Geri Dön

Harmonic motion microwave doppler imaging method

Harmonik hareket mikrodalga doppler görüntüleme yöntemi

  1. Tez No: 341001
  2. Yazar: CAN BARIŞ TOP
  3. Danışmanlar: PROF. DR. NEVZAT GÜNERİ GENÇER
  4. Tez Türü: Doktora
  5. Konular: Elektrik ve Elektronik Mühendisliği, Electrical and Electronics Engineering
  6. Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
  7. Yıl: 2013
  8. Dil: İngilizce
  9. Üniversite: Orta Doğu Teknik Üniversitesi
  10. Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
  11. Ana Bilim Dalı: Elektrik ve Elektronik Mühendisliği Bölümü
  12. Bilim Dalı: Elektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
  13. Sayfa Sayısı: 147

Özet

Meme kanseri tanısı için yaygın olarak kullanılan mamografi yönteminde iyonizan radyasyon kullanımı, yoğun meme dokusunda ayırt ediciğin azalması ve hastaya rahatsızlık vermesi gibi problemler bulunmaktadır. Bu nedenle bu yönteme alternatif invazif olmayan, güvenilir, zararsız ve hasta dostu yeni yöntemler geliştirilmesi üzerine araştırmalar devam etmektedir. Bu tezde, normal ve patojen dokuların elastik ve elektriksel özelliklerini kullanarak meme tümörlerinin erken evrede teşhis edilmesini amaçlayan yeni bir görüntüleme yöntemi önerilmektedir. Yöntemde odaklı ultrason dalgalarının ışıma kuvveti kullanılarak doku içinde titreyen küçük bir bölge yaratılmaktadır.Dokuya aynı zamanda mikrodalga işaret uygulanmaktadır. Geri yansıyan işaret tayfında titreşimden dolayı Doppler bileşeni oluşmaktadır. Bu bileşen titreyen bölgenin elastik ve elektriksel özelliklerine bağlıdır. Doku içinde odak bölgesi taranmakta ve her bir tarama noktasında geri yansıyan işaretin Doppler bileşeni algılanıp işlenerek görüntü oluşturulabilmektedir. Yöntemin basit meme modeli ile performansının değerlendirilmesi için yarı-analitik bir formülasyon geliştirilmiştir. Doku içinde titreyen bölgeden saçınan işaretin analiz edilmesi için üç boyutlu Zamanda Sonlu Farklar tabanlı bir yöntem geliştirilmiştir. Akustik, mekanik ve elektromanyetik benzetimler artarda yapılarak ileri problem sayısal olarak çözülmüştür. Yöntemin başarımı, homojen ve gerçekçi meme modelleri kullanılarak sayısal olarak incelenmiştir. Meme dokusunun elektriksel ve elastiklik özelliklerine benzeyen malzemeler (fantomlar) geliştirilmiştir. Önerilen görüntüleme yönteminin kullanılabilirliği geliştirilen doku benzeri malzemeler üzerinde genel test ekipmaları kullanılarak deneysel olarak incelenmiştir. 25 mm derinliğinde 5 mm çapında bir tümör fantomu glandüler meme fantomu içinde ayırt edilebilmiştir. Benzetim sonuçları uygun almaç devreleri kullanıldığında gerçek doku içinde daha küçük tümörlerin de tespit edilebileceğini göstermektedir. Bu çalışma kapsamında yöntemin performansı meme kanserinin tespiti için incelenmiş olsa da, mikrodalga ve ultrasonik işaretlerin nüfuz edebildiği diğer doku ve/veya organlarda da kullanım potansiyeli bulunmaktadır.

