Propagación de ultrasonidos en tejidos mamarioscontribución al diagnóstico tumoral

  1. Gueiral Dias, Nuno Eduardo
Dirixida por:
  1. Jaime Peón Fernández Director

Universidade de defensa: Universidade de Vigo

Fecha de defensa: 05 de febreiro de 2016

Tribunal:
  1. María Teresa Pérez Iglesias Presidente/a
  2. Elisabete Maria Silva Marques Nogueira Secretario/a
  3. Eugenio Rodríguez Núñez Vogal

Tipo: Tese

Resumo

O estudo em causa enquadra-se na resposta de meios não homogéneos, dispersivos e não dispersivos a estímulos acústicos. Na literatura existem vários estudos [1], [2], [3] e [4], que mostram que a estimulação acústica do meio é conseguida por ultra-som, micro-ondas e laser implicando a alteração da sua impedância acústica podendo esta alteração ser vista pelas respostas termoelástica, viscoelástica e electromagnética do meio [5] [6] e [7]. O tecido cancerígeno apresenta impedância acústica diferente da do tecido limpo (são), a sua resposta a um estímulo acústico pode constituir um método de diagnóstico. Como o ínicio da formação de fissuras em estruturas pode ser detectada por emissão acústica, faz sentido estudar a resposta daqueles tecidos através da emissão acústica pois podem detectar precocemente a formação de um tumor. O trabalho visa o estudo da detecção por emissão acústica da resposta de tecido biológico quando estimulado por pulsos sónicos, não existindo neste momento qualquer literatura sobre o assunto. A modelização do comportamento destes meios pode ser efectuada por um dos métodos mais usados como a Teoria de Meio Efectivo e/ou a Homogeneização de PDE’s (Equações Diferenciais Parciais) [12], [13], [14] e [15].El estudio en cuestión entra dentro de la respuesta de los medios no homogéneos, los estímulos acústicos dispersivo y no dispersivo. En la literatura existen varios estudios [1], [2] [3] y [4], que muestra que la estimulación acústica se logra por medio de ultrasonidos, microondas y láser que impliquen un cambio de su impedancia acústica que puede enmienda sea visto por las respuestas termoelástica medios viscoelástico y electromagnéticos [5] [6] [7]. El tejido canceroso tiene una impedancia acústica diferente a la del paño limpio (que son), su respuesta a un estímulo acústico puede ser un método de diagnóstico. Desde el comienzo de la formación de grietas en las estructuras pueden ser detectadas por emisión acústica, que tiene sentido estudiar la respuesta de los tejidos por la emisión acústica se puede detectar en forma temprana debido a la formación de un tumor. El trabajo tiene como objetivo estudiar la detección de emisión acústica de la respuesta de los tejidos biológicos mediante la estimulación de pulsos sónicos y actualmente no existe bibliografía sobre el tema. La modelización del comportamiento de estos medios se puede hacer por métodos de uso general como la teoría efectiva a medio y / u homogeneización de (Ecuaciones en Derivadas Parciales) [PDE 12], [13] [14] y [15].O estudo en cuestión enmárcase na resposta de medios non homoxéneas, dispersos e non dispersos a estímulos acústicos. Na literatura existen varios estudos [1], [2], [3] e [4], que mostran que a estimulación acústica do medio é conseguir por ultrasóns, microondas e láser implicando a modificación da súa impedancia acústica podendo esta modificación verse polas respostas termoelástica, viscoelásticos e electromagnética do medio [5] [6] e [7]. O tecido canceríxenas presenta impedancia acústica diferente da do tecido limpo (son), a súa resposta a un estímulo acústico pode constituír un método de diagnóstico. Como o inicio da formación de fisuras en estruturas pode ser detectada por emisión acústica, ten sentido estudar a resposta destes tecidos a través da emisión acústica pois poden detectar precozmente a formación dun tumor. O traballo ten como obxectivo o estudo da detección por emisión acústica da resposta de tecido biolóxico cando estimulado por pulsos sônico, non existindo neste momento calquera literatura sobre o tema. A modelización do comportamento destes medios pode ser efectuada por un dos métodos máis utilizados como a Teoría de Medio efectivo e / ou a Homoxeneización de PDE's (ecuacións diferenciais parciais) [12], [13], [14] e [15].Ref. Bibliográficas: 1. Fatemi, M., Greenleaf, J.F., “Vibro-acoustography: An imaging modality based on ultrasound-stimulated acoustic emission”, Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of América, Vol. 96, pp. 6603-6608, 1999. 