Exploring the effects of coded excitations and pulse compression on the performance of magneto-acousto-electrical tomography with magnetic field measurements in MR magnet
Kodlu uyarımların ve darbe sıkıştırmanın MR mıknatısı içinde manyetik alan ölçümleri ile manyeto-akusto-elektriksel tomografi performansına etkilerinin incelenmesi
- Tez No: 915258
- Danışmanlar: PROF. DR. NEVZAT GÜNERİ GENÇER
- Tez Türü: Doktora
- Konular: Elektrik ve Elektronik Mühendisliği, Electrical and Electronics Engineering
- Anahtar Kelimeler: Elektriksel iletkenlik, Empedans görüntüleme, Teşhis-görüntüleme, Electrical conductivity, Impedance imaging, Diagnostic imaging
- Yıl: 2024
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Orta Doğu Teknik Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Elektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: Belirtilmemiş.
Özet
Bu tez, kodlu uyarımların ve darbe sıkıştırma tekniklerinin MR mıknatısı içinde manyetik alan ölçümleri ile Manyeto-Akusto-Elektriksel Tomografi (MAET) performansı üzerindeki etkilerini araştırmaktadır. MAET, biyolojik dokulardaki iletkenlik dağılımlarını, ultrason dalgaları ve statik manyetik alanın etkileşimini kullanarak elde eder ve alıcı bobinler aracılığıyla tespit edilebilen bir hız akım yoğunluğu oluşturur. Doğrusal frekans modülasyonlu (DFM), Barker kodlu ve Golay kodlu uyarımların sinyal-gürültü oranı (SGO), kontrast-gürültü oranı (KGO) ve görüntü kalitesi metriklerini iyileştirmedeki etkinliği sayısal simülasyonlar ve deneysel çalışmalarla incelenmiştir. Sayısal simülasyonlarda, akustik dalgalar üretmek için doğrusal faz dizili (DFD) dönüştürücü ve MAET sinyallerini tespit etmek için özel bir bobin konfigürasyonu kullanılmaktadır. İletkenlik değişimlerini simüle etmek için tümör içeren meme modelleri kullanılmıştır. Kodlu uyarımların 0 derece DFD yönlendirme açısındaki ve geriçatılan B-modu MAET görüntülerindeki sonuçları, tek döngülü uyarıma kıyasla önemli iyileştirmeler göstermektedir. Golay ve Barker kodları, üstün SGO performansı sergilerken, Golay kodu en yüksek KGO ve görüntü kalitesi metriklerini elde etmektedir. Deneysel çalışmalarda, 1.5 T MR mıknatısında bir DFD dönüştürücü, Helmholtz bobini ve su, agar-jelatin ve grafit disklerinden oluşan fantomlar kullanılmıştır. 100 tekrar sonucunda, DFM, Barker kodu ve Golay kodu için tek döngülü uyarım ile karşılaştırıldığında hesaplanan ortalama SGO iyileştirmeleri sırasıyla 5.84, 7.42 ve 7.72 dB olmaktadır. Buna karşılık gelen ortalama KGO iyileştirmeleri ise sırasıyla 1.47, 1.82 ve 2.1 dB olmaktadır. Sistem, gürültülü koşullar altında tüm uyarımlar için 3 mm sınır ayrımı elde ederek yakın aralıklı sınırları çözme kabiliyetini doğrulamaktadır. Sonuçlar, kodlu uyarımların, özellikle Golay kodunun, MAET için sinyal tespiti ve görüntü kalitesi metriklerini iyileştirmedeki etkinliğini vurgulamakta olup sayısal sonuçların deneysel sonuçlar ile yakından uyumlu olduğunu göstermektedir.
Özet (Çeviri)
This thesis investigates the effects of coded excitations and pulse compression techniques on the performance of Magneto-Acousto-Electrical Tomography (MAET) with magnetic field measurements in MR magnet. MAET maps conductivity distributions in biological tissues by utilizing the interaction of ultrasound waves and a static magnetic field, generating a velocity current density detectable via receiver coils. The effectiveness of linear frequency modulated (LFM), Barker coded, and Golay coded excitations in improving signal-to-noise ratio (SNR), contrast-to-noise ratio (CNR), and image quality metrics is evaluated through numerical simulations and experimental studies. In numerical simulations, a linear phased array (LPA) transducer is used to generate acoustic waves and a specific coil configuration is employed to detect MAET signals. Breast models with tumor inclusions are utilized to simulate conductivity variations. The results of coded excitations at 0 degrees LPA steering angle and in reconstructed B-mode MAET images demonstrate significant improvements over single-cycle excitation. Golay and Barker codes exhibit superior SNR performance, with Golay code achieving the highest CNR and image quality metrics. In experimental studies, an LPA transducer, a Helmholtz coil, and phantoms composed of water, agar-gelatin, and graphite discs are utilized in a 1.5 T MR magnet. At 100 repetitions, the computed mean SNR improvements for LFM, Barker code, and Golay code in comparison with single-cycle excitation are 5.84, 7.42, and 7.72 dB, respectively. The corresponding mean CNR improvements are 1.47, 1.82, and 2.1 dB, respectively. The system achieves a 3 mm boundary separation for all excitations under noisy conditions, confirming its capability to resolve closely spaced boundaries. The results highlight the effectiveness of coded excitations, particularly Golay code, in improving signal detection and image quality metrics for MAET, with numerical results closely aligning with experimental outcomes.
Benzer Tezler
- Düşük bir hızlarında konuşma kodlama ve uygulamaları
Low bit rate speech coding and applications
TARIK AŞKIN
Doktora
Türkçe
1999
Elektrik ve Elektronik Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiPROF.DR. GÜNSEL DURUSOY
- Akaryakıtla çalışan endüstriyel tav fırınlarında yanma, sıcaklık ve basıncın optimum kontrolu
Optimum control of combustion temperature and pressure in industrial tempering furnaces working with fuel-oil
MEHMET EROĞLU
Yüksek Lisans
Türkçe
1987
Makine MühendisliğiGazi ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. YÜCEL ERCAN
- Renk görüntü teorisi ve televizyona uygulaması
Theories of colour vision and their application to television
MUSTAFA LAMİ TAPLAMACIOĞLU
Doktora
Türkçe
1986
Elektrik ve Elektronik MühendisliğiGazi ÜniversitesiElektrik-Elektronik Eğitimi Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. ATİLLA ÖZMEN
- Çekirdeksiz kuru üzümde uygulanan politikanın Ege Bölgesinde üretim ve üretici açısından sonuçlarının değerlendirilmesi
Başlık çevirisi yok
GÜVEN ÖZERİN
- S.S. Çiçek yetiştirme ve satış kooperatifi İzmir mezatında aylara göre piyasaya arzedilen süs bitkileri cinsleri ve toptan fiyatlarının 1984-1985 kış sezonu (Kasım-Mayıs) içerisindeki değişimi
Başlık çevirisi yok
TANAY BİRİŞÇİ
Yüksek Lisans
Türkçe
1986
Peyzaj MimarlığıEge ÜniversitesiPeyzaj Mimarlığı Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. ADNAN HATİPOĞLU