Configuración del patrón de focalización en lentes de ultrasonidos

Abstract

En este proyecto se ha realizado un estudio acerca de las lentes Fresnel y su posible aplicación en el entorno de la medicina mediante el uso de ondas de ultrasonido. Este trabajo empieza con un desarrollo teórico de las ecuaciones que definen el comportamiento de lentes Fresnel ante ondas esféricas y el posterior diseño de las características de la lente utilizada a lo largo del proyecto. Seguidamente, también se han realizado simulaciones para demostrar el correcto funcionamiento del experimento y desarrollar un sistema de configuración del patrón de focalización en lentes de ultrasonidos. Finalmente, con la ayuda de un sistema acuático robotizado diseñado en el laboratorio de Física de la ETSIT y diversos transductores, se han realizado distintas medidas para tratar de demostrar experimentalmente la eficacia de nuestra idea. A lo largo de los tres bloques claramente diferenciados: modelo teórico, simulaciones y experimentos, ha sido necesario aplicar diversos conceptos relacionados con el procesado de señal y diseño de aplicaciones mediante Matlab, control remoto de instrumentos electrónicos, y uso de Comsol Multiphysics.

A aquest projecte s'ha realitzat un estudi sobre les lents Fresnel i la seua possible aplicació en l'entorn de la medicina mitjançant l'ús d'ones d'ultrasò. Aquest treball comença amb un desenvolupament teòric de les equacions que defineixen el comportament de lents Fresnel davant ones esfèriques i el posterior disseny de les característiques de la lent utilitzada al llarg del projecte. Seguidament, també s'han realitzat simulacions per demostrar el correcte funcionament de l'experiment i dissenyar un sistema de configuració del patró de focalització en lents d'ultrasò. Finalment, amb l'ajuda d'un sistema aquàtic robotitzat dissenyat al laboratori de Física de l'ETSIT i diversos transductors, s'han realitzat diferents mesures per intentar demostrar experimentalment l'eficàcia de la nostra idea. Al llarg dels tres blocs clarament diferenciats: model teòric, simulacions i experiments, ha estat necessari aplicar diversos conceptes relacionats amb el processat de senyal i disseny d'aplicacions mitjançant Matlab, control remot d'instruments electrònics, i ús de Comsol Multiphysics.

A study has been made about Fresnel lenses and their possible application in the field of medicine through the use of ultrasound waves. This work begins with a theoretical development of the equations that define the behavior of Fresnel lenses with spherical waves and the subsequent design of the characteristics of the lens used throughout the project. Moreover, simulations have also been carried out to demonstrate the correct functioning of the experiment and develop a configuration system of focalization patterns in ultrasonic lenses. Finally, using a robotic aquatic system designed in the ETSIT Physics laboratory and various transducers, different measures have been done to demonstrate experimentally the effectiveness of our idea. Throughout the three clearly differentiated blocks: theoretical model, simulations and experiments, it has been necessary to apply various concepts related to signal processing and Matlab application design, remote control of electronic instruments, and use of Comsol Multiphysics.