ES2846738T3 - Transductor que comprende un dispositivo para emitir ondas ultrasónicas de torsión - Google Patents

Transductor que comprende un dispositivo para emitir ondas ultrasónicas de torsión Download PDF

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Abstract

La presente invención se refiere a un dispositivo para la emisión de ondas que comprende un actuador electromecánico estimulado por un generador de señales que le permite generar ondas de torsión con una mayor amplitud, así como a un transductor ultrasónico que comprende dicho dispositivo. El empleo de estos dispositivos permite la reconstrucción de las características estructurales de los materiales que se someten a las ondas generadas con el dispositivo emisor.

Description

DESCRIPCIÓN
Transductor que comprende un dispositivo para emitir ondas ultrasónicas de torsión
Campo de la técnica
La presente invención se refiere a transductores piezoeléctricos usados en las industrias de diagnóstico médico, monitorización industrial y aeronáutica, entre otras. Más específicamente, la presente invención se refiere a un transductor piezoeléctrico para generar y recibir ondas ultrasónicas y sónicas de torsión en medios sólidos cuasincompresibles (con un coeficiente de Poisson cercano a 0,5), geles y determinados fluidos.
El campo de aplicación de la presente invención son los análisis no destructivos de materiales, y específicamente el uso de ondas ultrasónicas para analizar, preferiblemente, tejidos biológicos. Los dispositivos de este tipo permiten obtener información estructural sobre entornos físicos y químicos y conseguir señales o impulsos eléctricos basándose en esta información, o viceversa.
Estado de la técnica
Las ondas de torsión son una distribución espacial de ondas transversales que se propagan a lo largo de un eje en las que se produce un movimiento de partículas a lo largo de una circunferencia, cuyo centro es dicho eje, de tal manera que la amplitud del movimiento en el plano de generación es proporcional a la distancia desde el eje dentro del diámetro del transductor.
Estas ondas se propagan a través de medios sólidos y semisólidos, pero no a través de líquidos perfectos, de modo que medir la velocidad del sonido en medios de este tipo puede ser muy útil para estudiar sus características estructurales.
Un transductor es un dispositivo capaz de transformar o convertir un tipo específico de energía de entrada en otro tipo diferente de energía de salida. Estos dispositivos incluyen, entre otros, transductores electromecánicos que transforman energía eléctrica en energía mecánica en forma de desplazamientos bidireccionales acoplados elásticamente con tensiones.
Los transductores ultrasónicos emiten y reciben ondas ultrasónicas, lo que permite, basándose en la mecánica de sólidos, identificar cambios de consistencia de tejidos que pueden indicar la presencia de tumores, y cuantificar cambios mecánicos o físicos en el tejido puede anticipar determinadas patologías antes que otras técnicas de diagnóstico. Actualmente, la única técnica práctica para la detección de nódulos consiste en la palpación manual. El problema de los materiales cuasicompresibles (tejidos blandos y geles), cuyo coeficiente de Poisson es de aproximadamente 0,5, consiste en que su módulo de volumen y su módulo de cizalladura son diferentes. En estos materiales se propagan ondas de tipo P y S con magnitudes diferentes; se generan ondas P espurias que predominan y enmascaran las ondas S, no permitiendo a los dispositivos comerciales leer las ondas S que proporcionan información sobre el módulo de cizalladura.
Además, la técnica de ultrasonidos es una técnica económica que no tiene efectos ionizantes como otros medios de diagnóstico tales como los rayos x.
Los transductores ultrasónicos convencionales emiten y reciben ondas P y ondas S, en los que las ondas P son ondas longitudinales mientras que las ondas S son ondas que se propagan de manera transversal. También se conoce que la velocidad de las ondas P es de un orden muy superior al de la velocidad de las ondas S. Se generan por la excitación eléctrica de cristales piezoeléctricos dispuestos en determinadas direcciones con respecto a la polarización de los mismos, de modo que generan movimientos de compresión o de cizalladura.