Özet (Çeviri)

Conventional method for breast tumor detection, mammography, has a number of drawbacks such as X-ray exposure, patient discomfort and loss of reliability especially for dense breast tissue. Therefore, it is a hot research topic to develop new alternative non-invasive, reliable, safe and patient friendly breast imaging methods. In this thesis, we propose a novel hybrid mechanical and electromagnetic imaging method to identify cancerous regions particularly inside dense glandular breast tissue at the early stage by making use of the contrast between elastic and electrical properties of healthy and malignant tissues. A small vibrating region is created inside the tissue using the radiation force of focused ultrasound waves. A microwave transceiver is used to collect data from the vibrating region at the Doppler frequency, which depends on both elastic and electrical properties. The vibrating region is scanned inside the tissue to generate images. A semi-analytical formulation for the forward problem is developed using a two-layered simple breast model. A three dimensional Finite Difference Time Domain (FDTD) method is developed for analyzing the scattered signal from a vibrating region inside the tissue. Forward multi-physics problem is solved numerically with successive acoustic, mechanical and electromagnetic simulations. The performance of the method is investigated using both homogeneous and realistic numerical tissue models. Phantom materials that mimic the electrical and elastic properties of the fatty, fibro-glandular and malignant breast tissues are developed. The proof of concept is demonstrated experimentally on breast phantom materials using general measurement devices. A 5 mm diameter tumor phantom inside fibro-glandular tissue phantom was identified at 25 mm depth. Simulation results show that even smaller tumors can be detected inside breast issue if specialized receivers and transmitters are used. Even though the performance of the method is investigated for breast tumor detection in the scope of this thesis, it can be used for detecting tumors in the other organs that are microwave and ultrasound penetrable.

Benzer Tezler

  1. Design and realization of a hybrid medical imaging system: Harmonic motion microwave doppler imaging

    Hibrit bir tıbbi görüntüleme sisteminin tasarımı ve gerçeklenmesi: Harmonik hareket mikrodalga doppler görüntüleme

    AZADEH KAMALI TAFRESHI

    Doktora

    İngilizce

    İngilizce

    2016

    Elektrik ve Elektronik MühendisliğiOrta Doğu Teknik Üniversitesi

    Elektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. NEVZAT GÜNERİ GENÇER

  2. Three dimensional finite difference time domain simulations on harmonic motion microwave Doppler imaging method using realistic tissue models

    Harmonik hareketli mikrodalga Doppler görüntüleme metodu üzerinde realistik doku modelleri kullanılarak yapılan üç boyutlu zamanda sonlu farklar metodu simülasyonları

    FİKRET TATAR

    Yüksek Lisans

    İngilizce

    İngilizce

    2019

    Elektrik ve Elektronik MühendisliğiOrta Doğu Teknik Üniversitesi

    Elektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. NEVZAT GÜNERİ GENÇER

    DR. CAN BARIŞ TOP

  3. Implementation of a fast simulation tool for the analysis of contrast mechanisms in HMMDI and enhancement of the SNR in the experimental set-up

    HHMDG kontrast mekanizmalarının analizi için hızlı bir simülasyon aracının gerçekleştirilmesi ve deneysel ortamda SGO iyileştirilmesi

    ÜMİT İRGİN

    Doktora

    İngilizce

    İngilizce

    2021

    Elektrik ve Elektronik MühendisliğiOrta Doğu Teknik Üniversitesi

    Elektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. NEVZAT GÜNERİ GENÇER

    DR. CAN BARIŞ TOP

  4. Computational harmonic analysis with rhythmical weights

    Ritmik ağırlıklarla hesaplamalı armoni analizi

    AYŞE RUHAN İKEDA

    Doktora

    İngilizce

    İngilizce

    2022

    Müzikİstanbul Teknik Üniversitesi

    Müzik Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. CAN KARADOĞAN

  5. Akıllı telefon ataletsel sensörleri ve jeodezik GNSS alıcısı entegrasyonu ile harmonik ve sismik yer değiştirmelerin kestirimi

    Harmonic and seismic displacement estimation with smartphone inertial sensors and geodetic GNSS receiver integration

    CANEREN GÜL

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    2022

    Jeodezi ve FotogrametriYıldız Teknik Üniversitesi

    Harita Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    DOÇ. DR. TAYLAN ÖCALAN