Ultrasonik doppler işaretlerinin bilgisayar destekli analizi
Başlık çevirisi mevcut değil.
- Tez No: 29666
- Danışmanlar: YRD. DOÇ. DR. FATMA GÜLER
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Elektrik ve Elektronik Mühendisliği, Electrical and Electronics Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 1993
- Dil: Türkçe
- Üniversite: Erciyes Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Elektronik Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 82
Özet
VI ÖZET Ultrasonik Doppler hız ölçüm tekniği canlı içerisinde bulunan hareketli yapılara ait hızların ölçülmesi için kullanılan.önemli bir tekniktir. Doppler prensibi basit olmasına rağmen uçakların hızlarının ölçülmesinden damarlardaki kan hızının ölçülmesine kadar birçok yerde uygulama alanı bulmuştur. Hız ölçümü amacıyla ilk defa yaklaşık otuz yıl önce kullanılmasına rağmen, hastane dışında kullanılabilecek taşınabilir Doppler kan akış hızı ölçme cihazları ancak son on yıl veya daha az bir süre içinde geliştirilmişlerdir. Doppler akış ölçme teknikleri iki grupta toplanabilir: 1} Sürekli dalga Doppler, 2) Darbeli Doppler. Sürekli dalga Doppler tekniğinde biri alıcı diğeri verici olarak çalışan iki adet ultrasonik dönüştürücü vardır. Ultrasonik dalga sürekli olarak gönderilir ve alınır. Darbeli Doppler tekniğinde ise tek dönüştürücü kullanılır. Burada bir ultrasonik darbe gönderilir ve hareket eden cisimden yansıyan işaret yine aynı dönüştürücü vasıtasıyla alınır. Her iki Doppler tekniğinde de hareketli cisimden yansıyan işaret demodülasyon işlemi yardımıyla aralarında 90" faz farkı olan ikivıı bileşene dönüştürülerek Doppler fark frekansı elde edilir. Doppler fark frekansının elde edilmesi oldukça kolay olmasına rağmen, içerdiği karmaşık frekans bileşenleri sebebiyle işlenmesi gelişmiş işaret işleme tekniklerinin kullanılmasını gerektirir. Doppler fark işaretinin spektral analizi genellikle hızlı Fourier dönüşümü (HFD) algoritmaları yardımıyla yapılır. Bu yaklaşım, yapılan işlem sayısının azlığı sebebiyle gerçek zamanda kullanılmaya çok uygundur ve oldukça yeterli sonuçlar verir. Bu- avantajına rağmen, HFD metodunun iki büyük dezavantajı vardır. Bunlardan en önemlisi frekans seçiciliğinin, yani iki veya daha fazla işaretin frekans cevaplarını birbirinden ayırabilme yeteneğinin düşüklüğüdür. HFD metodunun ikinci büyük dezavantajı da örneklenen Doppler işaretinin penoerelenmesinden dolayı oluşan spektral sızıntıdır. Yani, asıl öbekteki enerjinin kenar öbeklere sızmasıdır. Spektral sızıntı uygun pencere fonksiyonları kullanılarak giderilebilirse de bu, frekans seçiciliğinde azalmaya yol açar. HFD metodunun yukarıda bahsedilen dezavantajlarını ortadan kaldırmak amacıyla parametrik spektral analiz metodları kullanılmış ve bu metodlar HFD metoduna göre çok daha üstün performans göstermişlerdir. Yüksek frekans seçiciliği sağlamaları sebebiyle günümüzde özellikle HFD yerine bu metodlar kullanılmaktadır. Bu tezde Doppler fark frekansının işlenmesi amacıyla yaygın olarak kullanılan sayısal işaret işleme metodları incelenecektir. Tezde incelenecek başlıca metodlar hızlı Fourier dönüşümü (HFD), otoregresif modelleme (süreç geçmişte aldığı değerlerin doğrusal toplamı olarak modellenir : autoregressive-ÂR), hareketli ortalama modelleme (süreç hata dizisinin geçmişte aldığı değerlerin doğrusal toplamıvııı olarak modellenir : moving-average-MA) ve otoregresif hareketli or talama modelleme (süreç hem kendisinin hem de hata dizisinin geçmiş te aldığı değerlerin doğrusal toplamı olarak modellenir : autoregressive moving-average-ARMA) metodlarıdır. Bu metodların birbirlerine göre üstünlükleri ve eksiklikleri incelenecek ve herbir algoritmayı gerçekleştiren bilgisayar programları geliştirilerek bu algoritmalar bir paket haline getirilecektir. Birinci bölümde konuya giriş yapılmakta ve Doppler etkisinin fiziksel temelleri, ultrasonik işaretler ve ultrasonik Doppler tekniğinin tıptaki temel kullanım alanları hakkında genel bilgiler verilmektedir. ikinci bölümde ultrasonik Doppler tekniğinde kaydedilen gelişmeler tarih sırasına göre verilmektedir. Bu bölüm aynı zamanda ultrasonik Doppler tekniğinin değişik kullanım alanları hakkında da bilgiler vermektedir. Üçüncü bölümde Doppler işaretinin güç spektrumu.. güç yoğunluk fonksiyonu ve spektral analiz kavramları tanımlanmaktadır. Dördüncü bölümde Doppler işaretinin spekral analizini yapmak için kullanılan metodlar ve bu metodları gerçekleştiren Mathematica programlama dilinde yazılmış bilgisayar programlarının uygulamalarına örnekler verilmektedir. Aynı test bilgisi kullanılarak sonuçlar karşılaştırılmaktadır Beşinci bölümde ise simülasyonlarda kullanılan örnek bilgi alanı ve Doppler işaretinin spektral analizi için geliştirilen bilgisayar algoritmalarının kaynak program listeleri verilmektedir. Altıncı bölüm sonuçların tartışıldığı son bölümdür.