Por medio de ecuaciones de propagación de ondas elásticas, la propagación de ondas de torsión se correlaciona con el módulo de cizalladura, mientras que la propagación de ondas longitudinales se correlaciona con el módulo de volumen. En los tejidos blandos, el módulo de volumen sólo cambia en fracciones de un porcentaje con patologías, mientras que el módulo de cizalladura cambia en varios órdenes de magnitud, de modo que, al usar transductores ultrasónicos basados en ondas de torsión, puede conseguirse una sensibilidad mucho mayor que la obtenida con transductores ultrasónicos basados en ondas P y ondas S.
Se conocen generadores para generar ondas de torsión mediante devanados; sin embargo, tienen el inconveniente principal del límite de frecuencia superior dado que no permiten emitir ondas ultrasónicas, y lo más importante, implican una contaminación con otras ondas espurias como resultado de la complejidad de los sistemas y el acoplamiento entre varios modos de movimiento. Este es el caso del documento de patente US 5.321.333 que divulga un dispositivo bilateral (que genera ondas respectivas en cada extremo) para generar movimientos de cizalladura basados en la combinación de elementos piezoeléctricos polarizados que están unidos a un vástago sólido para transmitir el movimiento.
También se conocen transductores que emiten ondas de torsión como los descritos en el documento de patente WO 2012172136. En este documento de patente, se generan ondas de torsión como resultado de un disco de transmisión que combina un par de discos elásticos que proporcionan la inercia requerida para reducir la frecuencia de resonancia y la rigidez para reducir las ondas de dilatación, y una selección de elementos piezoeléctricos transversalmente polarizados que transforman la señal eléctrica en un movimiento mecánico. Sin embargo, la señal recibida con los dispositivos descritos contiene demasiado ruido, por lo que su análisis plantea problemas graves. La falta de calidad de esta señal no permite una reconstrucción correcta de las características estructurales del espécimen en determinadas situaciones.
También se conocen técnicas para evaluar la elasticidad del tejido [Parra-Saavedra, M., Gómez, L, Barrero, A., Parra, G., Vergara, F. y Navarro, E. (2011) Ultrasound in Obstetrics \&Gynecology 38, 44-51], [Peralta, L, Bochud, N. y Rus, G. (2013) Submitted to J. Mechanical Behavior of Biomedical Materials], [Feltovich, H., Hall, T., y Berghella, V. (2012) American journal of obstetrics and gynecology 207, 345-354] o [Feltovich, H., Hall, T. y Berghella, V. (2012) American journal of obstetrics and gynecology 207, 345-354], tales como la elastografía de onda de cizalladura (SSI) o el índice de consistencia cervical (CCI) y el histograma de niveles medios de gris. Estas técnicas presentan diversos inconvenientes porque generan ondas de compresión espurias que enmascaran las ondas de cizalladura relevantes. Además, la velocidad que define la rigidez cervical es habitualmente mucho más alta que la velocidad de onda de cizalladura máxima dado que esta última está limitada por la velocidad de formación de imágenes de la SSI. Por otro lado, el mapa de color de la elastografía cuasiestática es sólo una descripción cualitativa de la distribución relativa de tensiones, sin llegar a ser una descripción cuantitativa de la rigidez real del tejido.
El principio físico para caracterizar mecánicamente la estructura de un medio es: una magnitud física se propaga en forma de una onda a través del medio que va a analizarse, que distorsiona la onda hasta que se mide en una superficie accesible. Los parámetros mecánicos responsables de la modificación de la onda pueden deducirse a partir de las mediciones realizadas por medio de la teoría del problema inverso basados en modelos. Esta técnica es la estrategia más potente conocida hasta la fecha.
Se conocen diversos productos comerciales entre los dispositivos elastosonográficos, tales como Fibroscan® (http://www.fibroscan.co.uk/) que sólo emite un pulso de ondas de compresión de baja frecuencia, cuya propagación se monitoriza por medio del principio elastográfico usando un segundo frente de ondas de compresión a mayor frecuencia.
Por tanto, existe la necesidad de desarrollar transductores alternativos capaces de emitir y recibir ondas de torsión con frecuencia ultrasónica que permitan obtener una sensibilidad adecuada para la detección de irregularidades en la consistencia de tejido que no han podido detectarse hasta ahora excepto por palpación, sin que la señal se contamine por ondas espurias.
