Electrical impedance tomography using induced currents
İndüklenen akımlar ile elektriksel empedans tomografisi
- Tez No: 29581
- Danışmanlar: PROF. DR. Y. ZİYA İDER
- Tez Türü: Doktora
- Konular: Elektrik ve Elektronik Mühendisliği, Electrical and Electronics Engineering
- Anahtar Kelimeler: Elektriksel Empedans Tomografisi, Potansiyel Uygulamalı Tomografi, Empedans Görüntülemesi, Sonlu Elemanlar Yöntemi, Endüksiyon akımı, Electrical Impedance Tomography, Applied Potential Tomography, Impedance Imaging, Finite Element Method, Electrical impedance tomography, Induction current
- Yıl: 1993
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Orta Doğu Teknik Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Elektrik ve Bilgisayar Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: Belirtilmemiş.
Özet
oz INDUKLENEN AKIMLAR İLE ELEKTRİKSEL EMPEDANS TOMOGRAFİSİ GENÇER, NEVZAT GÜNERİ Doktora Tezi, Elektrik ve Elektronik Mühendisliği Anabilim Dalı Tez Yöneticisi: Prof. Dr. Y. Ziya İDER Temmuz, 1993, 107 sayfa. Akım uygulamalı Elektriksel Empedans Tomografisi (EET) adı ver ilen yeni bir görüntüleme yönteminin matematiksel temelleri araştırılmıştır. Bu yöntemin ana amacı, insan vücudundaki doku iletkenlik dağılımının görüntülenmesidir. Bu amaçla, vücut üzerine zamanla değişen manyetik alanlar uygulanarak akım indüklenmekte ve vücut yüzeyine yerleştirilen elektrotlardan voltaj farkı ölçümleri elde edilmektedir. Bu çalışmada, iki-boyutlu problem analiz edilmiştir. Uzayda dağılımı farklı 9 değişik manyetik alanın (50KHz) uygulandiğı ve vücut yüzeyine 16 elektrodun yerleştirildiği varsayılmıştır. İletken ortamda skalar potan siyel fonksiyonun sağladığı kısmi difransiyel denklem türetilmiş ve çözümü için Sonlu Elemanlar Yöntemi kullanılmıştır. İletkenlik dağılımındaki değişimi ölçüm değişimlerine bağlıyan bir doğrusal denklem takımı elde edilmiştir. Öz Değer Ayrıştırma (Singular Value Decomposition) tekniğinin katsayı matrisi (duyarlılık matrisi) üzerine uygulanması ile bu özel sarım yapısı için 135 (9 x 15) bağımsız ölçme yapılabildiği gösterilmiştir. Akım indüklemeli EET kullanıldığında ölçümler iç bölgelerdeki iletkenlik değişimlerine daha az duyarlı olduğu halde, duyarlılık matrisi daha iyi durumlanmıştır (better conditioned). Bu yöntem ile çözüm verileri kullanılarak akım uygulamalı EET ile aynı kalit ede görüntüler elde edilebileceği gösterilmiştir. Akım indüklemeli EET'nin per formansının arttırılması için alternatif bir sarım yapısı önerilmiş ve özellikleriincelenmiştir. Akım indüklemeli EET'nin uygulanabilirliğinin anlaşılabilmesi için PC ile kontrol edilen bir prototip veri toplama sistemi gerçekleştirilmiştir. 6 dairesel sarımlı bir uyarım sistemi ile, dairesel bir kabın yüzeyinden voltaj farkı verileri elde edilmiştir (90 bağımsız ölçüm). Kullanılan kabın içine iletkenliği tuz ile ayarlanan saf su doldurulmuş ve farklı iletkenlik dağılımları delrin disk lerin su içerisinde değişik yerlere konması ile sağlanmıştır. Bilinen EET veri toplama sistemlerinin bir sarım sürme elektroniği eklenerek akım indüklemeli EET için de kullanılabileceği gösterilmiştir. Toplanan gerçek verilerle gerçek iletkenlik dağılımlarına yakın iletkenlik dağılımı görüntüleri elde edilmiştir.
