Visualization and image based characterization of hydrodynamic cavity bubbles for kidney stone treatment
Böbrek taşı tedavisi için hidrodinamik kavite kabarcıklarının görüntülenmesi ve görüntü tabanlı karakterizasyonu
- Tez No: 392229
- Danışmanlar: PROF. MUSTAFA ÜNEL
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Mekatronik Mühendisliği, Mechatronics Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2014
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Sabancı Üniversitesi
- Enstitü: Mühendislik ve Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Mekatronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: Belirtilmemiş.
Özet
Birçok biyomedikal uygulamalarda doğru şekilde tesbit, izleme ve yüksek hızda görüntüleme yoluyla mikro yapıların sınıflandırılması çok önemlidir. Özellikle, böbrek taşlarının parçalanmasında kullanılan hidrodinamik kavite kabarcıklarının görüntülenmesi ve karakterizasyonu araştırmacılar için gerçek bir sorun haline gelmiştir. Çeşitli mikro görüntüleme teknikleri hem bütün bir kabarcık bulutunu hem de bulut içinde bulunan kabarcıkları tek tek izlemek için kullanılmıştır. Bu tezin ana hedefi yeni bir görüntüleme düzeneği tasarlayıp, inşa ederek kavite kabarcıklarının tespiti, takibi ve sınıflandırması adına çeşitli görüntü işleme ve bilgisayar ile görme algoritmaları yardımıyla böbrek taşı tedavisi için hidrodinamik kavite kabarcıklarının görüntü tabanlı karakterizasyonunu yapmaktır. 2 adet darbeli 198 yüksek performanslı LED tarafından aydınlatılan yüksek hızlı bir CMOS kamera ile bir uzun mesafe mikroskop tasarlanmıştır. Bu sistem ve μ-PIV kurulumu yüksek hızlı kabarcıkların görüntülerini yakalamak için kullanılmıştır. Medyan ve morfolojik filtreler, bölütleme, kenar bulma ve kontur çıkarma algoritmaları dahil olmak üzere birçok görüntü işleme algoritması kabarcıkların tespiti için yoğun bir şekilde kullanılmıştır. Ayrıca, artarak kendini ayarlayan parçacık filtre (ISPF) yöntemi yüksek hızlı kavite kabarcıklarının hareketini izlemek için kullanılmıştır. Bu kabarcıklar aynı zamanda boyut, şekil ve yön gibi geometrik özelliklere göre sınıflandırılmıştır. Yeni kurulum üzerinde kapsamlı bir görüntüleme işlemi gerçekleştirilmiş ve mikroskobik görüntülerden kavite kabarcıklarının tespiti, takibi ve sınıflandırılması başarıyla gerçekleştirilmiştir. Geliştirilen sistem ve yöntemler, çok düşük pozlandırma sürelerine ve kabarcıkların yüksek hızlı hareketine rağmen oldukça dayanıklı bir şekilde çalışmaktadır. Tüm algoritmalar Microsoft Visual C++ ve OpenCV 2.4.2 kütüphaneleri kullanılarak gerçeklenmiştir.
Özet (Çeviri)
Accurate detection, tracking and classification of micro structures through high speed imaging are very important in many biomedical applications. In particular, visualization and characterization of hydrodynamic cavity bubbles in breaking kidney stones have become a real challenge for researchers. Various micro imaging techniques have been used to monitor either an entire bubble cloud or individual bubbles within the cloud. The main target of this thesis is to perform an image based characterization of hydrodynamic cavity bubbles for kidney stone treatment by designing and constructing a new imaging setup and implementing several image processing and computer vision algorithms for detecting, tracking and classifying cavity bubbles. A high speed CMOS camera with a long distance microscope illuminated by 2 pulsed 198 high performance LED arrays is designed. This system and a µ-PIV setup are used for capturing images of high speed bubbles. Several image processing algorithms including median and morphological filters, segmentation, edge detection and contour extraction algorithms are extensively used for the detection of the bubbles. Furthermore, incremental self-tuning particle filtering (ISPF) method is utilized to track the motion of the high speed cavity bubbles. These bubbles are also classified by their geometric features such as size, shape and orientation. An extensive visualisation work is conducted on the new setup and cavity bubbles are successfully detected, tracked and classified from the microscopic images. Despite very low exposure times and high speed motion of the bubbles, developed system and methods work in a very robust manner. All the algorithms are implemented in Microsoft Visual C++ using OpenCV 2.4.2 library.
Benzer Tezler
- Holografik mikroskopinin hücresel analiz ve veri güvenliği performansının iyileştirilmesi
Improvement of cellular analysis and data security performance of holographic microscopy
MUHAMMED ALİ PALA
Doktora
Türkçe
2023
Elektrik ve Elektronik MühendisliğiSakarya Uygulamalı Bilimler ÜniversitesiElektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. MUSTAFA ZAHİD YILDIZ
- Dizel içten yanmalı motorlarda silindir içerisindeki hava hareketlerinin incelenmesi
In-cylinder flow characterization of air in diesel internal combustion engines
CEM DEMİRKESEN
Yüksek Lisans
Türkçe
2018
Enerjiİstanbul Teknik ÜniversitesiEnerji Bilimi ve Teknolojileri Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ÜNER ÇOLAK
- Investigation of three-dimensional flow structure on maneuvering finite-span wings
Başlık çevirisi yok
TURGUT ORUÇ YILMAZ
- Multiphase multiscale particle-nanofiber interactions in composites
Kompozitlerde çok-fazlı ve çok-boyutlu parçacık nano-elyaf etkileşimi
FARZIN ASGHARI ARPATAPPEH
Doktora
İngilizce
2022
Makine MühendisliğiSabancı ÜniversitesiMalzeme Bilimi ve Nanomühendislik Ana Bilim Dalı
PROF. DR. MEHMET ALİ GÜLGÜN
- Fotoakustik tomografi ile altın nanokürelerin karakterizasyonu
Characterization of gold nanospheres using photoacoustic tomography
BİRGÜL SAYAN KARAÇAM
Yüksek Lisans
Türkçe
2026
Elektrik ve Elektronik Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiElektronik ve Haberleşme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ÖZGÜR ÖZDEMİR