Numerical evaluation of electromagnetic fields in human body
Elektromagnetik dalgaların insan vücudu içerisinde dağılımın numerik olarak hesaplanması
- Tez No: 29646
- Danışmanlar: PROF. DR. KEMAL ÖZMEHMET
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Elektrik ve Elektronik Mühendisliği, Electrical and Electronics Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 1993
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Dokuz Eylül Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Elektrik ve Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 90
Özet
ÖZET elektromagnetik dalgaların insan vücudu içerisinde dağılımının nümerik olarak hesaplanması Elektromagnetik radyasyonun değişik amaçlarla kullanımının artması nedeniyle, insan dokuları içindeki elektromagnetik dalga ve enerji yayıl iminin saptanması önem kazanmaktadır. Bu bilgiler tehlikeli radyasyon seviyesinin tesbiti; değişik aşırı-ısıtma uygulamalarının tasarımı ve değerlendirilmesi gibi konularda kullanılabilmektedir, ilerki çalışmalarda uygulama alanına insan vücudunun kendi elektromagnetik sisteminin incelenmesi de katılabileceği öngörülmektedir. Homojen olmayan karmaşık biyolojik yapılar içerisindeki elektromagnetik alan ve özgül sogrulma oranı (ÖSO) dağılımının hesaplanmasında değişik sayısal teknikler kullanılagelmiştir. Her bir sayısal tekniğin kendine özgü kısıtlamaları mevcuttur. Bunların en önemlisi modellemeyle ilgili olanıdır. Son zamanlarda, esnekliğinden ve doğrusal olmayan yüzeylerin ve arabirimlerin diğer metodlara göre çok daha gerçekçi olarak tanımlanabilmesinden dolayı sonlu elemanlar yöntemi popüler hale gelmiştir. Birkaç çalışma dışında bizim ilgilendiğimiz alana uygulaması mevcut değildir. Bunlar da frekans ortamı çözümlerini içermektedirler. Bu çalışmada ise zaman ortamı çözümlerielde edilmiş ve bu çözümlerden sürekli hal çözümlerine geçilmiştir. Zaman ortamı çözümünün burada yaptığımız uygulamalar dışında birçok uygulamaları mevcuttur. Burada tanımlanan tekniği kullanarak sinusoidal olmayan alanların biyolojik dokularda yayılımı da incelenebilir. Tüm diğer sayısal metodlarda olduğu gibi, çözümün kararlılığı için zaman artımının tesbiti (frekansa, doku parametrelerine, ağ yapısına bağlı olarak) önem kazanmaktadır. Bununla ilgili kriterler verilmiştir. Bilindiği gibi, biyolojik yapıların elektriksel özellikleri frekansa ve doku tipine bağlı olarak değişmektedir. Bu nedenle doku arayüzeylerinde bir süreksizlik sözkonusudur. Homojen olmayan yapıları, bu süreksizliği de dikkate alarak, inceleyebilmek için baz fonksiyonu olarak karıştırılmış-interpolasyon fonksiyonları (E sabit H doğrusal) kullanılmıştır. Böylece doku arayüzeylerinde elektrik alanın x ve y bileşenlerinden normal ve teğetsel bileşenlerine dönüşüm gibi bir zahmetten kurtulunmuştur. Ag yapısı yazılan bir C programı aracılığıyla bu kriterleri de dikkate alarak otomatik olarak oluşturulmuştur. Ag yapısının oluşturulması, görüntülenmesi, sınır koşullarının girilmesi gibi ön-işlemler; sürekli hal sonuçlarının değerlendirilmesi, özgül sogrulma oranlarının hesaplanması, grafiklerin oluşturulması gibi son-işlemler IBM uyumlu PC'lerde yapılmıştır. Çok zaman ve büyük matrislerle işlemleri gerektiren çözüm aşaması ise DEÜ Elektronik Mühendisliği Bölümü'ndeki IBM RISC 6000 sisteminde gerçekleştirilmiştir.Elde edilen alan dağılımları ve bunlardan elde edilen özgül sogrulma oranları (ÖSO) tam çözümlerle karşılaştırılmış; analitik verilerle, özellikle özgül soğrulma oranının büyük olduğu yüzey yakınlarında ve homojen olmayan yapılarda doku arayüzeylerindeki süreksizlik bölgelerinde, çok iyi bir uyumluluk gözlenmiştir. Gerekli işlem zamanını ve hafıza boyutunu artıracak olan ag yapısında daha küçük hücrelerin kullanılmasıyla daha karmaşık yapıların incelenebileceği söylenebilir. Gelecekte bu tip uygulamalar üzerinde çalışılabilir. Gerekli verilerin hazırlanmasıyla ve daha esnek bir ag oluşturma programının yazılmasıyla ayrıntılanmış bir insan vücudundaki yayılımın incelenmesi mümkün olacaktır.
