Geri Dön

Data acquisition system for Lorentz force electrical impedance tomography using magnetic field measurements

Manyetik alan ölçümleri ile Lorentz kuvvet elektrik empedans tomografisi veri toplama sistemi

PDF İndir

  1. Tez No: 463584
  2. Yazar: KEIVAN KABOUTARI
  3. Danışmanlar: Prof. Dr. NEVZAT GÜNERİ GENÇER
  4. Tez Türü: Yüksek Lisans
  5. Konular: Elektrik ve Elektronik Mühendisliği, Electrical and Electronics Engineering
  6. Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
  7. Yıl: 2017
  8. Dil: İngilizce
  9. Üniversite: Orta Doğu Teknik Üniversitesi
  10. Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
  11. Ana Bilim Dalı: Elektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
  12. Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
  13. Sayfa Sayısı: 147

Özet

Lorentz Kuvvetleri ile Elektriksel Empedans Tomografisi (LKEET) biyolojik dokuların elektriksel iletkenliklerini görüntülemek için önerilen yeni bir yöntemdir. Bu yöntem, erken evre kanser dokularının tanısı için son zamanlarda önerilmiştir. Bu tezin ana hedefi LKEET için veri toplama sisteminin geliştirilmesidir. Temassız alıcı sensörü geliştirme, statik manyetik alan oluşturma (sabit mıknatıslar ile 0.56 T üretilmiştir), sinyallerin yükseltilmesi ve farklı fantomlarla deneysel çalışmalar yapılması bu tezin kapsamındadır. Bu tezin amacı rezonans frekansındaki bobin sensörlerini kullanarak endüklenmiş Lorentz akımların meydana getirdiği AC manyetik alanlarının ölçülmesidir. Bu çalışmada, nümerik benzetim ve deneysel çalışmalar için yuvarlak çok katmanlı alıcı bobin sensörleri kullanılmıştır. Sensörlerin fiziksel ve elektriksel özellikleri değerlendirilmiştir. MATLAB kullanılarak giriş parametreleri bobin sensörlerinin fiziksel özellikleri olan bir tasarım aracı geliştirilmiştir. DC ve AC dirençleri, rezonans frekansı ve bobin sensörlerinin nitelik oranı (quality factor) gibi elektriksel özellikler çıkış parametreleridir. Bu tasarım aracı ile tasarlanan bir bobin sensörü deneysel çalışmalarda kullanılmıştır. Bobinin duyarlılık, sinyal gürültü oranı, ısıl gürültü ve nitelik oranı sırasıyla yaklaşık 392.72 nmV/HzA, 39.32 dB, 33.83 nV ve 29'dur. Bobin ile algılanabilen minimum AC manyetik alanı yaklaşık 0.17 pT'dir. İki aşamalı bir yükselteç geliştirilmiş ve ölçüm sisteminde kullanılmıştır. Kademeli yükseltecin kazancı ve üst bant genişliğinin frekansı sırasıyla 100 dB ve 1.02 MHz'dir. İlk aşama yükseltecin kazancı, giriş RMS voltaj gürültüsü ve algılanabilen minimum RMS sinyali sırasıyla 52 dB, 5.09 ve 7.19 uV'dir. İlk aşama yükselteç bobine bağlandığında giriş RMS voltaj gürültüsü ve algılanabilen minimum RMS sinyali 6.28 ve 8.87 uV değerlerine artmıştır. İlk aşama yükseltecin çıkışı yaklaşık 3.55 mV'dir. İkinci aşama yükseltecin kazancı ve algılabilen minimum RMS sinyali sırasıyla yaklaşık 48 dB ve 0.84 uV (-121.52 dB)'dir. Belirtildiği üzere ilk aşama yükseltecin çıkışı, ikinci aşamanın algılanabilen minimum RMS sinyalinden daha büyüktür. Deneysel çalışmalar için elektriksel iletkenlik değerleri homojen olmayan dört fantom yapılmıştır (70, 800-3000 ve 8* 10^6 S/m). Hazırlanan fantomlar LKEET deneysel sisteminde kullanılmış ve elde edilen sinyaller tasarlanan bobin sensörleri ile ölçülmüştür. Homojen olmayan bölgelerden alınan sinyaller farklı iletkenlikli bölgelerin yerini göstermektedir. Elde edilen sinyaller, fantomların hızlı LKEET görüntülerinin oluşturulması için kullanılmıştır.