Objeto de la invención
La presente invención se refiere a un dispositivo que permite identificar cambios de consistencia en los materiales bajo estudio.
Se proporcionan un transductor según la reivindicación 1 y un método de uso según la reivindicación 5.
Específicamente, en un primer aspecto, la invención describe un emisor de ondas de torsión, a continuación en el presente documento “emisor de la invención", que comprende un actuador electromecánico estimulado por un generador de señales que permite generar ondas de torsión con una mayor amplitud.
Un segundo aspecto de la invención se refiere a un transductor ultrasónico, a continuación en el presente documento “transductor de la invención", que comprende el emisor de la invención.
Esta invención se basa en la generación y la medición de ultrasonidos por medio del uso no convencional de ondas de superficie y/o de cizalladura en lugar de ondas longitudinales, dado que las ondas de cizalladura son varios órdenes de magnitud más sensibles a los cambios en la microestructura del estroma cervical relevante, que están estrechamente relacionados con los módulos de cizalladura viscoelásticos del tejido.
A diferencia de los dispositivos conocidos, particularmente los descritos en el documento de patente WO 2012172136, se generan ondas con un actuador electromecánico estimulado por un generador de señales eléctricas y se traducen en una magnitud de señal hasta 10 veces mayor (partiendo desde valores de entre 2 y 3 mV hasta valores máximos de entre 20 y 40 mV), lo que reduce considerablemente el nivel de ruido, y, por consiguiente, facilita el análisis de las ondas recibidas.
Igualmente, el emisor de la invención permite emitir ondas de torsión a varias frecuencias por medio de excitación eléctrica a dichas frecuencias, cuya velocidad de propagación depende directamente del módulo de cizalladura, principal indicador de consistencia de tejidos blandos. El uso de ondas de torsión ofrece una mayor sensibilidad en la detección de irregularidades en la consistencia de tejidos y tiene la ventaja de eliminar prácticamente todas las ondas de compresión que contaminan la señal debido a sus complejos modos de propagación.
El uso de ondas ultrasónicas como magnitud física presenta dos ventajas fundamentales. En primer lugar, es una onda mecánica que puede controlarse, y, por tanto, es más sensible a las propiedades mecánicas que cualquier otra medición indirecta. En segundo lugar, la onda se genera en un régimen de baja energía que es más sensible a los cambios de consistencia de tejidos que las ondas generadas en un régimen de alta energía.
Por tanto, el transductor de la invención permite identificar, basándose en la mecánica de sólidos, los cambios de consistencia de tejidos que pueden indicar la presencia de tumores y cualquier trastorno que se manifiesta en forma de dichos cambios de consistencia.
Descripción de los dibujos
La figura 1 representa el emisor. Pueden verse el elemento (1) de contacto, el actuador (2) electromecánico y el generador (3) de señales eléctricas, representando (e) el eje del emisor.
La figura 2 representa el elemento (1) de contacto. (B) representa la base más grande del cono truncado y (b) representa la base más pequeña.
La figura 3 representa una sección del receptor en la que pueden verse los anillos (anillo 4a frontal y anillo 4b posterior) y los elementos (5) piezoeléctricos. (e') representa el eje del receptor.
La figura 4 representa la disposición del emisor y el receptor en la que pueden verse el elemento (1) de contacto, los anillos (4) y los elementos (5) piezoeléctricos. (e') representa el eje del receptor, que coincide con el eje del emisor en esta disposición.
La figura 5 representa esquemáticamente el contacto entre el transductor y el espécimen (S). (P) representa el plano de contacto, (1) el elemento de contacto, (2) el actuador electromecánico, (4a) el anillo frontal, (4b) el anillo posterior y (5) los elementos (5) piezoeléctricos.
La figura 6 representa un elemento (5) piezoeléctrico y la dirección de polarización (P) del mismo.
La figura 7 muestra una sección del transductor de la invención en la que puede verse la disposición del emisor, en la que (1) representa el elemento de contacto y (2) el actuador electromagnético, con respecto al receptor, (4a) y (4b) representan los anillos superior y posterior y (5) los elementos piezoeléctricos, y la disposición de los mismos en el interior de una carcasa (7) junto con los elementos (8) de atenuación.
