Low-bandwidth image reconstruction for magnetic particle imaging
Manyetik parçacık görüntüleme için düşük bantlı görüntü geriçatımı
- Tez No: 463670
- Danışmanlar: YRD. DOÇ. DR. EMİNE ÜLKÜ SARITAŞ ÇUKUR
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Elektrik ve Elektronik Mühendisliği, Electrical and Electronics Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2017
- Dil: İngilizce
- Üniversite: İhsan Doğramacı Bilkent Üniversitesi
- Enstitü: Mühendislik ve Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Elektrik-Elektronik Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 61
Özet
Manyetik Parçacık Görüntüleme (MPG), kök hücre takibi, anjiyogra fi ve kanser görüntüleme gibi uygulamalara sahip yüksek kontrastlı bir görüntüleme yöntemidir. MPG'de, eksitasyon alanı adında zamanla değişen bir manyetik alan uygulanır ve süperparamanyetik demir oksit nanoparçacıklarının mıknatıslanma tepkisi kaydedilir. Bu parçacıklardan gelen sinyal hem eksitasyon frekansında hem de bu frekansın yüksek harmoniklerindedir. Eşzamanlı eksitasyon ve sinyal alımı nedeniyle, doğrudan besleme sinyali manyetik nanoparçacık sinyalini ana harmonikte baskılar. Doğrudan besleme sinyali bir yüksek geçiren fi ltre kullanılarak ortadan kaldırılabilir, ki bu fi ltrelemenin görüntü uzayında bir DC kaybına neden olduğu gösterilmiştir. X-uzayında güvenilir görüntü geriçatımı, görüntünün pozitifliğini ve sürekliliğini sağlamak yoluyla başarılabilir. Fakat, düşük nanoparçacık konsantrasyonu ve/veya donanım kısıtlamaları, kullanılabilir sinyal bant genişliğini sadece birkaç harmoniğe sınırlayabilir. Normal x-uzayı geriçatımında düşük bantlı sinyal alımı, yüksek harmoniklerin kaybı nedeniyle bulanık görüntülere sebep olmaktadır. Bu tezde, sadece kayıp ana harmoniği değil, aynı zamanda düşük bantlı sinyal alımında kaydedilmemiş yüksek harmonikleri de belirlemeyi sağlayan yinelemeli bir x-uzayı geriçatım yöntemi önerilmektedir. Önerilen yöntem, ideal (yani, yüksek bantlı) MPG görüntüsüne 3-4 yinelemede yakınsar. Gürültü ve nanoparçacık relaksasyon etkilerini içeren kapsamlı simulasyonlarda, önerilen yöntem normal x-uzayı geriçatımına göre gelişmiş görüntü kalitesi vermektedir, ve doruk sinyal gürültü oranında (DSGO) en az 6 dB iyileşme sağlar. Son olarak, önerilen yöntem kendi bünyemizde geliştirdiğimiz MPG tarayıcısında deneysel görüntüler üzerinde de gösterilmiştir.
Özet (Çeviri)
Magnetic Particle Imaging (MPI) is a high contrast tracer imaging modality with applications such as stem cell tracking, angiography and cancer imaging. In MPI, a time-varying magnetic fi eld called the drive fi eld is applied, and the magnetization response of superparamagnetic iron oxide nanoparticles (SPIOs) is recorded. The signal from these nanoparticles is at both drive fi eld frequency and its higher harmonics. However, due to simultaneous excitation and signal reception, the direct feedthrough contaminates the nanoparticle signal at the fundamental harmonic. The direct feedthrough signal can be eliminated using a high-pass fi lter, where the effect of this fi ltering has been shown to be a DC loss in image domain. Reliable x-space image reconstruction can then be achieved via enforcing positivity and continuity of the image. However, low SPIO concentrations and/or hardware constraints can further limit the usable signal bandwidth to only a few harmonics. Under low bandwidth signal acquisitions, the loss of higher harmonics results in blurred images after regular x-space reconstruction. This thesis proposes an iterative x-space reconstruction method that recovers not only the lost fundamental harmonic but also the un-acquired higher harmonics for low-bandwidth acquisitions. Proposed method converges to the ideal (i.e., high bandwidth) MPI image in 3-4 iterations. In extensive simulations that incorporate measurement noise and nanoparticle relaxation effects, the proposed method displays improved image quality with respect to the regular x-space reconstruction scheme, with at least 6 dB improvement in peak signal-to-noise ratio (PSNR) metric. Finally, the proposed method is also demonstrated with imaging experiments on an in-house MPI scanner.
Benzer Tezler
- Sayısal görüntülerin alt band kodlanması
Subband coding of digital images
SIDIK DÜNDAR
Yüksek Lisans
Türkçe
1995
Elektrik ve Elektronik Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiY.DOÇ.DR. M. ERTUĞRUL ÇELEBİ
- Derin öğrenme ile süper çözünürlüklü radar görüntüleme
Super resolution radar imaging with deep learning
İREM FADİME ERİM
Yüksek Lisans
Türkçe
2022
Elektrik ve Elektronik Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiElektronik-Haberleşme Eğitimi Ana Bilim Dalı
PROF. DR. IŞIN ERER
- Yer üstü platformlara monte edilebilecek sentetik açıklıklı radar sistemi oluşturulması ve gerçek karasal radar görüntülerinin elde edilmesi
Construction of synthetic aperture radar system for ground platforms and obtaining real terrestrial radar images
ENES YİĞİT
Doktora
Türkçe
2013
Elektrik ve Elektronik MühendisliğiMersin ÜniversitesiElektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. CANER ÖZDEMİR
- Double network superresolution
Çift ağlı süperçözünürlük
CEM TARHAN
Doktora
İngilizce
2019
Elektrik ve Elektronik MühendisliğiOrta Doğu Teknik ÜniversitesiElektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. GÖZDE BOZDAĞI AKAR
- Watermarking via zero assigned filter banks
Sıfır atamalı süzgeç kümeleri ile dalgalama
ZEYNEP YÜCEL
Yüksek Lisans
İngilizce
2005
Elektrik ve Elektronik Mühendisliğiİhsan Doğramacı Bilkent ÜniversitesiElektrik ve Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. BÜLENT ÖZGÜLER