Research on Biomedical Engineering
http://rbejournal.org/article/doi/10.4322/rbeb.2012.003
Research on Biomedical Engineering
Original Article

Determinação da sensibilidade de transdutores ultrassônicos para fisioterapia pelo método da autorreciprocidade

Sensitivity determination of physiotherapy ultrasonic transducers by the self-reciprocity method

Abrunhosa, Viviane Mendes; Costa-Félix, Rodrigo Pereira Barretto da; Von Kruger, M.A.; Pereira, Wagner Coelho de Albuquerque

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Resumo

A radiação ultrassônica é frequentemente utilizada em fisioterapia para tratar lesões de tecidos moles. Entretanto, os profissionais de fisioterapia não têm como saber, com exatidão, a quantidade de energia emitida pelos transdutores destes equipamentos caso a calibração dos mesmos não seja apropriadamente realizada. O objetivo do presente estudo é mostrar uma forma de calibrar a sensibilidade de transmissão de transdutores ultrassônicos de fisioterapia pelo método de autorreciprocidade. A título de exemplo, este método foi testado na calibração de três transdutores, os resultados obtidos com os coeficientes de variação foram inferiores a 6%. Observou-se que as sensibilidades de 1 dos 3 transdutores avaliados é linear, dentro da faixa da frequência utilizada para uma tensão de excitação variando de 3,5 a 10,5 V medidos pico a pico, enquanto os outros 2 não são lineares nesta mesma faixa de tensões. Isto indica que pode haver casos em que o aumento do sinal de excitação não implique o correspondente aumento proporcional da energia ultrassônica. Esta informação precisa ser levada em consideração quando executado o projeto da eletrônica do equipamento, a fim de assegurar que a escala nominal seja fiel à potência acústica gerada. Os procedimentos experimentais foram baseados na normalização internacional de calibração de hidrofones (transdutores).

Palavras-chave

Metrologia, Ultrassom, Calibração, Transdutor, Fisioterapia.

Abstract

Ultrasonic irradiation is frequently used in physiotherapy to treat soft tissue injuries. It must be pointed however that physiotherapists have no means to know exactly the amount of energy emitted from the transducers of such equipments because of limitations in their calibration. The objective of the present study is to show one possible way to perform sensitivity calibration of ultrasonic physiotherapy transducers by a self-reciprocity method. As exemplification the method was tested in the calibration of 3 transducers for an excitation voltage varying from 3.5 to 10.5 Vpp and the results show a relative error of less than 6%. It was observed that, on their respective frequency band, one transducer was linear and two were not linear, for the same excitation voltage. This indicates that for some transducers a linear increase in excitation voltage may not correspond to a proportional increase in the ultrasonic output energy. Such information must be taken into account in the electronics project of the equipment in order to ensure that the nominal scale is a reliable indicator of the acoustic power generated. The experimental procedures were based on international standards (IEC 60866). The following step is to adapt this method to characterize ultrasound beams with exciting tensions capable to generate acoustic intensities in therapeutic levels.

Keywords

Metrology, Calibration, Ultrasound, Transducers, Physiotherapy.
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Res. Biomed. Eng.

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