Non-invasive acoustic detection of vascular diseases from skin surface using computational techniques with fluid-structure interaction
Damar hastalıklarına girişimsel olmayan akustik metotlarla tanı koymanın katı-sıvı etkileşimli sayısal teknikler kullanılarak incelenmesi
- Tez No: 527942
- Danışmanlar: DOÇ. DR. YİĞİT YAZICIOĞLU
- Tez Türü: Doktora
- Konular: Biyomühendislik, Makine Mühendisliği, Bioengineering, Mechanical Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2018
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Orta Doğu Teknik Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 253
Özet
Ateroskleroz, arter içinde oluşan tıkanıklığın kan dolaşımını olumsuz etkilediği kardiyovasküler bir hastalıktır. Arterin daralması nedeniyle kan akışı bozulur ve tıkanıklık çıkışınında bir devridaim akış bölgesi oluşur. İç arter duvarındaki dinamik basınç dalgalanmaları damarın titremesine neden olur ve ortaya çıkan akustik enerji damarı çevreleyen doku boyunca yayılarak cilt yüzeyine ulaşır. Problemi daha iyi anlamak için hesaplamalı analizler ve deneysel çalışmalar gerçekleştirilmiştir. Damar, kan, kas, yağ ve kemikler hesaplamalı çalışmalarda modellenmiştir. Türbülanslı akış nedeni ile oluşan dinamik basınç dalgalanmaları arterin iç duvarına uygulanmış ve çeşitli akış hızları, darlık şiddetleri ve malzeme özellikleri dikkate alınarak cilt yüzeyinde elde edilen radyal deplasman, hız ve ivmeler incelenmiştir. Sayısal modelleme ile elde edilen sonuçların deneysel bulgularla iyi bir şekilde uyuştuğu görülmüştür. Deneysel çalışmalarda kullanılan fantom dokusu üzerindeki titreşim, yüzey mikrofonu, elektronik stetoskop ve lazer Doppler titreşim ölçer kullanılarak belirlenmiştir. %70 tıkanıklık seviyesi önemli bir eşik değeridir, çünkü %70'in üzerindeki seviyelerde titreşim genliklerinde belirgin bir artış görülmüştür. Eğer tıkanıklık seviyesi %70'den %90'a çıkarsa, damarın dış yüzeyindeki titreşim genlikleri on kattan daha fazla artmaktadır. Damar titreşimi yaklaşık olarak Reynolds sayısının üçüncü kuvveti ile orantılıdır. Damarı çevreleyen doku kalınlığı 6.5 mm'den 16.5 mm'ye çıkarıldığında, titreşim genlikleri yaklaşık olarak %35 oranında azalmıştır. 16.5 mm'lik bir doku kalınlığı için, doku yüzeyindeki en yüksek genlikler yaklaşık olarak tıkanıklık çıkışının 20 mm uzağında görülmüştür. Yüksek titreşim genliğine sahip ilk iki frekans, üst bacak için 30 Hz ve 60 Hz değerlerinde, üst kol için 100 Hz ve 200 Hz değerlerinde, boyun için 120 Hz ve 190 Hz değerlerinde gözlenmiştir. Damar tıkanıklığını tespit etmek için en uygun frekans aralığı 200 Hz ile 500 Hz arasındadır.
Özet (Çeviri)
Atherosclerosis is a cardiovascular disease in which arterial occlusion adversely affects blood circulation. Because of the narrowing of the artery, the blood flow is disturbed and a recirculating flow occurs at the downstream of the stenosis exit. The dynamic pressure fluctuations on the inner arterial wall cause the blood vessel wall to vibrate and the resulting acoustic energy propagates through the surrounding soft tissue and reaches the skin surface. To understand the problem in more detail, computational analyses and experimental studies have been carried out. Vein, blood, muscle, fat and bones are modeled by means of computational analysis. The turbulence-induced dynamic pressure fluctuations are applied to the inner wall of the artery and the radial displacement, velocity and acceleration responses on the skin surface are investigated considering various flow rates, stenosis severities and structural material properties. The computational results show good agreement with the experimental findings. Vibration of the phantom tissue used in the experimental studies is determined using a contact microphone, an electronic stethoscope and a laser Doppler vibrometer. 70% stenosis is an important threshold value, because severities higher than 70% lead to significant increase in vibration amplitudes. If the severity of stenosis is increased from 70% to 90%, the arterial vibration amplitudes increase by more than ten times. Arterial vibration is approximately proportional to the third power of the Reynolds number. When thickness of the tissue surrounding the artery is increased from 6.5 to 16.5 mm, the amplitudes are reduced by about 35%. The highest excitation is obtained about 20 mm downstream of the stenosis exit for a tissue thickness of 16.5 mm. The first two highly excited frequencies are determined as 30 and 60 Hz for the thigh, 100 and 200 Hz for the upper arm, 120 and 190 Hz for the neck. The optimum range for stenosis detection is between 200 and 500 Hz.
Benzer Tezler
- Çevrel damar tanı ve izleniminde sürekli dalgalı ultrasesin doppler özelliğiyle klinik uygulanılmasından alınan sonuçlar
Başlık çevirisi yok
İSMAİL HALUK GÖKÇORA
- Batch-compatible microfabrication of CMUT array chips for photoacoustic imaging of tissue-like phantoms (part-II)
Doku benzeri fantomların fotoakustik görüntülenmesi için cmut dizin yongaların ölçeklenebilir mikro üretimi (2. bölüm)
MUHAMMAD RASHID MAHMOOD
Yüksek Lisans
İngilizce
2024
Mühendislik Bilimleriİhsan Doğramacı Bilkent ÜniversitesiMalzeme Bilimi ve Nanoteknoloji Ana Bilim Dalı
DR. MEHMET YILMAZ
- Yapay zekâ ve sinyal işleme yöntemleri ile rulmanlarda taşlama yanığı hatasının tespiti
Detection of grinding burn defect in bearings with artificial intelligence and signal processing methods
NURDOĞAN CEYLAN
Doktora
İngilizce
2023
Bilgisayar Mühendisliği Bilimleri-Bilgisayar ve KontrolSakarya Uygulamalı Bilimler ÜniversitesiMekatronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. SEZGİN KAÇAR
- Biyomagnetik olaylar
Başlık çevirisi yok
M.TOGAN ÇANDIR
Yüksek Lisans
Türkçe
1996
Elektrik ve Elektronik Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiPROF.DR. İNCİ AKKAY
- Görme engellilerin navigasyon sistemlerini desteklemek için nesne haritası oluşturmada yeni bir yaklaşım
New method for object mapping to support navigation systems for visually impaired people
YILDIRAY YILMAZ
Doktora
Türkçe
2022
Bilgisayar Mühendisliği Bilimleri-Bilgisayar ve KontrolMaltepe ÜniversitesiBilgisayar Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ ERDAL GÜVENOĞLU