Özet (Çeviri)
ABSTRACT ELECTRICAL IMPEDANCE TOMOGRAPHY USING INDUCED CURRENTS GENÇER, NEVZAT GÜNERİ Ph. D. in Electrical and Electronics Engineering Supervisor: Prof. Dr. Y. Ziya IDER July, 1993, 107 pages. The mathematical basis of a new imaging modality, Induced Current Electrical Impedance Tomography (EIT), is investigated. The ultimate aim of this tech nique is the reconstruction of conductivity distribution of the human body, from voltage measurements made between electrodes placed on the surface, when cur rents are induced inside the body by applied time varying magnetic fields. In this study the two-dimensional problem is analyzed. A specific 9 coil system (with circular coils) for generating 9 different exciting magnetic fields (50kHz) and 16 measurement electrodes around the object are assumed. The partial differential equation for the scalar potential function in the conductive medium is derived and Finite Element Method is used for its solution. A linear system of equations is derived which relates the perturbation in measurements to the con ductivity perturbations. Singular Value Decomposition of the coefficient matrix (sensitivity matrix) shows that, for this particular coil configuration, there are 135 (9 x 15) independent measurements. It is found that measurements are less sensitive to changes in conductivity of the object's interior. While in this respect induced current EIT is slightly inferior to the technique of injected cur rent EIT (using Sheffield protocol), its sensitivity matrix is better conditioned. The images obtained by simulated data are found to be comparable to injected current EIT images in resolution. An alternative coil configuration is suggested to improve the performance of induced current EIT and simulation studies are performed. The feasiblity of this new imaging modality, induced current EIT, inis investigated by realizing a PC based data acquisition system. Real data sets are collected from the boundary of a saline filled two dimensional phantom (in- homogeneity is represented by a delrin disk) using 6 circular coils for current induction (i.e., 90 independent measurements). It is shown that conventional data acquisition hardware of EIT can be used for data collection in induced current EIT, by addition of a coil drive electronics. The measured boundary potential gradients are shown to be accurate enough to provide good estimates of actual object distributions.
Benzer Tezler
- Electrical impedance tomography using magnetic fields generated by injected currents
Manyetik alan bilgisi kullanarak elektriksel empedans görüntüleme
ÖZLEM BİRGÜL
Yüksek Lisans
İngilizce
1997
Elektrik ve Elektronik MühendisliğiOrta Doğu Teknik ÜniversitesiElektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. Y. ZİYA İDER
- Parçalı akımlarla indükleme akımlı elektriksel empedans tomografi sisteminin analizi
Analysis of a discrete coil induced current electrical impedance tomography system
MEHMET DEMİRBİLEK
Yüksek Lisans
Türkçe
2001
Elektrik ve Elektronik MühendisliğiHacettepe ÜniversitesiElektrik ve Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. ADNAN KÖKSAL
DOÇ. DR. B. MURAT EYÜBOĞLU
- Electical conductivity imaging via contactless measurement : Forward and inverse problem simülations
Elektriksel iletkenlik dağılımının kontak olmadan görüntülenmesi: İleri ve geri problem simülasyonları
MEHMET NEJAT TEK
Yüksek Lisans
İngilizce
1998
Elektrik ve Elektronik MühendisliğiOrta Doğu Teknik ÜniversitesiElektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. NEVZAT GÜNERİ GENÇER
- Use of peripheral water layer of known conductivity for electrical impedance tomography
Başlık çevirisi yok
BORA NAKİBOĞLU
Yüksek Lisans
İngilizce
1991
Elektrik ve Elektronik MühendisliğiOrta Doğu Teknik ÜniversitesiPROF.DR. ZİYA İDER
- Elektrik empedans tomografide eşzamanlı uyarım için walsh fonksiyonlarının kullanımı
Study of walsh functions for simultaneous excitation in electrical impedance tomography
HALİL EROL
Yüksek Lisans
Türkçe
2000
Elektrik ve Elektronik MühendisliğiKahramanmaraş Sütçü İmam ÜniversitesiElektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. M. KEMAL KIYMIK