Descripción de la invención
A lo largo de la presente descripción, “espécimen" debe entenderse como el material, preferiblemente un tejido, un cultivo tisular o un cultivo celular, a través del que se hacen pasar ondas emitidas por el transductor con el fin de conocer sus características estructurales (parámetros elásticos, parámetros viscoelásticos, geometría microestructural, porosidad, o modelos de disipación de energía, entre otros).
Con el propósito de la presente invención, “actuador electromecánico" se entenderá como un dispositivo capaz de transformar energía eléctrica en un movimiento, particularmente un movimiento de rotación. En una realización particular adecuada para esta invención, el actuador electromecánico se estimula con una señal eléctrica generada por un generador de pulsos eléctricos y es capaz de transformar dicha señal en una fracción mínima de una rotación que se usará para generar la onda que se analiza posteriormente.
Un ejemplo de actuadores de este tipo puede consistir en un motor electromagnético.
Con el propósito de la presente invención, el actuador electromecánico se estimula por medios capaces de generar ondas o señales eléctricas, a continuación en el presente documento “generador de señales eléctricas." “Señal eléctrica” se entiende como una magnitud eléctrica cuyo valor depende del tiempo. Con el propósito de la presente invención, se considerarán las magnitudes constantes como casos particulares de señales eléctricas. Las señales eléctricas generadas por un generador de señales eléctricas pueden ser señales periódicas (senoidales, cuadradas, triangulares, con forma de “diente de sierra", etc.). Por tanto, al conectar el generador a un actuador que transforma la señal en un movimiento de rotación, dicho actuador rota una fracción mínima de vuelta dependiendo de la tensión, la frecuencia y/o el tiempo entre pulsos determinados por la señal.
Como generador de señales eléctricas puede usarse cualquier circuito electrónico que digitalice las señales eléctricas a las frecuencias deseadas. Otro ejemplo de generador de señales eléctricas usado en los diseños experimentales de la presente invención puede ser un osciloscopio, dado que permite emitir una señal eléctrica con una tensión variable durante un tiempo específico.
“Material biocompatible" se entenderá como un material cuya composición no interfiera con ni provoque degradación del medio biológico en el que se usa. Estos materiales se usan normalmente para confeccionar dispositivos o elementos de los mismos que deben estar en contacto directo temporal o prolongado con los tejidos y fluidos internos del cuerpo, tales como sondas, jeringas, prótesis, etc. Un ejemplo de este material es el ácido poliláctico (PLA).
“Elemento de contacto’’ se refiere a la parte o al elemento que está ubicado en la parte distal o frontal del transductor y entra en contacto con el espécimen sobre el que va a transmitirse la onda. La superficie del elemento de contacto que entra en contacto con el espécimen debe ser considerablemente plana para permitir una transmisión de onda adecuada.
Emisor de la invención
En el contexto definido, un primer aspecto de la invención consiste en un dispositivo emisor (“emisor de la invención’’) para emitir ondas ultrasónicas de torsión que comprende (figura 1) un generador (3) de señales eléctricas conectado a un actuador (2) electromecánico que está unido a su vez al elemento (1) de contacto, de tal manera que cuando el actuador recibe señales eléctricas, induce un movimiento de rotación del elemento de contacto, y cuando dicho elemento de contacto entra en contacto con el espécimen, induce una onda de torsión que atraviesa dicho espécimen.
Con esta configuración, la onda transmitida por el transductor de la invención es una onda de torsión, no una onda longitudinal, que mejora la calidad de las señales recibidas. A diferencia de otros transductores conocidos que tienen un frente de ondas plano que avanza en profundidad, el frente de onda conseguido con el emisor de la invención es un frente de ondas que se propaga radialmente y que penetra simultáneamente (frente toroidal).
Con este emisor puede conseguirse una magnitud de señal con valores máximos de entre 20 y 40 mV.
Otro aspecto de la invención se refiere al método para emitir ondas de torsión usando el emisor de la invención.
