Dispositivo portátil para análise preditiva de pressão acústica de transdutores de ultrassom

• Processo: 16/02030-2
• Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Pesquisa Inovativa em Pequenas Empresas - PIPE
• Data de Início da vigência: 01 de fevereiro de 2016
• Data de Término da vigência: 31 de outubro de 2016
• Área de conhecimento: Engenharias - Engenharia Elétrica
• Pesquisador responsável: Rogerio Bulha Siqueira
• Beneficiário: Rogerio Bulha Siqueira
• Empresa: Figlabs Pesquisa e Desenvolvimento Ltda (Figlabs)
• Vinculado ao auxílio: 15/08557-0 - Dispositivo portátil para análise preditiva de pressão acústica de transdutores de ultrassom, AP.PIPE
• Assunto(s): Equipamentos e provisões Processamento de sinais Análise preditiva Transdutores Ultrassom
• Palavra(s)-Chave do Pesquisador: Analise preditiva | pressão acústica | Processamento de Sinais | Software Embarcado | transdutores de ultrassom | ultrassom para terapia e diagnóstico | Equipamentos médicos

Resumo

O transdutor é o componente fundamental de aparelhos ultrassom. Ele é formado por elementos piezoelétricos, responsáveis por converter energia mecânica em elétrica e vice-versa. A variedade em formato, frequências e tamanhos possibilita seu uso para diversas aplicações clínicas em métodos de imagem ou terapia. O transdutor é um dos componentes mais sensíveis a impactos, mal-uso e aquecimento. Desta forma, é um dos componentes mais substituídos em manutenções e, frequentemente, associados à má qualidade de imagens em aparelhos de diagnósticos defeituosos. Elementos piezoelétricos danificados podem gerar artefatos em imagens em modo-B e/ou lóbulos laterais que causam erros no cálculo Doppler de velocidade do sangue. Além disso, um transdutor descalibrado - operando em faixas de intensidade acústica diferentes das especificadas - pode tanto ser ineficaz em tratamentos terapêuticos quanto causar danos ao tecido biológico durante a terapia ou o diagnóstico. Preocupantemente, a calibração deste componente somente é realizada durante seu processo de fabricação. Um dos fatores para a falta de avaliação preditiva da qualidade dos equipamentos de ultrassom é a não obrigatoriedade da aferição destes equipamentos pelos órgãos regulamentadores nacionais ou internacionais, apesar da recomendação por normas. Assim, os usuários somente avaliam os transdutores quando o mau funcionamento dos mesmos impede totalmente seu uso, seja pela impossibilidade de geração de imagens ou evidente ineficácia terapêutica. Nesta pesquisa, um dispositivo para medição de Força de Radiação Acústica (FRA) utilizando um sensor magnético será desenvolvido para a avaliação preditiva do funcionamento de transdutores de ultrassom de imagem e de terapia. O dispositivo será composto por: suporte que acoplará diferentes tipos de transdutores, material para acoplamento acústico com partículas magnéticas, sensores (de campo magnético, de temperatura e de pressão) e um circuito eletrônico para controle, aquisição, processamento e comunicação de sinal. A FRA produzida pelo transdutor deslocará as partículas magnéticas dispersas no material de acoplamento que deverá gerar componentes estáticas e dinâmicas no sinal magnético medido pelo sensor. Os principais desafios desta pesquisa serão: 1) desenvolver materiais magnetizados a base de parafina gel que gerem oscilação do campo magnético devido a atuação das ondas acústicas; 2) desenvolver uma montagem estável com blindagens e cancelamento ativo de ruídos externos para que a medição do campo magnético possa ser robusta em um aparelho portátil em diferentes ambientes; 3) desenvolver um sistema de travamento do transdutor com sensores de pressão para que a medição do deslocamento das partículas magnéticas não sofra interferências devido ao mau posicionamento do transdutor. O dispositivo deverá ser de fácil uso para profissionais de saúde, com robustez para ser operado em ambientes sem blindagem magnética como consultórios, hospitais e clínicas, de custo que incentive a compra do mesmo junto com o aparelho de ultrassom. O dispositivo deverá alertar os primeiros sinais de mau funcionamento dos transdutores ou equipamentos. Dessa forma, a manutenção ou substituição dos mesmos poderá ser programada reduzindo custos e impactos administrativos devido ao reagendamento de exames, extensão da internação de pacientes, inconvenientes aos pacientes, perda de produtividade, e, principalmente, garantir o diagnóstico e terapia eficazes aos pacientes. (AU)