Assessment of Ultrasonics Parameters Utility in Customization of Bone Tissues.

A transmissão do ultra-som no organismo humano tem sido objeto de estudos a várias décadas, com a finalidade de promover diagnóstico. Recentemente tem sido usada para avaliar a densidade óssea e poder diagnosticar precocemente o aparecimento da osteoporose e prever o risco de fratura. Nesse trabalho foi desenvolvido um sistema capaz de gerar, receber e amplificar sinais ultra-sônicos para a avaliação da velocidade do som e atenuação em função da freqüência (BUA). A técnica usada foi a de transmissão do sinal ultra-sônico, com acoplamento por gel de ultra-som e por água (tanque acústico), que consiste no uso de dois transdutores, um para transmissão e outro para recepção, sendo a amostra posicionada entre eles. Devido ao alto índice de dispersão nas medidas ultra-sônicas, será buscado um material de referência, o qual deve possuir características tanto de velocidade do som e atenuação em função da freqüência, parecidas com a do osso (calcâneo), que será usado para calibração do equipamento e para o acompanhamento da medida óssea. Foram utilizados os parâmetros ultra-sônicos para avaliação da consolidação óssea (em tíbias de carneiro) em diferentes períodos e nos diversos tipos de fraturas. O sistema foi caracterizado em termos de temperatura e reprodutibilidade utilizando diferentes materiais. Medidas no calcâneo de voluntários, de velocidade e atenuação em função da freqüência, independente de associações patológicas, mostrou resultados compatíveis com os encontrados na literatura. Foram feitas diversas análises, com pequenas mudanças nas condições geométricas, de sinal e freqüência dos transdutores, para observar sua influência sobre as medidas de atenuação e velocidade. Isto com a finalidade de tentar relacionar as variações nas medidas de atenuação obtidas por diferentes autores.Ultrasound transmission in human bodies has been studied for several decades in order to facilitate diagnosis. It has also been used to evaluate bone density and to diagnose early osteoporosis and future fracture risks. For this study, a system to generate, receive and amplify ultrasonic signs for speed of sound assessment and broad band ultrasound attenuation (BUA) was developed. Transmission of ultrasonic signals was performed by coupling using ultrasound gel and water (acoustic tank) and the sample placed between two transducers, one for transmission and the other for reception. Due to the high rate of the dispersion of ultrasonic measures, some reference material having the characteristics of the speed of sound and broad band ultrasound attenuation, similar to the heel bone that will be used for equipment calibration and follow-up of bone measure will have to be found. Ultrasonic parameters were used to evaluate bone consolidation (tibia of a sheep), in different periods and several kinds of fractures. Temperature and reproducibility using different materials were used to customize the system. Measures of volunteers\'s heel bone speed and broad band ultrasound attenuation showed results consistent with the ones from literature. Several analyses with little changes in geometric, signal and transducer frequency conditions were performed in order to observe their influence on attenuation and speed measures. Those steps were carried out in order to try to relate the variations in attenuation measures to those obtained by other authors