En una realización particular, la señal eléctrica usada para estimular el actuador en este método será una señal oscilatoria, más preferiblemente una señal sinusoidal e incluso más preferiblemente una señal senoidal.
En este caso, el cambio de tensión a lo largo del tiempo corresponde a la siguiente función:
Figure imgf000005_0001
donde A es la amplitud máxima de la onda, que se corresponde con la tensión de generación máxima.
El elemento de contacto tiene una forma considerablemente troncocónica (figura 2), de tal manera que su base (b) más pequeña está unida al actuador electromecánico y su base (B) más grande está dispuesta en el extremo distal del transductor de la invención de modo que entra en contacto con el espécimen sobre el que va a transmitirse la onda de cizalladura.
En una realización preferida, el elemento de contacto está compuesto por un material biocompatible.
En otra realización particular, el actuador electromecánico está recubierto por una jaula de Faraday que elimina el ruido electrónico. Específicamente, el actuador electromecánico está envuelto con un recubrimiento conductor que actúa como una jaula de Faraday.
Transductor de la invención
Un segundo aspecto de la invención se refiere a un transductor capaz de generar un pulso ultrasónico de torsión que se propaga al atravesar el espécimen, y que es capaz de captar el pulso distorsionado después de que atraviesa el espécimen. Dicho transductor (“transductor de la invención”) es un transductor que comprende el emisor de la invención y medios para recibir la señal distorsionada después de que atraviesa el espécimen, a continuación en el presente documento “receptor’.
El receptor del transductor de la invención (figura 3) comprende dos o más elementos (5) piezoeléctricos ubicados equidistantes entre sí y colocados entre dos anillos (4a y 4b). Los anillos están compuestos por un material no conductor, más preferiblemente un material biocompatible, de tal manera que cada elemento piezoeléctrico está en contacto con dos electrodos de cargas diferentes, dispuestos en perpendicular a la polarización de dichos elementos piezoeléctricos.
Según la invención (figura 4), el eje de rotación (e’) de los anillos (4) del receptor y el eje (e) del elemento (1) de contacto deben coincidir entre sí, estando ubicado el emisor en el interior de los anillos.
Igualmente (figura 5), con el fin de que tanto el emisor como el receptor estén en contacto con el espécimen (S), la cara exterior de uno de los anillos, denominado anillo (4a) frontal, y la superficie plana del elemento (1) de contacto deben estar ubicadas en el mismo plano (P) (plano de contacto).
En otra realización particular, las caras de los anillos que entran en contacto con los elementos piezoeléctricos (caras interiores) se recubrirán con una resina de plata conductora, que actuará la mayor parte del tiempo como un electrodo en las caras de unión entre los elementos piezoeléctricos y los anillos, de tal manera que cada anillo actuará independientemente como el ánodo y el cátodo.
La polarización, que se entiende que es la dirección entre las cargas positivas y negativas del electrodo, de los elementos piezoeléctricos puede llevarse a cabo de dos maneras diferentes. En una realización preferida, la polarización es paralela al eje, estando dispuestos los electrodos en caras laterales de dichos elementos piezoeléctricos; en una realización más preferida, la polarización (P) es perpendicular al eje en la dirección radial, estando dispuestos los electrodos en la unión entre dichos elementos piezoeléctricos y los anillos (figura 6).
En una realización preferida, los elementos (5) piezoeléctricos están compuestos por cerámica piezoeléctrica PZT-4 o PZT-5.
Los elementos de transmisión y recepción del transductor están dispuestos en el interior de una carcasa (7, figura 7) que, además de proteger el transductor frente a impactos físicos (tales como caídas o arañazos), garantiza la funcionalidad del dispositivo, dado que cada elemento está fijado en su posición correcta.
En el caso particular en el que el receptor del transductor de la invención está formado por anillos concéntricos, la carcasa debe permitir que el emisor permanezca ubicado en el interior de dichos anillos, tal como los ejes de rotación de los mismos.
En una realización preferida, la carcasa está compuesta por ácido poliláctico (PLA).