Özet (Çeviri)
IX SUMMARY Doppler ultrasound is an important technique for measuring the velocities of moving objects. Although the Doppler principle is simple, it has found many application areas ranging from the measurement of the velocities of airplanes to the study of blood flow within the arteries. Even though the technique was first used for the purpose of velocity measurement some 30 years ago, it is only in the last decade or so that portable Doppler blood flow velocity measurement devices that can be used outside the hospital have been developed. Doppler flow velocity meters may be divided into two groups: 1) Continuous wave Doppler, 2) Pulsed wave Doppler. In continuous wave Doppler, two ultrasonic transducers, one working as transmitter and the other as receiver, are used. Ultrasonic wave is continuously transmitted and received. In pulsed Doppler, on the other hand, only one transducer is used. In this case, an ultrasonic pulse is transmitted and the echo reflected from moving object is received by the same transducer. Both techniques have a number of advantages and disadvantages over the other.In both techniques, a Doppler shift frequency is obtained by downmixing the signal reflected from moving object into quadrature components using demodulation, Although the Doppler shift frequency is easy to obtain, the processing of this signal requires the use of advanced digital signal processing techniques because of the complex spectral components it contains. Spectral analysis of the Doppler shift frequency signal is usually based on the procedures employing the fast Fourier transform (FFT). This approach to Doppler spectral analysis is computationally efficient and provides reasonable results. But, despite this advantage, the FFT has two major disadvantages. The most prominent disadvantage of the FFT is its lack of frequency resolution, that is the ability to distinguish the spectral responses of two or more signals. The other performance limitation of the FFT is the spectral leakage due to the implicit windowing of the sampled Doppler data. Spectral leakage can be reduced by selecting suitable window functions but always at the expense of reduced spectral resolution. In order to alleviate the above mentioned limitations of the FFT, parametric spectral analysis methods have succesfully been used for the estimation of Doppler power spectral density functions, and showed superior performance over the FFT. In this thesis, a comparative study will be performed on digital signal processing techniques that are commonly used for processing the Doppler shift signal. These methods will include the fast Fourier transform, autoregressive modelling (AR), moving-average modelling (MA) and autoregressive moving-average modelling (ARMA). Advantages and disadvantages of each method will be discussed and aXI package of computer algorithms for the implemetation of the methods will be developed. Chapter one deals with the concepts of ultrasound and Doppler effect and introduces the use of Doppler ultrasonic flow measurement techniques in medicine. Chapter two provides a historical perspective of the advancements in Doppler ultrasound flow measurement technique. This chapter also investigates various application fields of Doppler ultrasound. Chapter three focuses on the theoretical backgrounds of the Doppler power spectrum. The concepts of power spectral density function and spectral estimation are defined in this chapter. Chapter four discusses the methods for spectral analysis of Doppler signals and compares the results obtained by computer simulations developed using Mathematica programming language. Chapter five gives source listings of sample data set, which is used in all computer simulations, and computer programs developed for spectral analysis of Doppler signals. Chapter six is the discussions chapter.
Benzer Tezler
- Doppler işaretlerine spektral analiz tekniklerinin uygulanması ve yapay sinir ağları ile sınıflandırılması
Application of spectral analysis technques to Doppler signals and classification by artificial neural networks
ELİF DERYA ÜBEYLİ
Doktora
Türkçe
2004
Elektrik ve Elektronik MühendisliğiGazi ÜniversitesiElektronik-Bilgisayar Eğitimi Ana Bilim Dalı
PROF.DR. NİHAL FATMA GÜLER
- Kardiyak Doppler işaretleri analiz ve sınıflandırma sistemi: KARDİAS
Cardiac Doppler signal analyzer and classifier system: KARDIAS
TANER TOPAL
Doktora
Türkçe
2010
Bilgisayar Mühendisliği Bilimleri-Bilgisayar ve KontrolGazi ÜniversitesiElektronik ve Bilgisayar Sistemleri Eğitimi Ana Bilim Dalı
PROF. DR. İNAN GÜLER
- Doppler işaretlerinin dalgacık dönüşümü ve fraktal boyut kullanarak yapay sinir ağları ile sınıflandırılması
Classification of doppler signals with artificial neural networks using wavelet transform and fractal dimension
ESRA YILDIZ
Yüksek Lisans
Türkçe
2009
Bilgisayar Mühendisliği Bilimleri-Bilgisayar ve KontrolFırat ÜniversitesiElektronik-Bilgisayar Eğitimi Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. İBRAHİM TÜRKOĞLU
- Durağan olmayan sesötesi doppler işaretlerinin zamana bağımlı adaptif parametrik modeller ile modellenmesi
Time dependet adaptive parametric modeling of nonstationary ultrasonic doppler signals
MEHMET EMİN YÜKSEL
- Kaos teorisi kullanılarak damarlardaki akış hastalıklarının tespiti
Determination of the flow diseases in the vessels using the chaos theory
DERYA YILMAZ
Doktora
Türkçe
2007
Mühendislik BilimleriGazi ÜniversitesiElektronik-Bilgisayar Eğitimi Ana Bilim Dalı
PROF. DR. NİHAL FATMA GÜLER