Özet (Çeviri)
THESIS ABSTRACT NUMERICAL EVALUATION OF ELECTROMAGNETIC FIELDS IN HUMAN BODY « BY Tamer COŞKUN Master of Science, February 1993 ( B.Sc., Dokuz Eylul University, 1989 ) 90 Typed Pages Directed by Kemal OZMEHMET Because of society's increased usage of electromagnetic radiation for variety of purposes, it is important to be able to quantify electric field and the absorption of electromagnetic energy in the human tissues. Such knowledge can help to identify environmental hazardous level; the design and evaluation of hyperthermia applications for treatment of cancer, enhancement of bone fracture healing, etc. The purpose of this thesis is to develop a simulation program based on a numerical method to quantify electric fields and absorption of electromagnetic energy in human tissues. Several numerical techniques have been used for this purpose. For each numerical method there are some error sources. The most important of those is modeling the problem. In the recent years, finite element method has become most popular numerical method. It can define curved boundaries and interfaces more accurate than other methods. There are a few works performed in frequency domain, but there is not any one based on finite element time mI- domain method in bioelectromagnetics. In our work, we have developed a finite element time domain program. After calculating time domain values, steady state solutions are obtained. To model inhomogeneous bodies mixed interpolation functions ( E constant, H linear ) are used as base functions. This technique does not require rotations or transformations of electric field components Ex and Ev to En and E-f Mesh generation is done automatically by a C program developed for mixed interpolation method. Prepossessing (such as mesh generation and viewing, definition of boundary values) and postprocessing are performed on IBM compatibly PC's. The solution steps, which require more process time and handling big matrices, is executed on IBM RISC 6000 system. In this work, firstly, a homogeneous circular cylinder is modeled. Secondly, an inhomogeneous structure (muscle-fat layered cylinder) is modeled. To see the discontinuity of the electric field at the muscle-fat interface, smaller cells are used near the interface. The results are presented graphically for each case. Calculated field distributions and specific absorption rates are compared with exact solutions. The agreement of the numerical results with analytical values is fairly good, particularly for the surface of the body where the field (and, consequently SAR's) are highest and at jump discontinuity of the field or the slope of the field distribution that occur at the layer boundaries for inhomogeneous case. IV
Benzer Tezler
- Değişken rezolüzyonlu görüntü örnekleyici
Multi resolution image sampler
RIZA CAN TARCAN
Yüksek Lisans
Türkçe
1991
Elektrik ve Elektronik Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiY.DOÇ.DR. M. SAİT TÜRKÖZ
- Lineer örnekleme yöntemi ile uzaktaki cisimlerin şekillerin,n tespiti
Reconsructing the shapes of the objects based on linear sampling method
GÜLÇİN YARIMAY
Yüksek Lisans
Türkçe
2019
Elektrik ve Elektronik Mühendisliğiİstanbul Teknik Üniversitesiİletişim Sistemleri Ana Bilim Dalı
PROF. DR. İBRAHİM AKDUMAN
- Bakacak- Hendek (Sakarya) bölgesi metalik maden yatağının jeofizik ve uzaktan algılama yöntemleri ile incelenmesi
Detection of geological structures by remote sensingmethods using satellite images
FAZLI AHMET ZENGİN
Yüksek Lisans
Türkçe
2023
Jeofizik MühendisliğiSakarya ÜniversitesiJeofizik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ GÜNAY BEYHAN
- Spektral indekslerin arazi örtüsü/kullanımı sınıflandırmasına etkisi: İstanbul, Beylikdüzü ilçesi, arazi kullanımı değişimi
Effect of spectral indices over land use/cover classification: İstanbul, Beylikduzu district, land use change
ÖZGE KAYMAN
Yüksek Lisans
Türkçe
2015
Jeodezi ve Fotogrametriİstanbul Teknik ÜniversitesiGeomatik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. AYŞE FİLİZ SUNAR
- Radon transformuyla radar kesit alanı hesaplanması
Radar cross section calculation by radon transform
DENİZ BÖLÜKBAŞ
Yüksek Lisans
Türkçe
2004
Elektrik ve Elektronik MühendisliğiGebze Yüksek Teknoloji EnstitüsüElektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Y.DOÇ.DR. ARİF ERGİN