximadamente el
33% de la onda ultrasónica es reflejada con su fase invertida tal
como se indica mediante el signo negativo del coeficiente de
reflexión. De una forma similar, el coeficiente de reflexión,
R_{F}, en la superficie frontal del respaldo se expresa
matemáticamente
como:
Ecuación (7)R_{F} = (Z_{T} -
Z_{B}) / ( Z_{T} +
Z_{B})
en donde Z_{T} es la impedancia acústica del
elemento transductor 12. Típicamente, Z_{T} es aproximadamente
33, y si Z_{B} es 3, entonces R_{F} es aproximadamente 0,8333,
es decir, aproximadamente el 83% del impulso secundario reflejado se
refleja en el respaldo otra
vez.
Tal como se describe en la figura 4, la amplitud
de la reflexión secundaria 64 se atenúa altamente debido a las dos
reflexiones adicionales después de que el ultrasonido ha recorrido
cuatro veces el grosor del respaldo LB, es decir, 4LB en
comparación con una única reflexión después de la propagación a
través del respaldo de grosor 2LB, pero con la misma longitud de
propagación 4LB. Matemáticamente, la pérdida de amplitud debida a
las dos reflexiones adicionales se expresa mediante el producto de
las ecuaciones (6) y (7):
Ecuación (8)R_{B} x
R_{F}=(Z_{F} - Z_{B})/(Z_{F} + Z_{B}) x (Z_{T} - Z_{B})/(Z_{T} +
Z_{B})
es decir, si Z_{B} = 3, Z_{F} = 1,5, y
Z_{T} = 33*70^{6} Kg/m^{2}s) (MRay1), la amplitud de la
segunda reflexión 64 se reduce solo en el 28% de la correspondiente
al recorrido de propagación con una única reflexión pero de igual
distancia.
Así pues, el grosor seleccionado del elemento de
respaldo 22 es absorbido en la primera reflexión en el impulso
primario, y siendo altamente atenuada la segunda reflexión debido a
la pérdida por reflexión provocada por las reflexiones adicionales
en los límites del respaldo.
Con referencia de nuevo a la figura 2, la unión
entre la superficie de respaldo del elemento de respaldo 22 del
transductor 10 y la base 26 deberá estar exenta de burbujas de aire
para asegurar un perfecto acoplamiento acústico. Se describirá a
continuación un método que no forma parte de la invención para
formar dicha unión con referencia a las figuras 2 y 7.
En la figura 7, el montículo en forma de pico 70
del material de relleno conductor, tal como la epoxia de plata,
está formado en una parte baja 72 de la carcasa 24. El transductor
10 se posiciona entonces de forma que la parte superior en forma de
punta del montículo con punta toque la superficie posterior del
transductor 10 cerca del centro de la superficie posterior. El
transductor 10 se hace que descienda continuamente para aplanar la
parte superior en punta del montículo con punta contra la
superficie posterior del transductor 10. Se ha descubierto que
mediante la utilización de un montículo con punta y haciendo
descender continuamente el transductor 10 sin invertir el
movimiento substancialmente, no queda atrapado aire entre la cara
posterior del transductor 10 y la base 26.
Se ha descrito la invención con referencia a las
realizaciones preferidas. Las alternativas y las sustituciones son
evidentes para los técnicos especializados en el arte. Por
ejemplo, aunque el elemento transductor 22 utilizado en la
realización preferida es un elemento cerámico PZT, pueden ser
utilizados otros elementos transductores tales como, por ejemplo,
polímeros piezoeléctricos como PVDF o materiales compuestos
piezoeléctricos. Adicionalmente, el principio de la invención puede
ser aplicado a una matriz de transductores que comprenda múltiples
elementos transductores. Adicionalmente, los principios de la
invención pueden ser aplicados a elementos transductores, tales como
los elementos transductores cónicos, que no tengan superficies
principales planas.
Claims (2)
1. Un sistema para transmitir y recibir impulsos
ultrasónicos, que comprende:
un elemento transductor ultrasónico (12) que
tiene una primera y una segunda superficies principales del
elemento transductor (12F, 12B), y unas dimensiones seleccionadas
de forma que el mencionado elemento transductor (12) oscile a una
frecuencia central resonante seleccionada f_{r};
medios acoplados mecánicamente al mencionado
elemento transductor (12); para generar un impulso eléctrico (40)
cuando el mencionado elemento transductor (12) sea excitado por un
impulso ultrasónico recibido y para proporcionar un impulso de
excitación eléctrico provocando que el mencionado elemento
transductor (12) transmita un impulso ultrasónico primario (50)
teniendo una longitud espacial, la cual es aproximadamente igual a
un múltiplo predeterminado de la longitud de onda de la frecuencia
de resonancia f_{r} de las ondas ultrasónicas que forman el
mencionado impulso ultrasónico primario (50); y
un elemento de respaldo (22), que tiene una
primera y segunda superficies principales del elemento de respaldo
(22F, 22B), con la primera superficie principal del elemento de
respaldo (22F) unida a la segunda superficie principal del elemento
transductor (12B) del mencionado elemento transductor (12), de
forma que los impulsos ultrasónicos (64) reflejados con una
pluralidad de veces desde las segundas superficies principales del
elemento de respaldo (22B) sean atenuados debido a la pérdida de
propagación y reflexión,
caracterizado porque:
la distancia entre la primera y segunda
superficies principales (22F, 22B) del mencionado elemento de
respaldo (22) es igual a la mitad de la longitud espacial del
mencionado impulso ultrasónico primario (50).
2. El sistema de la reivindicación 1,
caracterizado porque tiene una carcasa (24) y una base (26)
de material de relleno que tiene la mencionada segunda superficie
del elemento de respaldo unida a la misma, y acoplando mecánicamente
el mencionado segundo elemento de respaldo a la mencionada carcasa
(24).
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