El transductor de la invención comprende además un elemento (8) de atenuación, preferiblemente una resina de atenuación, fijado a la cara exterior del anillo que está más alejado de la zona de contacto con el espécimen, con el fin de impedir la propagación de ondas de torsión en el sentido opuesto al del espécimen, y, por tanto, impedir también pérdidas de energía. De ese modo, la emisión efectiva de ondas de torsión se produce en sólo una cara del transductor, es decir, la cara que se pone en contacto con el espécimen, anulándose la oscilación de la cara posterior por medio del elemento de atenuación. Además, la anulación de las ondas emitidas en el sentido opuesto al sentido del espécimen significa que las ondas emitidas requieren un procesamiento más sencillo, dado que se consigue una señal más limpia.
En una realización incluso más particular, el transductor de la invención que permite emitir y recibir ondas de torsión comprende los siguientes elementos:
• Un emisor que comprende:
◦ un generador de señales eléctricas
◦ un actuador electromecánico conectado al generador de señales eléctricas y recubierto por una jaula de Faraday,
◦ un elemento de contacto unido al actuador electromecánico de tal manera que cuando el actuador recibe señales eléctricas, induce un movimiento de rotación del elemento de contacto; y
• Un receptor que comprende:
◦ dos anillos compuestos preferiblemente por un material no conductor,
◦ dos o más elementos piezoeléctricos dispuestos entre los anillos anteriores y separados de manera equidistante.
• Una carcasa que permite que el emisor permanezca ubicado en el interior del receptor de tal manera que los ejes del elemento de contacto y los anillos coinciden entre sí y la parte exterior de dicho elemento de contacto y la cara exterior de uno de los anillos permanecen en el mismo plano, de tal manera que pueden entrar en contacto con el espécimen.
Además, en otra realización más preferida, el transductor se completa con una membrana de látex adaptada a la forma del dispositivo, que garantiza la disipación de la onda que se desplaza a través de la misma con una involución adaptada entre el emisor y el receptor.
Método de reconstrucción de parámetros mecánicos
Para reconstruir los parámetros mecánicos del espécimen, se usa un modelo computacional que está combinado con un algoritmo de “problema inverso” que recibe como entrada las mediciones de parámetros mecánicos tales como el módulo de Young relacionado con la compresibilidad de las muestras, la atenuación de las ondas transmitidas a través de dichas muestras, así como los módulos de volumen y/o cizalladura de la onda ultrasónica con el espécimen. En particular, las propiedades mecánicas del espécimen se reconstruyen por medio de la comparación de la onda recibida (restando la onda que se desplaza a través de la cápsula) con una onda simulada a partir de la señal de excitación del actuador electromecánico, teniendo en cuenta la característica de retardo interno del sistema que se refiere a la transformación real de la onda desde el momento en el que se emite el pulso en el actuador hasta el momento que alcanza el extremo del elemento biocompatible en contacto con el espécimen. Al igual que la onda transmitida a través de la cápsula, este retardo interno es independiente del espécimen.
Realización
La realización del objeto de transductor de la invención con las dimensiones y los materiales siguientes se propone de manera no exclusiva.
El transductor comprende:
• Un elemento de contacto con forma troncocónica compuesto por PLA, cuya base más grande entrará en contacto con el espécimen y cuya base más pequeña está fijada al árbol del actuador electromecánico.
• Un actuador electromecánico que consiste en un motor miniaturizado de 4 mm de diámetro, fijado al extremo posterior (base más pequeña) del elemento de contacto.
• Un osciloscopio conectado al actuador electromecánico de tal manera que transmite una señal eléctrica que el actuador transforma en un movimiento de rotación que el elemento de contacto convierte en una onda de cizalladura cuando entra en contacto con el espécimen.
• Una lámina de aluminio dispuesta formando un recubrimiento para el actuador electromecánico y sus elementos conductores, y conectada al cable negativo del actuador electromecánico, de tal manera que actúa como una jaula de Faraday.
• Un primer anillo compuesto por un material plástico, preferiblemente PLA, que tiene un diámetro exterior de 17 mm, un diámetro interior de 13 mm y un grosor de 5 mm.
