Parallel implementation of the boundary element method for elektromagnetic source imaging of the human brain
İnsan beyninin elektromanyetik kaynak görüntülemesinde sınır elemanları yönteminin paralel uygulaması
- Tez No: 167312
- Danışmanlar: PROF.DR. NEVZAT GÜNERİ GENÇER
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Elektrik ve Elektronik Mühendisliği, Electrical and Electronics Engineering
- Anahtar Kelimeler: Sınır Elemanları Yöntemi, Elektromanyetik Kaynak Görüntüleme, Beyin, Paralel İşleme. vıı, Boundary Element Method, Electromagnetic Source Imaging, Brain, Parallel Processing
- Yıl: 2005
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Orta Doğu Teknik Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Elektrik ve Elektronik Mühendisliği Bölümü
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: Belirtilmemiş.
Özet
Öz İNSAN BEYNİNİN ELEKTROMANYETİK KAYNAK GÖRÜNTÜLEMESİNDE SINIR ELEMANLARI YÖNTEMİNİN PARALEL UYGULAMASI Ataseven, Yoldaş Lisans, Elektrik ve Elektronik Mühendisliği Bölümü Tez Yöneticisi: Prof. Dr. Nevzat Güneri Gençer Eylül 2005, 103 sayfa İnsan beyninin faaliyetleri, beyni oluşturan sinir hücrelerinin etkileşimi ve elektro-kimyasal aktivitelerine dayanır. Beynindeki bazı bozukluklar ve hastalıklar da bu aktivitelerin bozukluğu ile karakterize edilir. Bu aktivitenin yerini ve yönünü belirlemeye elektromanyetik kaynak görüntüleme (EKG) denir ve sinirbilim için güçlü bir araç olacağından oldukça önemlidir. Sınır Elemanları Yöntemi (SEY), EKG için uygulanabilen, büyük ve yoğun denklem takımları yaratan bir yöntemdir. Bu denklem takımlarının oluşturulması ve çözülmesi, denklem takımlarının büyüklüğü ve doğrudan yolların işlem gücü gereksinimi nedeniyle uzun işlem süreleri ve büyük bellekler gerektirir. Bu çalışma, mevcut probleme ucuz ve verimli bir çözüm sunmakta ve işlem sürelerini klinik olarak kabul edilebilir değerlere indirmektedir. Bu amaçla, 8 bilgisayarlı bir bilgisayar kümesi kurulmuş ve kullanılmıştır. Kullanılan modeli işlemcilere verimli bir şekilde dağıtan bir paralel çözücü geliştirilmiştir. Çözücünün başarımı, çeşitli sayıda işlemciler için işlemci ve bellek kullanımı bakımından incelenmiştir. 15011 düğümlü bir ağda, 8 işlemci kullanıldığı zaman transfer matrislerinin hesaplanmasında 97.5% verimlilik vıgözlenmiştir. Bir tek çözümü alma süresinde 8 işlemci ile 94.2% hızlanma verimi ile 520ms sürede çözüm alınması sağlanmıştır. Bilgisayar kümelerinin karmaşık BEM modellerinde çözüm almak için ucuz ve etkili bir araç olduğu gözlenmiştir. Paralelleştirmenin geri problem üzerindeki etkisi bir genetik algoritma ile gösterilmiş ve ileri problem çözümleri için çok benzer hızlanma sonuçları alınmıştır.
Özet (Çeviri)
ABSTRACT PARALLEL IMPLEMENTATION OF THE BOUNDARY ELEMENT METHOD FOR ELECTROMAGNETIC SOURCE IMAGING OF THE HUMAN BRAIN Ataseven, Yoldaş B.Sc, Department of Electrical and Electronics Engineering Supervisor: Prof.Dr.Nevzat Güneri Gençer September, 2005, 103 pages Human brain functions are based on the electrochemical activity and interaction of the neurons constituting the brain. Some brain diseases are characterized by abnormalities of this activity. Detection of the location and orientation of this electrical activity is called electro-magnetic source imaging (EMSI) and is of significant importance since it promises to serve as a powerful tool for neuroscience. Boundary Element Method (BEM) is a method applicable for EMSI on realistic head geometries that generates large systems of linear equations with dense matrices. Generation and solution of these matrix equations are time and memory consuming due to the size of the matrices and high computational complexity of direct methods. This study presents a relatively cheap and effective solution the this problem and reduces the processing times to clinically acceptable values using parallel cluster of personal computers on a local area network. For this purpose, a cluster of 8 workstations is used. A parallel BEM solver is implemented that distributes the model efficiently to the processors. The parallel solver for BEM is developed using the PETSc library. The performance of the IVsolver is evaluated in terms of CPU and memory usage for different number of processors. For a 15011 node mesh, a speed-up efficiency of 97.5% is observed when computing transfer matrices. Individual solutions can be obtained İn 520 ms on 8 processors with 94.2% parallellization efficiency. It was observed that workstation clusters is a cost effective tool for solving complex BEM models in clinically acceptable time. Effect of parallelization on inverse problem is also demonstrated by a genetic algorithm and very similar speed-up is obtained.
Benzer Tezler
- İzmir'de Mustafa Kemal Bulvarı'nın peyzaj mimarlığı açısından etüdü ve peyzaj projesi
Başlık çevirisi yok
ENGİN ALPARSLAN
Yüksek Lisans
Türkçe
1985
Peyzaj MimarlığıEge ÜniversitesiPeyzaj Mimarlığı Ana Bilim Dalı
YRD. DOÇ. DR. ÜMİT ERDEM
- Çocuklarda akut stres hiperglisemisinde hormonal değişikliklerin ve kısa süreli prognozun incelenmesi
Başlık çevirisi yok
AYGÜN DİNDAR
Tıpta Uzmanlık
Türkçe
1987
Çocuk Sağlığı ve Hastalıklarıİstanbul ÜniversitesiÇocuk Sağlığı ve Hastalıkları Hemşireliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. HÜLYA GÜNÖZ
- Değişik derim zamanı ve önsoğutmanın Bursa siyahı incir çeşidinin meyve kalitesi ve pazarlama süresi üzerine etkileri
Effects of haruest time and precooling on fruit quality and shelf-life of the fig variety“Bursa siyahı”
FÜSUN GÜRSEL ÇELİKEL
- Dislokasyon-dislokasyon etkileşimi
Başlık çevirisi yok
YILDIRIM AYDOĞDU
Yüksek Lisans
Türkçe
1987
Fizik ve Fizik Mühendisliğiİnönü ÜniversitesiFizik Ana Bilim Dalı
Y.DOÇ.DR. MUSTAFA DİKİCİ
- Küçük Yamanlar tepesi örneğinde kent yakın çevresinde rekreasyon alanı düzenleme projesi
Başlık çevirisi yok
NİHAN BULGUN
Yüksek Lisans
Türkçe
1985
Şehircilik ve Bölge PlanlamaEge ÜniversitesiPeyzaj Mimarlığı Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. İLÇİN ASLANBOĞA