Lente acústica tridimensional

Lente acústica para aplicaciones médicas y contra la contaminación acústica

Inventores

Juan Martínez Pastor, (Universitat de València); Pedro Luis Galindo Riaño, Andrés Yañez Escolano, Joaquín Pizarro Junquera, Elisa Guerrero Vázquez (Universidad de Cádiz); Lorenzo Sanchis Martínez y Pablo Aitor Postigo Resa.

Antecedentes

Una lente acústica colocada frente a un transductor permite focalizar el haz del ultrasonido en un plano controlado, lo que resulta muy útil por ejemplo en dispositivos de imagen por ultrasonidos para obtener una buena resolución. Las lentes acústicas convencionales, focalizan el sonido para unas determinadas frecuencias y para otras frecuencias se comportan como un material aislante. Sin embargo, estas lentes están basadas en el fenómeno de la refracción lo que ocasiona varios problemas: no son capaces de obtener señales acústicas muy enfocadas, funcionan en modo pulsado y además no permiten trabajar en un alto rango de frecuencias. Tienen la limitación de que su focalización se produce sobre una recta y lo que interesa es que focalice sobre un punto selectivo

La invención

Investigadores de la Universitat de València, en colaboración con la Universidad de Cádiz, han desarrollado una novedosa metodología que permite el diseño de lentes acústicas tridimensionales capaces de focalizar el sonido en un punto, permiten trabajar en modo continuo y en un alto rango de frecuencias, superando los inconvenientes de las lentes acústicas bidimensionales. El nuevo método se basa en la dispersión del sonido por anillos, que distribuidos de manera adecuada, permiten que el foco se localice en un único punto del espacio sobre el eje de simetría. La metodología para el diseño de la lente utiliza herramientas de optimización basadas en diseño inverso, en particular algoritmos genéticos y técnicas de computación. El método permite controlar el número y tamaño de los anillos concéntricos que se utilizan para su diseño, y su distribución espacial.

Aplicaciones

La técnica puede aplicarse en las siguientes áreas:

  • En medicina: Para el diseño de nuevos dispositivos médicos por ultrasonidos: litotricia, ecografías, cirugía no incisiva donde la energía acústica debe ser liberada en zonas específicas del cuerpo a diferente profundidad, etc.
  • En acústica ambiental: Para la reducción del ruido ambiental, como por ejemplo en entornos industriales con máquinas que tienen un espectro estrecho de emisión sonora.
  • En detección de defectos de estructuras: Para la comprobación y análisis mediante un modo no destructivo del interior de objetos no transparentes como puentes, cascos de buques y alas de aviones, en busca de grietas u otros defectos.

Ventajas

Las principales ventajas aportadas por la invención son:

  • Control preciso de la zona concreta donde se focaliza el haz sonoro (permite focalizar el sonido en un punto), y mayor amplitud del haz.
  • Facilidad de adaptación de la lente a la frecuencia de trabajo necesaria según el uso concreto.
  • Menor tiempo de exposición para el sujeto debido al funcionamiento de la lente en modo continuo.
  • Mejora de la claridad de la imagen (sonora) y seguridad en la obtención de imágenes médicas mediante ultrasonidos, especialmente en ecografías.
  • Menor consumo debido a que la potencia necesaria es menor.

Ámbito Temático

  • Médico
  • Acústica ambiental
  • Defectos de estructuras
     

Contacto

OTRI. Universitat de València (UV)

Juan Martínez Pastor
Tel: +34 96 3864044
E-mail: otri@uv.es
Homepage: https://www.uv.es/otri