• Un segundo anillo compuesto por un material plástico, preferiblemente PLA, que tiene un diámetro exterior de 17 mm, un diámetro interior de 13 mm y un grosor de 5 mm, colocado en paralelo al primer anillo.
• Un recubrimiento conductor ubicado en las caras interiores de cada anillo, de tal manera que está en contacto con los electrodos y funciona como un electrodo.
• 4 elementos piezoeléctricos compuestos por cerámica piezoeléctrica PZT-4 o PZT-5, con dimensiones de 1,5 x 1,5 x 2,5 mm, fijados a los anillos. Estos elementos piezoeléctricos están polarizados en la dirección circunferencial en paralelo a los anillos, mientras que los electrodos están ubicados en la unión entre los elementos piezoeléctricos y la cara interior de los anillos.
Los elementos piezoeléctricos y el cableado se unen a los electrodos con una resina de plata conductora.
El actuador electromecánico, que induce un movimiento de torsión, se une a su recubrimiento de aluminio con una resina de plata conductora.
Todo el conjunto se introduce en una carcasa adaptada al dispositivo de diagnóstico y compuesta por PLA que garantiza la funcionalidad del dispositivo con sus elementos de atenuación de emisor correspondientes con respecto al receptor y que mantiene la disposición relativa entre el emisor y el receptor de tal manera que sus ejes de rotación coinciden entre sí y la parte frontal del elemento de contacto y la parte exterior del disco frontal permanecen en el mismo plano.
Con propósitos higiénicos, el transductor se completa con una membrana de látex adaptada a la forma del dispositivo. El uso de látex garantiza la disipación de la onda que se desplaza a través de la misma con una involución adaptada entre el emisor y el receptor.

Claims (7)

REIVINDICACIONES
1. Transductor que comprende un dispositivo emisor para emitir ondas ultrasónicas de torsión, en el que el dispositivo emisor comprende un generador (3) de señales eléctricas conectado a un actuador (2) electromecánico que está unido a su vez a un elemento (1) que entra en contacto con un espécimen, de tal manera que cuando el actuador recibe señales eléctricas, induce un movimiento de rotación del elemento de contacto, y cuando dicho elemento de contacto entra en contacto con el espécimen, induce una onda de torsión que atraviesa dicho espécimen; y
en el que el transductor comprende además medios para recibir la señal distorsionada después de que atraviesa el espécimen y está caracterizado porque los medios para recibir la señal distorsionada comprenden dos o más elementos (5) piezoeléctricos ubicados de manera equidistante entre sí y colocados entre dos anillos (4a y 4b) compuestos por un material no conductor y porque el eje de rotación de los anillos coincide con el eje de rotación del actuador electromecánico;
en el que un elemento (8) de atenuación, preferiblemente una resina de atenuación, está fijado a la cara exterior del anillo que está más alejado de la zona de contacto con el espécimen; y
en el que el elemento (1) de contacto tiene una forma considerablemente troncocónica, de tal manera que su base (b) más pequeña está unida al actuador electromecánico y su base (B) más grande está dispuesta en el extremo distal del transductor de la invención de modo que entra en contacto con el espécimen sobre el que va a transmitirse una onda de cizalladura.
2. Transductor según la reivindicación anterior, caracterizado porque el actuador electromecánico está recubierto por una jaula de Faraday que elimina el ruido electrónico.
3. Transductor según las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque la cara exterior de uno de los anillos (4a) y la superficie del elemento del dispositivo emisor que entra en contacto con el espécimen están ubicadas en el mismo plano.
4. Transductor según las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque la polarización de los elementos (5) piezoeléctricos es perpendicular al eje de rotación de los anillos (4a, 4b) en la dirección radial.
5. Método ex vivo para emitir ondas de torsión usando el transductor según cualquiera de las reivindicaciones 1-4.
6. Método según la reivindicación anterior, caracterizado porque la señal eléctrica usada para estimular el actuador en este método es una señal oscilatoria, más preferiblemente una señal sinusoidal e incluso más preferiblemente una señal senoidal.
7. Método según cualquiera de las reivindicaciones 5 ó 6, en el que el método es para la reconstrucción in vitro de las propiedades mecánicas de un espécimen.
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