2. Fatemi, M., Greenleaf, J.F., “Coherent Ultrasound Stimulated Acoustic Emission Imaging”, IEEE Ultrasonics Symposium 1411-1414, 1997. 3. Konofago, E., Thierman J., Hynynen, K., “The use of ultrasound-stimulated acoustic emission in the monitoring of modulus changes with temperature”, Elsevier, Ultrasonics 41 337-345, 2003. 4. Wang, L.V., Zhao, X., Sun, H. e Ku, G., “Microwave-induced acoustic imaging of biological tissues”, Review of Scientific Instruments, Vol.70, n.º9, 1999. 5. Liu, C.K., Latona, N.P., DiMaio, G.L., Cooke, P.H., “Viscoelasticity studies for a fibrous collagen material: chrome-free leather”, Mater Sci 42, 8509-8516, 2007. 6. Greenleaf, J.F., Fatemi, M. e Insana, M., “Selected methods for imaging elastic properties of Biological Tissues”, Annual Review of Biomedical Engineering, n.º5, pág.57 a 78, 2003. 7. Hensman, J., Mills, R., Pierce, S.G., Worden, K. e Eaton, M., """"Locating acoustic emission sources in complex structures using Gaussian processes"""", Mechanical Systems and Signal Processing 24, 211–223, 2010. 8. Xua, M. e Wang, L.V., “Photoacoustic imaging in biomedicine”, Review of Scienti?c Instruments 77, 041101, 2006. 9. Sridhar, M., e Insana, M. F., """"Imaging Tumor Microenvironment with Ultrasound"""", Springer-Verlag Berlin Heidelberg, 2005. 10. Belikov V. T., “Modeling of Acoustic-Emission Processes in a Solid”, Russian Journal of Nondestructive Testing, Vol. 44, nº6, pp. 429-435, 2008. 11. Peón-Fernández, J., Martin-Herrero, J., Banerji, N. e Iglesias, T.P., “Numerical study of effective permittivity in composite systems”, Departamento de Física Aplicada, Faculdade de Ciências, Universidade de Vigo, Espanha, 2004. 12. Bergman, D., Lions, J.-L., Murat, F., Tartar, L. e Sanchez-Palencia, E., “Les Méthodes de l´Homogénéisation: Théorie et Application en Physique”, Eyrolles, Montpellier, 1985. 13. Lévesque, M., “Modélisation du comportment mécanique de matériaux composites viscoélastique non linéaires par un approche d’homogénéisation”, Tese Doutoramento da Escola Nacional de Artes e Medidas, especialidade de Mecanica e Materiais, França, 2004 14. Ericksen, J.L., Kinderlehrer, D., Kohn, R., e Lions, J.-L., “Homogenization and Effective Moduli of Materials and Media”, Springer, New York, 1986. 15. Ammari, H., Capdeboscq, Y., Kang, H. e Kozhemyak, A., """"Mathematical Models and Reconstruction Methods in Magneto-Acoustic Imaging"""", European Journal of Applied Mathematics, 2009. 16. Bruneau, M. e Potel, C., “Materials and Acoutics Handbook”, Wiley, 2006. 17. Koval Junior, G., “Aplicação da teoria da Homogenização em Materiais Compósitos Viscoelásticos”, Dissertação do Programa de Pós-Graduação em Engenharia Civil, Universidade Federal do Rio Grande do Sul, Porto Alegre, Brasil, 2003. 18. Hanagud, S. e Clinton, R.G., “Acoustic Emission thecniques in the development of a diagnostic tool for osteoporosis”, Ultrasonic Symposium Proceedings, IEEE, 1975. 19. Franke, R.P."; Dorner, P.; Schwalbe, H.-J.;" Ziegler, B., “Acoustic emission measurement system for the orthopedic diagnostics of the human femur and knee joint”, Journal of Acoustic Emission, 2004. 20. Kim,B.S., Park,S.M., Hyun, J.S. e Song, G.W., “The Evaluation of Fatigue Crack Propagation by Acoustic Emission”, DGZfP-Proceedings - EWGAE, 2004. 21. Spadoni, A., Daraio, C., “Generation of Sound Bullets with a Nonlinear Acoustic Lens”, California Institute of Technology, Pasadena, 2009. 21. Svitil, K. “‘Sound bullets’ act like sonic scalpels”, http://futurity.org/top-stories/sound-bullets-act-like-sonic-scalpels/, 3 de Abril de 2010