Resumen
El presente proyecto tiene como objetivo el diseño, desarrollo y posterior construcción de un tomógrafo foto-acústico utilizando un conjunto de transductores piezoeléctricos. La precisión mfnima exigida al sistema es aproximadamente de 2 mm, tamaño típico de la tumoración a partir del cual el comportamiento de la masa tumoral se convierte en exponencial.
La técnica de tomografía foto-acústica ha experimentado un auge considerable durante la ultima década debido principalmente al desarrollo de nuevos dispositivos de transducción, tales como Jos materiales poliméricos piezoeléctricos o los micro transductores capacitivos, al desarrollo de cerámicas piezoeléctricas cada vez más sensibles o a los cada vez más potentes equipos informáticos, que permiten aplicar técnicas de reconstrucción de imagen más rápida y precisa. Basándonos en el historial científico del solicitante, en este proyecto se pretenden aplicar técnicas de diseño de transductores utilizadas usualmente en otros ámbitos de investigación, como la detección acústica de partículas, con el objetivo de mejorar Ja recepción de señal acústica producida por efecto foto-acústico. Existe una similitud considerable entre la detección acústica de partfculas y la técnica foto-acústica, ya que ambos procesos están basados en el mismo concepto: la emisión termo-acústica de ultrasonidos a partir de una deposición rápida de energfa en un medio ..
El proyecto se ha dividido en 4 objetivos intermedios, los dos primeros están íntimamente
relacionados con la aplicación de técnicas de simulación a materiales piezoeléctricos, bien analíticas o bien numéricas, la aplicación de la técnica de diferencias finitas para realizar la simulación de la reconstrucción de imagen a partir de señales de efecto foto-acústico y con la construcción y posterior calibración del dispositivo diseñado. Los dos objetivos siguientes en el
trabajo propuesto consistirán en la implementación del sistema de transducción, junto con el hardware asociado, dentro de un sistema de tomografía foto-acustica. Para ello se cuenta con la colaboración del grupo del investigador Jose Maria Benlloch, director del instituto 13M de la Universidad Politécnica de Valencia, que cuenta con una reconocida carrera investigadora en el
ámbito de la imagen médica. Una vez implementado el dispositivo experimental de tomografía se procederá con las medidas de calibración y la aplicación de técnicas de reconstrucción de imagen a partir de señales acústicas mediante el uso de material inerte de prueba. Cuando el dispositivo esté caracterizado se abordará el objetivo final del proyecto, que consistirá en obtener imágenes médicas de animales in vivo. Para ello se contará con la experiencia y el conocimiento del equipo de investigación del I3M.
Uno de los aspectos más importantes del proyecto será poder estudiar la utilización de la tomografía foto-acústica en la monitorización de tumores mediante la observación de vascularización tumoral, hipoxia de tejido (concentración de hemoglobina) o incluso la aplicación de material de contraste apropiado
