Sensing Technology for the Subsurface Characterization of Biological Materials

用于生物材料地下表征的传感技术

基本信息

  • 批准号:
    0726884
  • 负责人:
  • 金额:
    $ 20万
  • 依托单位:
  • 依托单位国家:
    美国
  • 项目类别:
    Standard Grant
  • 财政年份:
    2007
  • 资助国家:
    美国
  • 起止时间:
    2007-09-01 至 2010-08-31
  • 项目状态:
    已结题

项目摘要

This study aims to develop an experimental and computational platform for the viscoelastic characterization of layered soft tissues ( e.g. skin) on a millimeter scale. This would be accomplished via i) the scale reduction of the Spectral Analysis of Surface Waves (SASW) testing methodology rooted in engineering geophysics, and ii) the development of a 1cm x 1cm PolyVinylidine DiFluoride (PVDF) transducer which would contain an array of parallel, string-shaped PVDF sensors adhered to the tissue. To reconstruct the layered tissue properties, a full-waveform, viscoelastic back-analysis of Rayleigh (surface) waves will be developed and tailored to meet the needs of the transducer. Intellectual merit: A novel, low-cost sensor array for the quantification of surficial tissue motion will be developed. The utility of the new transducer will be enhanced through a sophisticated back-analysis which would facilitate effective viscoelastic ``profiling'' of subcutaneous tissues. Broader Impacts: The proposed study would a) foster the collaboration among several engineering disciplines, b) help understand the relationship between the mechanical tissue response on a millimeter scale and its cell-level counterpart, and c) help delineate the spatial extent of skin cancer which may extend as much as 15 mm beyond the visible edge.
本研究的目的是开发一个实验和计算平台的粘弹性表征分层软组织(如皮肤)在毫米尺度上。 这将通过以下方式实现:i)基于工程物理学的表面波频谱分析(SASW)测试方法的规模缩小,以及ii)开发1cm x 1cm聚偏二氟乙烯(PVDF)换能器,该换能器将包含粘附在组织上的平行线状PVDF传感器阵列。为了重建分层组织特性,将开发并定制瑞利(表面)波的全波形粘弹性反分析,以满足换能器的需求。智力价值:将开发一种新的、低成本的传感器阵列,用于量化表面组织运动。新换能器的效用将通过复杂的反分析得到增强,这将有助于有效的粘弹性皮下组织的“轮廓”。更广泛的影响:拟议的研究将a)促进几个工程学科之间的合作,B)帮助理解毫米尺度上的机械组织反应与其细胞水平对应物之间的关系,以及c)帮助描绘皮肤癌的空间范围,其可能延伸到可见边缘之外多达15 mm。

项目成果

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