Research on Biomedical Engineering
https://www.rbejournal.org/article/5889fb655d01231a018b45f5
Research on Biomedical Engineering
Original Article

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

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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.
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