Vibraciones en la naturaleza Porque deberíamos medir vibraciones

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Vibraciones en la naturaleza
Aplicaciones de sistemas ópticos de medición en biología, medicina y cuidado de la salud
.
Porque deberíamos medir vibraciones y topografía de superficies
Tal vez la razón más importante es entender la
estructura biología y psicológica, como también
los mecanismos que interactúan con ellos.
Vibrómetros laser y metrologías ópticas de
superficies de Polytec ayudan a mejorar nuestro
conocimiento de objetos vivos y dispositivos
médicos. Los datos pueden ser usados para
modelarlos por computadora y los resultados
son usados para aumentar los diseños de
estructuras biónicas o procesos terapéuticos.
Para adquirir una idea, acerca del
alcance de las aplicaciones medicas
que nuestros clientes encuentran en
Vibrómetros Polytec, por favor visite el
Institutos Nacionales del Archivo de
Salud (National Institutes of Health
Archive), introduciendo: “Polytec” o
“vibrometer”,
como
criterios
de
búsqueda.
¡Te sorprenderá lo que encontraras!
www.pubmedcentral.nih.gov
Vibración en forma de membrana
¿Qué es vibración laser?
La biometría laser es una tecnología
sin contacto basada en el efecto
Doppler, midiendo el cambio de
frecuencia de la luz laser que regresa
dispersada por una superficie en
movimiento. Los vibrómetros laser
Doppler pueden medir exactamente
las vibraciones sin contacto a
frecuencias
arriba
de
1.2GHz.
Métodos alternativos regularmente no
pueden ser usados porque cargan o
interactúan con el sistema, tienen
ancho de banda y resolución espacial
limitados o no pueden explorarse a
través de una superficie. El mismo es
incluso más real para vibraciones en
la superficie de materiales líquidos o
en muy pequeñas e iluminadas
estructuras,
tal
como
pueden
encontrarse en muchas áreas de
biología y medicina.
www.polytec.com/vib-university
¿Qué es metrología de superficies?
La exploración de Interferómetros
Polytec de luz blanca están basados
en el principio del interferómetro
Twyman-Green. Estos instrumentos
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Aplicaciones en biología y medicina
Los
vivbrómetros
laser
han
demostrado
ser
instrumentos
indispensables en investigaciones y
diagnósticos de audición, que
permiten entender la relación entre la
estructura fundamental y funcional
del oído.
También han sido usados para
mediciones en implantes médicos,
supervisión
de
procedimientos
quirúrgicos, mediciones psicológicas
y otras investigaciones biométricas.
Además
los
vivbrómetros
o
interferómetros de luz blanca de
Polytec,
incluyen
aplicaciones
desarrolladas en tecnología médica
para probar y evaluar la calidad de
los dispositivos como instrumentos
médicos
dentales,
quirúrgicos,
nebulizadores y sistemas de imagen,
así como muchos dispositivos de
seguridad y cuidado de la salud.
En biología los vibrómetros destacan
en comunicación de los insectos y
estudios de bio imitación. Otras
aplicaciones incluyen medición de la
vibración de las abejas en un panal,
comunicación y orientación de
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Superficie de perfil 3-D de un chip de un
dispositivo en laboratorio
ópticos sin contacto pueden medir
alturas de superficies en estructuras
3-D con perfiles que varían entre
pocos micro metros a algunos
centímetros. Todas las características
que van desde pendientes graduales
hasta pasos verticales, con acabados
lisos o rugosos, pueden estar
caracterizados
con
excelente
exactitud. www.topmap.info
mamíferos, evaluación de la calidad
de la fruta y muchas otras.
Para mayor información por favor lea
www.polytec.com/biomedical
Timpanometía Laser
Es usada para adquirir información de
respuesta de vibración en la membrana
timpánica en caso de algún cambio
patológico en el oído medio. La tecnología
da acceso detallado al campo completo de
vibraciones microscópicas y representa un
estándar en la investigación de la dinámica
del oído medio e interno.
Aplicaciones de audición
El Estado del arte en la vibrometría
laser es indispensable para quienes
están involucrados en el diseño,
desarrollo,
control
de
calidad,
calibración y certificación de implantes
de oído medio. Estos permiten un fácil
uso, resolución y exactitud sin igual, en
gran medida de nuestro entendimiento
de mecanismos de audición.