Özet (Çeviri)

Lorentz Force Electrical Impedance Tomography (LFEIT) is a novel imaging modality to image electrical conductivity properties of biological tissues. This modality is recently proposed for early stage diagnosis of cancerous tissues. The main aim of this thesis study is to develop a data acquisition system for LFEIT. Design of contactless receiver sensor, static magnetic field generation (0.56 T is generated by permanent neodymium magnets), amplification of received signals and experimental studies using various phantoms are in the scope of this thesis. Measurement of the AC magnetic fields generated by the induced Lorentz currents using coil sensors at the resonance frequency is the aim of this thesis. In this study, disk multiple layer receiver coil sensors are used in both numerical simulations and experiments. Physical and electrical characteristics of the sensors are evaluated. A design tool is developed using MATLAB, where the physical properties of the coil sensors are defined as inputs of the design tool. The electrical properties such as DC and AC resistance, resonance frequency and quality factor of the coil sensors are obtained as outputs. One of the coil sensors designed by this tool is used in the experimental studies. Sensitivity, signal to noise ratio, thermal noise and quality factor of the realized coil are about 392.72 nmV/HzA, 39.32 dB, 33.83 nV and 29, respectively. Minimum detectable AC magnetic field by the realized coil is about 0.17 pT. A custom made two stage amplifier is designed and utilized in the receiving system. The gain and upper 3dB frequency of the cascaded amplifiers are 100 dB and 1.02 MHz frequency, respectively. Pre-stage amplifier's gain, input RMS voltage noise and minimum RMS detectable signal are 52 dB, 5.09 and 7.19 uV. By connecting the realized coil to the pre-stage amplifier, input RMS voltage noise and minimum RMS detectable signal are increased to 6.28 and 8.87 uV. Then, pre-stage amplifier output is about 3.55 mV. Second stage amplifier's gain and minimum RMS detectable signal are 48 dB and 0.84 uV (-121.52 dB), respectively. Note that, the pre-stage amplifier output is greater than the minimum RMS detectable signal of the second stage. For experimental studies, four phantoms with inhomogeneities in electrical conductivity are developed (70, 800-3000 and 8\times 10^6 S/m). The prepared phantoms are utilized in the LFEIT experimental system and generated signals are measured by the designed coil sensor. Signals originating from conductivity inhomogeneities reveal the location of inhomogeneities. Acquired signals are also used in order to generate fast LFEIT images of the phantoms.

Benzer Tezler

  1. Tez No

    528159

    Experimental studies for lfeit with magnetic field measurements

    Manyetik alan ölçümlerine dayanan lorenz kuvvetli elektriksel empedans tomografisi için deneysel çalışmalar

    AHMET ÖNDER TETİK

    Yüksek Lisans

    İngilizce

    İngilizce

    2018

    Elektrik ve Elektronik MühendisliğiOrta Doğu Teknik Üniversitesi

    Elektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. NEVZAT GÜNERİ GENÇER

  2. Tez No

    47987

    Data acquisition system design for acoustic microscopy

    Akustik mikroskopi için veri edinme sistemi tasarımı

    NADİR ZAFER BAŞTÜRKMEN

    Yüksek Lisans

    İngilizce

    İngilizce

    1996

    Elektrik ve Elektronik Mühendisliğiİhsan Doğramacı Bilkent Üniversitesi

    PROF.DR. HAYRETTİN KÖYMEN

  3. Tez No

    112093

    Digital data acquisition system for seismic signals

    Deprem sinyalleri için sayısal bilgi toplama sistemi

    FATİH BONCUK

    Yüksek Lisans

    İngilizce

    İngilizce

    2001

    Elektrik ve Elektronik MühendisliğiBoğaziçi Üniversitesi

    Elektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. ÖMER CERİD

    PROF. DR. MUSTAFA AKTAR

    DOÇ. DR. GÜNHAN DÜNDAR

  4. Tez No

    364466

    A data acquisition system for auditory evoked potential monitoring during anesthesia

    Başlık çevirisi yok

    COŞKUN AYDOĞDU

    Yüksek Lisans

    İngilizce

    İngilizce

    1993

    BiyomühendislikBoğaziçi Üniversitesi

    Biyomedikal Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    DOÇ. DR. HALİL ÖZCAN GÜLÇÜR

  5. Tez No

    522313

    Ticari araç koltuk test düzeneği kontrol ve veri toplama sistemi

    Control and data acquisition system for commercial vehicle seats test mechanism

    ONAT TAŞKIN

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    2017

    Bilgisayar Mühendisliği Bilimleri-Bilgisayar ve Kontrolİstanbul Teknik Üniversitesi

    Kontrol ve Otomasyon Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    YRD. DOÇ. DR. ALİ FUAT ERGENÇ

Geri Dön