Geri Dön

Optimization of Capacitive Micromachined Ultrasound Transducers (CMUTs) for a high- frequency medical ultrasonic imaging system

Yüksek frekans tıbbi ultrasonik görüntüleme sistemleri için Kapasitif Mikroişlenmiş Ultrasonik Dönüştürücülerin (CMUTs) optimizasyonu

  1. Tez No: 392276
  2. Yazar: REZA PAKDAMAN ZANGABAD
  3. Danışmanlar: DOÇ. AYHAN BOZKURT
  4. Tez Türü: Yüksek Lisans
  5. Konular: Elektrik ve Elektronik Mühendisliği, Electrical and Electronics Engineering
  6. Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
  7. Yıl: 2014
  8. Dil: İngilizce
  9. Üniversite: Sabancı Üniversitesi
  10. Enstitü: Mühendislik ve Fen Bilimleri Enstitüsü
  11. Ana Bilim Dalı: Elektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
  12. Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
  13. Sayfa Sayısı: 62

Özet

Geleneksel ultrasonik görüntüleme sistemleri, akustik sinyalin üretimi ve alımı için piezoelektrik dönüştürücüler kullanmaktadırlar. 1994 yılında bulunmasından bu yana, Kapasitif Mikroişlenmiş Ultrason Dönüştürücü (CMUT) alternatif bir teknoloji olarak araştırmaya tabi olmuştur. Geleneksel piezoelektrik ultrason dönüştürücüler üzerinde CMUT'ın önemli avantajları daha yüksek bant genişliği, daha yüksek hassasiyet, CMOS uyumluluk ve standart litografi teknikleri kullanılmasıylaelde edilen imalat kolaylığıdır.Özellikle tıbbi görüntüleme uygulamaları için geliştirilen CMUT tasarımlarında parazitik kapasiteleri ve eşleşmeleri azaltmak, dinamik aralığı artırmak önemli amaçlardır. Bu tezde yüksek çözünürlüklü medikal görüntüleme için kullanılacak yüksek frekanslı (20 MHz) CMUT dizisinin optimizasyonu amaçlamaktadır. Başari ölçütü, bütün darbe-eko işlemi için bir modelin geliştirilmesi için gereken elektrik geri dönüş sinyalinin sinyal-gürültü oranı olarak seçilmiştir. Bu tür bir model aşağıdakilerden oluşmaktadır (1) cihazın kendisi için bir devre modeli, (2), radyasyon empedansi için bir model ve (3) Yayılma ortamı için model. CMUT model literatürde çok araştırılmıştır. Zaten varolan bir devre modeli simülasyonlarda kullanılmıştır.CMUT dizi yayın empedansı, Sonlu Eleman Analizi (FEA) yazılım paketleri ile COMSOL Multiphysicsve ANSYS kullanılarak hesaplanmıştır, ve devre simülatöründeki yükü temsil etmek üzere bir eşdeğer devre modele dönüştürülmüştür.Tümüyle LT SPİCE devre simülatöründe gerçeklenen darbe-eko modeliyle CMUT parametrelerindenyarıçap, membran kalınlığı ve boşluk boyu kullanilarak sinyal gürültü orani optimize edilmiştir.

Özet (Çeviri)

Conventional ultrasonic imaging systems use piezoelectric transducers for the generation and reception of the acoustic signal. Since its invention in 1994, the Capacitive Micromachined Ultrasound Transducer (CMUT) has been subjected to research as an alternative technology. Major advantages of the CMUT over traditional piezoelectric ultrasound transducers include higher bandwidth, higher sensitivity, CMOS compatibility, and ease of manufacturing (by the use of standard lithography techniques.) Increasing the dynamic range, decreasing the parasitic capacitance and cross coupling are the major goals in CMUT designing specially for medical imaging applications. The work in this thesis aims the optimization of a high-frequency (20 MHz) CMUT array to be used for high-resolution medical imaging. The figure of merit has been chosen as the signal-to-noise ratio of the electrical return signal, which required the construction of a model for the entire pulse-echo operation. Such a model consists of: (1) a circuit model for the device itself, (2) a model for the radiation impedance, and (3) a model for the propagation medium. The CMUT model has been extensively studied in the literature. An already existing circuit model has been used in the simulations. The radiation impedance of the CMUT array was computed using Finite Element Analysis (FEA) software packages COMSOL Multiphysics® and ANSYS®, and converted to an equivalent circuit to represent the load in the circuit simulator. The pulse-echo model, which is entirely implemented in LTspice circuit simulator, was then used to optimize CMUT parameters that include radius, membrane thickness, and gap height to maximize signal-to-noise ratio.

Benzer Tezler

  1. Improved modeling of capacitive micromachined ultrasonic transducers (CMUTS)

    Başlık çevirisi yok

    REMZİ ERKAN KEMAL

    Doktora

    İngilizce

    İngilizce

    2020

    Elektrik ve Elektronik MühendisliğiÖzyeğin Üniversitesi

    Elektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. TAYLAN AKDOĞAN

    DR. GÖKSEN GÖKSENİN YARALIOĞLU

  2. Design and implementation of capacitive micromachined ultrasonic transducers for high intensity focused ultrasound

    Yoğunluklu odaklanmış yüksek frekanslı ses tedavisi için kapasitif mikroişlenmiş ultrasonik dönüştürücülerin tasarımı ve gerçekleştirilmesi

    FEYSEL YALÇIN YAMANER

    Doktora

    İngilizce

    İngilizce

    2011

    BiyomühendislikSabancı Üniversitesi

    Elektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    DOÇ. DR. AYHAN BOZKURT

  3. Optimization of collapsed mode cmut receiver for maximum off-resonance sensitivity

    Çökme modu cmut alıcısının rezonans altı duyarlılık hassasiyet eniyileştirilmesi

    MANSOOR KHAN

    Doktora

    İngilizce

    İngilizce

    2018

    Elektrik ve Elektronik Mühendisliğiİhsan Doğramacı Bilkent Üniversitesi

    Elektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. HAYRETTİN KÖYMEN

  4. Fabrication of cmuts based on PMMA adhesive wafer bonding

    PMMA yapıştırıcılı pul bağlama yöntemiyle kapasitif mikroişlenmiş ultrasonik güç çevirici (CMUT) üretimi

    MANSOOR AHMAD

    Doktora

    İngilizce

    İngilizce

    2019

    Elektrik ve Elektronik MühendisliğiSabancı Üniversitesi

    Elektrik-Elektronik Ana Bilim Dalı

    DOÇ. DR. AYHAN BOZKURT

  5. Optimization of the gain-bandwidth product of capacitive micromachined ultrasonic transducers

    Kapasitif mikro-işlenmiş ultrasonik çevirgeçlerin kazanç-band genişliği çarpımlarının optimizasyonu

    SELİM OLÇUM

    Yüksek Lisans

    İngilizce

    İngilizce

    2005

    Elektrik ve Elektronik Mühendisliğiİhsan Doğramacı Bilkent Üniversitesi

    Elektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    PROF.DR. ABDULLAH ATALAR