“Con respecto a nuestra
investigación fundamental
en procesos biofísicos de la
cóclea,
no
hay
otra
tecnología de medición que
ofrezca una sensibilidad
apropiada y una resolución
por debajo de 1 pm”
Prof. Anthony W. Gummer.
www.unituebingen.de/cochlea
“Los vibrómetros laser son
esenciales para entender la
relación función-estructura
del oido”
Prof. Sunil Puria.
www.stanford.edu/people/puria
La biometría laser es una técnica
establecida usada a través de la
comunidad
de
investigación
de
audición. Mediciones dinámicas están
hechas
de huesos temporales,
estructuras cocleares, modelos de
oído, aparatos auditivos, prótesis de
oído medio, implantes y dispositivos,
así como la supervisión de la cirugía de
implante de oído.
Podemos “ver” como escucha el
paciente
Mediciones en el tímpano nos permiten
investigar la función electromecánica
del oído interno. La amplificación activa
dentro de la cóclea, puede ser
evaluada sin ser invadida por el
vibrómetro
de
alta
sensibilidad.
Podemos ver que tan bien o mal
escucha el paciente. Este puede tener
aplicaciones importantes en niños para
detectar audición disfuncional.
Biomecánica del oído medio del ser
humano
Una
razón
para
mejorar
el
entendimiento, ha sido el uso de
vibrómetros laser si contacto para
medir el movimiento del oído medio,
tanto in-vitro e in-vivo. Las mediciones
pueden ser usadas para diagnosticar
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Campo completo en supervisión de
mediciones de la membrana timpánica.
Izquierda: Normal; centro: fijación del
estribo; derecha: perforación de la
membrana timpánica.
(Cortesía de H. Mojallal, MHH Hannover,
Alemania).
patologías como luxaciones de los
huesecillos, otosclerosis o disfunciones de
implantes en el oído medio y prótesis.
Los estudios dan resultados en modelos
mejorados en biocomputación del oído
medio y la transmisión de sonido
relacionada.
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Aplicaciones en biomecánica
La biomecánica incluye bioingeniería, investigación, análisis de la mecánica de organismos vivos y
la aplicación de los principios de ingeniería hasta y desde los sistemas biológicos. Los vibrómetros
son una herramienta invaluable usada para aplicaciones diversas como diagnósticos psicológicos,
mediciones de vibración en válvulas mecánicas del corazón, propiedades mecánicas de tendones,
análisis de vibraciones mientras se perfora el hueso o ablación médica laser, detección de la
propagación de grietas de hueso, respuesta biodinámica por la vibración de la herramienta, para la
generación de modelos FE de huesos, y mucho más
Mediciones psicológicas y biométricas
a distancia
Los vibrómetros Laser-Doopler son
ampliamente utilizados en la industria
y en aplicaciones de ingeniería, pero
su uso para sistemas de medición a
nivel fisiología es bastante reciente.
Sin embargo una gran variedad de
sonidos internos, pulsos y vibraciones
pueden ser detectados simplemente
direccionando el laser en el cuerpo.
Múltiples investigadores en la escuela
universitaria de medicina y de
ingeniería de
Washington, han
contribuido al desarrollo de un
instrumento
especializado
que
soporta la adquisición de datos de
vibrómetros de manera autónoma,
con orientación, seguimiento y
enfoque del instrumento usado
usando métodos de visión por
computadora.
Los
datos
son
analizados en tiempo real. Mediciones
avanzadas están soportadas en
sistemas de respuesta múltiple,
especialmente actividades cardiorespiratorias y musculares.
Análisis dinámico y modelado de
huesos.
Recientemente, los Métodos de
Elementos Finitos (FEM), han sido
usados
en
biomecánica
para
investigar y modelar componentes
para aplicaciones médicas. Por
ejemplo, ayudar con cirugías de los
huesos, diversos enfoques para
generar modelos reales de huesos por
datos topográficos computarizados
que están siendo evaluados.
El vibrómetro de supervisión 3-D fue
usado por primera vez para
determinar los parámetros modales
de un hueso pélvico y proporcionó
modelos de vibración espacial con
una exactitud y resolución que no
había estado disponible hasta ahora.
Martin Quicker, Michael Werner,
Sandra Scherer; Instituto Fraunhofer
de
máquinas,
herramientas
y
formación
de
tecnología
IWU,
Dresden, Alemania
“Una gran variedad de
sonidos internos, pulsos y
vibraciones pueden ser
detectados”.
Prof. Jhon W. Rohrbaugh,
Universidad
de
Washington.
Escuela de medicina
St. Louis, MO.
Traducción y adaptación de la revista original
InFocus|Issue01|2010 (www.polytec.com)
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