Study of acousto-magnetic coupling: detection of electrical conductivity gradients for tissue characterization
Etude du couplage acousto-magnétique: détection des gradients de conductivité électrique en vue de la caractérisation tissulaire
Résumé
This report describes the coupling between a magnetic field and an ultrasound
beam in an electrolyte or a biological medium. This coupling gives rise to an acoustomagnetic
interaction due to Lorentz Force and produces a bulk current density
depending on the acoustical properties of the medium and its electric conductivity. The
presented method consists in the collection of the total current generated in the sample
where the interaction takes place. The theoretical part of the report presents the
phenomenology, the associated fundamental equations and the ensuing signal processing
methods. The experimental part presents the purpose-made instrumentation and the
results obtained on agar gel blocks and biological samples. The used field magnitudes
are applicable to in vivo measurements. This interaction associates the advantages of the
existing bioelectrical and acoustic methods and enables a better characterisation of
pathological and normal tissues.
Le mémoire décrit le couplage d'un champ magnétique et d'un faisceau ultrasonore
dans un milieu électrolytique ou biologique. Il en résulte une interaction acoustomagnétique
due à la force de Lorentz qui produit une densité de courant volumique
fonction des propriétés acoustiques du milieu et de sa conductivité électrique. La
méthode présentée consiste à collecter le courant total généré dans un échantillon. La
partie théorique du mémoire présente la phénoménologie, les équations fondamentales
associées et les méthodes de traitement du signal en découlant. La partie expérimentale
présente l'instrumentation développée pour cette étude et les résultats obtenus sur des
gels d'agar et des échantillons biologiques. Les grandeurs des champs utilisés dans cette
étude sont compatibles avec le vivant. Ce couplage permet d'associer les avantages des
méthodes bioélectriques et acoustiques existantes pour une meilleure caractérisation des
tissus sains et pathologiques.
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