Harmonic motion microwave doppler imaging method
Harmonik hareket mikrodalga doppler görüntüleme yöntemi
- Tez No: 341001
- Danışmanlar: PROF. DR. NEVZAT GÜNERİ GENÇER
- Tez Türü: Doktora
- Konular: Elektrik ve Elektronik Mühendisliği, Electrical and Electronics Engineering
- Anahtar Kelimeler: Bilgisayar destekli benzetim, Elektromanyetik görüntüleme, Sayısal modelleme, Teşhis-görüntüleme, Tıbbi görüntüleme, Üç boyutlu görüntüleme, Computer aided simulation, Electromagnetic imaging, Numerical modelling, Diagnostic imaging, Medical imaging, Three dimensional imaging
- Yıl: 2013
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Orta Doğu Teknik Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Elektrik ve Elektronik Mühendisliği Bölümü
- Bilim Dalı: Elektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Sayfa Sayısı: Belirtilmemiş.
Özet
Meme kanseri tanısı için yaygın olarak kullanılan mamografi yönteminde iyonizan radyasyon kullanımı, yoğun meme dokusunda ayırt ediciğin azalması ve hastaya rahatsızlık vermesi gibi problemler bulunmaktadır. Bu nedenle bu yönteme alternatif invazif olmayan, güvenilir, zararsız ve hasta dostu yeni yöntemler geliştirilmesi üzerine araştırmalar devam etmektedir. Bu tezde, normal ve patojen dokuların elastik ve elektriksel özelliklerini kullanarak meme tümörlerinin erken evrede teşhis edilmesini amaçlayan yeni bir görüntüleme yöntemi önerilmektedir. Yöntemde odaklı ultrason dalgalarının ışıma kuvveti kullanılarak doku içinde titreyen küçük bir bölge yaratılmaktadır.Dokuya aynı zamanda mikrodalga işaret uygulanmaktadır. Geri yansıyan işaret tayfında titreşimden dolayı Doppler bileşeni oluşmaktadır. Bu bileşen titreyen bölgenin elastik ve elektriksel özelliklerine bağlıdır. Doku içinde odak bölgesi taranmakta ve her bir tarama noktasında geri yansıyan işaretin Doppler bileşeni algılanıp işlenerek görüntü oluşturulabilmektedir. Yöntemin basit meme modeli ile performansının değerlendirilmesi için yarı-analitik bir formülasyon geliştirilmiştir. Doku içinde titreyen bölgeden saçınan işaretin analiz edilmesi için üç boyutlu Zamanda Sonlu Farklar tabanlı bir yöntem geliştirilmiştir. Akustik, mekanik ve elektromanyetik benzetimler artarda yapılarak ileri problem sayısal olarak çözülmüştür. Yöntemin başarımı, homojen ve gerçekçi meme modelleri kullanılarak sayısal olarak incelenmiştir. Meme dokusunun elektriksel ve elastiklik özelliklerine benzeyen malzemeler (fantomlar) geliştirilmiştir. Önerilen görüntüleme yönteminin kullanılabilirliği geliştirilen doku benzeri malzemeler üzerinde genel test ekipmaları kullanılarak deneysel olarak incelenmiştir. 25 mm derinliğinde 5 mm çapında bir tümör fantomu glandüler meme fantomu içinde ayırt edilebilmiştir. Benzetim sonuçları uygun almaç devreleri kullanıldığında gerçek doku içinde daha küçük tümörlerin de tespit edilebileceğini göstermektedir. Bu çalışma kapsamında yöntemin performansı meme kanserinin tespiti için incelenmiş olsa da, mikrodalga ve ultrasonik işaretlerin nüfuz edebildiği diğer doku ve/veya organlarda da kullanım potansiyeli bulunmaktadır.
Özet (Çeviri)
Conventional method for breast tumor detection, mammography, has a number of drawbacks such as X-ray exposure, patient discomfort and loss of reliability especially for dense breast tissue. Therefore, it is a hot research topic to develop new alternative non-invasive, reliable, safe and patient friendly breast imaging methods. In this thesis, we propose a novel hybrid mechanical and electromagnetic imaging method to identify cancerous regions particularly inside dense glandular breast tissue at the early stage by making use of the contrast between elastic and electrical properties of healthy and malignant tissues. A small vibrating region is created inside the tissue using the radiation force of focused ultrasound waves. A microwave transceiver is used to collect data from the vibrating region at the Doppler frequency, which depends on both elastic and electrical properties. The vibrating region is scanned inside the tissue to generate images. A semi-analytical formulation for the forward problem is developed using a two-layered simple breast model. A three dimensional Finite Difference Time Domain (FDTD) method is developed for analyzing the scattered signal from a vibrating region inside the tissue. Forward multi-physics problem is solved numerically with successive acoustic, mechanical and electromagnetic simulations. The performance of the method is investigated using both homogeneous and realistic numerical tissue models. Phantom materials that mimic the electrical and elastic properties of the fatty, fibro-glandular and malignant breast tissues are developed. The proof of concept is demonstrated experimentally on breast phantom materials using general measurement devices. A 5 mm diameter tumor phantom inside fibro-glandular tissue phantom was identified at 25 mm depth. Simulation results show that even smaller tumors can be detected inside breast issue if specialized receivers and transmitters are used. Even though the performance of the method is investigated for breast tumor detection in the scope of this thesis, it can be used for detecting tumors in the other organs that are microwave and ultrasound penetrable.
Benzer Tezler
- Three dimensional finite difference time domain simulations on harmonic motion microwave Doppler imaging method using realistic tissue models
Harmonik hareketli mikrodalga Doppler görüntüleme metodu üzerinde realistik doku modelleri kullanılarak yapılan üç boyutlu zamanda sonlu farklar metodu simülasyonları
FİKRET TATAR
Yüksek Lisans
İngilizce
2019
Elektrik ve Elektronik MühendisliğiOrta Doğu Teknik ÜniversitesiElektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. NEVZAT GÜNERİ GENÇER
DR. CAN BARIŞ TOP
- Design and realization of a hybrid medical imaging system: Harmonic motion microwave doppler imaging
Hibrit bir tıbbi görüntüleme sisteminin tasarımı ve gerçeklenmesi: Harmonik hareket mikrodalga doppler görüntüleme
AZADEH KAMALI TAFRESHI
Doktora
İngilizce
2016
Elektrik ve Elektronik MühendisliğiOrta Doğu Teknik ÜniversitesiElektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. NEVZAT GÜNERİ GENÇER
- Implementation of a fast simulation tool for the analysis of contrast mechanisms in HMMDI and enhancement of the SNR in the experimental set-up
HHMDG kontrast mekanizmalarının analizi için hızlı bir simülasyon aracının gerçekleştirilmesi ve deneysel ortamda SGO iyileştirilmesi
ÜMİT İRGİN
Doktora
İngilizce
2021
Elektrik ve Elektronik MühendisliğiOrta Doğu Teknik ÜniversitesiElektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. NEVZAT GÜNERİ GENÇER
DR. CAN BARIŞ TOP
- Frequency-selective remote actuation via continuous beam spans
Sürekli kiriş dizileri yardımıyla frekans-seçici uzaktan tahrik
JABER SALAMAT
Yüksek Lisans
İngilizce
2016
Makine Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
YRD. DOÇ. DR. ERDAL BULĞAN
- Şekil değiştiren elastik dielektriklerin kuvasi statik teorisi
A Quası static theory of deformable elastic dielectrics
NALAN ANTAR
