Low-frequency conductivity imaging using MRI gradient induced currents
MRG gradyanlarının endüklediği akım kullanılarak düşük frekans iletkenlik görüntüleme
- Tez No: 436332
- Danışmanlar: PROF. DR. YUSUF ZİYA İDER
- Tez Türü: Doktora
- Konular: Elektrik ve Elektronik Mühendisliği, Electrical and Electronics Engineering
- Anahtar Kelimeler: Elektriksel iletkenlik, Electrical conductivity
- Yıl: 2016
- Dil: İngilizce
- Üniversite: İhsan Doğramacı Bilkent Üniversitesi
- Enstitü: Mühendislik ve Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Elektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: Belirtilmemiş.
Özet
Manyetik Rezonans Görüntülemede (MRG) kullanılan gradyan alanların anahtarlanması, görüntülenen cisim ya da canlı içerisinde elektrik alanların endüklenmesine neden olur ve bu yolla `cisim girdap akımları' oluşur. Cisim girdap akımlarından kaynaklanan manyetik alanların (cisim girdap alanı) ölçülmesine dayanan düşük-frekans iletkenlik görüntülemesinin fizibilitesi (yapılabilirliği) iki amaç çerçevesinde incelenmiştir. Birinci amaç, cisim girdap alanlarının hatasız olarak ölçüldüğü varsayıldığında iletkenliğin geriçatılmasının mümkün olup olmadığının anlaşılmasıdır. Bu amaçla, iletkenlik dağılımının cisim girdap alanlarından elde edilmesi olarak tanımlanan ters problem, bir taşınım-reaksiyon denklemi olarak formüle edilmiş ve bir iletkenlik geriçatım algoritması geliştirilmiştir. Yapılan benzetimlerde, önerilen algoritmanın fizibilitesine işaret eden başarılı iletkenlik geriçatımları elde edilmiştir. İkinci amaç, iletkenliğin yüksek doğruluklu olarak geriçatılması için cisim girdap alanlarının aslına ne kadar uygun olarak ölçülmesi gerektiğinin anlaşılmasıdır. Cisim girdap alanlarının ölçülmesi için bu alanların MR fazına olan katkısının elde edildiği bir darbe dizini geliştirilmiştir. Bu katkının, yüksek doğruluklu bir iletkenlik geriçatımı için yeterli derecede belirsizlikle ölçülemeyeceği anlaşılmıştır. Ayrıca, ölçülen fazlarda rastgele gürültü dışında bazı artefaktlar da gözlenmiştir. MRG cihazının ideal olmaması nedeniyle oluşan manyetik alan etkileri gözetilerek bu artefaktlar modellenmiştir. Cisim girdap akımı temelli iletkenlik görüntülemenin yapılabilir olması için cisim girdap alanlarının biriktirdiği fazın arttırılması ve faz ölçümlerinin bahsedilen artefaktlardan arındırılması gerekmektedir. İlk gereksinim için en ileri gradyan sistemleri değerlendirilmiş ve ayrıca bir çoklu-spin-eko darbe dizini geliştirilmiştir. Bu darbe dizini, `genişletilmiş faz çizgesi' çerçevesinde analiz edilmiştir. İkinci gereksinim için geometrik bozulmaların düzeltilmesi amacıyla önerilen yöntemler değerlendirilmiştir. Çoklu-spin-eko sekansının, oldukça yüksek gradyan alanlara sahip küçük boyutlu preklinik MR cihazlarında kullanılması durumunda biriktirilen fazdaki artışın hassas bir iletkenlik geriçatımı için yeterli olduğu anlaşılmıştır. Diğer taraftan, geometrik bozulmaların, artefaktları kabul edilebilecek seviyeye indirebilecek derecede düzeltilemeyeceği anlaşılmıştır.
Özet (Çeviri)
Due to the switching of Magnetic Resonance Imaging (MRI) gradient fields, electric fields are induced in imaged subjects which give rise to `subject eddy currents'. The feasibility of low-frequency conductivity imaging based on measuring the magnetic field (subject eddy field) due to subject eddy currents is investigated within the frame of two main goals. First goal is to understand whether conductivity reconstruction is possible provided that subject eddy fields are accurately measured. Regarding this goal, the inverse problem of obtaining conductivity distribution from subject eddy fields is formulated as a convection-reaction equation and a conductivity reconstruction algorithm is developed. In the simulations, successful conductivity reconstructions are obtained pointing the feasibility of the proposed algorithm. The second goal is to understand the fidelity by which subject eddy fields must be measured for accurately reconstructing conductivity. For measuring subject eddy fields, a pulse sequence is developed by which the contribution of subject eddy fields to MR phase images is determined. It is found that this contribution cannot be measured with an uncertainty sufficiently low for accurate conductivity reconstruction. Furthermore, some artifacts other than random noise are observed in the measured phases which are modeled by considering the effects of magnetic fields due to MRI system imperfections during readout. For feasible subject eddy current based conductivity imaging, it is required that the span of the phase accumulated by subject eddy fields is increased, and the mentioned artifacts are eliminated from the phase measurements. For the first requirement, the state-of-the-art gradient systems are evaluated and also a multi-spin-echo pulse sequence is developed. This pulse sequence is analyzed by using the extended phase graph framework. For the second requirement, the possibility of using geometric distortion correction methods are evaluated. It is found that, if the multi-spin-echo pulse sequence is used in small-sized preclinical MRI scanners which have extremely high gradient fields, the span of accumulated phase can be sufficiently increased for the feasibility. On the other hand, it is found that the geometric distortions cannot be corrected to the degree that the level of artifacts becomes sufficiently low for the feasibility.
Benzer Tezler
- Induced current magnetic resonance electrical impedance tomography (ICMREIT) with low frequency switching of gradient fields
Gradyan alanların düşük frekansta anahtarlanmasıyla akım indüklemeli manyetik rezonans elektriksel empedans tomografisi (AİMREET)
HASAN HÜSEYİN EROĞLU
Doktora
İngilizce
2017
Elektrik ve Elektronik MühendisliğiOrta Doğu Teknik ÜniversitesiElektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. BEHÇET MURAT EYÜBOĞLU
- Meme kanseri tespiti için sentetik mikrodalga görüntülerinin derin öğrenme odaklı segmentasyonu
Driven segmentation of synthetic microwave images for breast cancer detection
ÖZLEM BAHAR
Yüksek Lisans
Türkçe
2025
Elektrik ve Elektronik Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiElektronik ve Haberleşme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. MEHMET ÇAYÖREN
- Ege bölgesi keçi liflerinin bazı önemli fiziksel, kimyasal özellikleri ve değerlendirme imkanları
Başlık çevirisi yok
NİLÜFER ERDEM
Doktora
Türkçe
1985
Tekstil ve Tekstil MühendisliğiEge ÜniversitesiTekstil Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. GÜLSEREN YAZICIOĞLU
- Plazma arkı eldesi ve yüzey bölgesi modifikasyonunda kullanılabilirliği
Başlık çevirisi yok
ÖZKAN ÖZİPEKLİLER
Yüksek Lisans
Türkçe
1986
Makine MühendisliğiUludağ ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. HALİM DEMİRCİ
- 1,3-difenil-4,5-bis(hidroksiimino)-imidazolidin ve Ni(II), Cu(II), Pd(II), UO2(VI) komplekslerinin sentezi
Başlık çevirisi yok
VEFA AHSEN
Doktora
Türkçe
1984
Kimya MühendisliğiUludağ ÜniversitesiKimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ÖZER BEKAROĞLU