Imaging of multiple slices with single lateral scan
Tek bır düzlemsel tarama ıle bır çok katmanın görüntülenmesı
- Tez No: 633782
- Danışmanlar: DOÇ. DR. ONUR FERHANOĞLU
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Elektrik ve Elektronik Mühendisliği, Fizik ve Fizik Mühendisliği, Electrical and Electronics Engineering, Physics and Physics Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2020
- Dil: İngilizce
- Üniversite: İstanbul Teknik Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Elektronik ve Haberleşme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Telekomünikasyon Mühendisliği Bilim Dalı
- Sayfa Sayısı: 63
Özet
Bessel ıs ̧ınları veya kırınım yapmayan ıs ̧ınlar difraktif ortamlarda uzun yayılma mesafesi sag ̆laması nedeni ile biyomedikal optik camiasından, özellikle 3B görüntüleme aras ̧tırmalarında, büyük ilgi gördü (bkz. Bölüm 1.1). Bu çalıs ̧mada, optik eksenin dıs ̧ından bir ıs ̧ık hüzmesinin çok modlu bir optik fiber ile iletilmesi sonucu yüksek mertebeden Bessel benzeri optik ıs ̧ınlar elde edildi. Es ̧-merkezli halkalar içeren Bessel ıs ̧ınını düs ̧ük maliyetli bir merceg ̆e yönlendirerek, küresel aberasyonun etkisiyle, farklı derinliklerde bir çok odak olus ̧turduk. Ayrıca, optik fiberin lateral yönde bir piezoelektrik aktüatör ile taranmasıyla, farklı lateral düzlemlerde bulunan farklı hedeflerden veri elde edebildik. Farklı derinlikteki hedeflerden yansıyan ıs ̧ınlar optik fiber ile ters yönde iletildi ve farklı lateral konumlardaki foto-detektörlere düs ̧ürülerek ayırt edildi. Önerilen yöntem ek bir aktif ya da pasif optik eleman gerektirmeden yüksek optik iletim sag ̆laması ile, gerek lazer taramalı endoskopi uygulamaları gerek görüntüleme sistemlerinin kompaktlas ̧tırılması açısından ilgi çekicidir. Bununla birlikte, iki boyutlu bir piezo-fiber actüatör geometrisi kullanılarak üç farklı tarama modeli aynı cihazla elde edildi. Faklı opsiyonların varlıg ̆ı sayesinde operatör, görüntülenmek istenen bölgenin özellig ̆ine göre istedig ̆i bir modeli seçebilir: gelis ̧tirilmis ̧ düzgünlükte bir tarama, yüksek görüntüleme hızı ya da silindirik bölgeler (gastrointestinal sistem, yemek borusu ) için dairesel görüs ̧ alanı. Cihazın mekanik frekans davranıs ̧ı incelenmis ̧, tüm tarama desenleri 256 pixel genis ̧likte ya da çapta bir alan taranarak gösterilmis ̧tir ve Lissajous modeli ise saniyede 20 kareden fazla bir hıza ulas ̧abilmis ̧tir. Önerilen tasarım gelis ̧tirilerek, bir minimal-invazif opto-mekanik sistem olarak kliniklerde kullanılabilir. Son olarak, her iki yöntemi bir arada kullanarak, tek bir yanal taramada birden fazla derinlig ̆e ulas ̧an, yüksek hız ve farklı tarama modeli seçenekleri sunan, kompakt bir 3B görüntüleme sistemi geliştirilebilir.
Özet (Çeviri)
Bessel beams or so-called non-diffracting beams have received great attention from the biomedical optics community, especially in 3D imaging researches, with its long propagation distance in diffractive mediums (see section 1.1). This work presents an architecture to create higher-order Bessel-like optical beams, through off-axis coupling of light into a multimode fiber. Utilizing the aberration that is inherent in spherical surfaces, through directing the Bessel-like beam comprising multiple concentric rings onto a low-cost lens, we created multiple foci at different depths. Moreover, scanning of the optical fiber with a piezoelectric actuator in the lateral direction, we were able to acquire data from different targets located at different lateral planes, therefore proposing a faster confocal system. After coupling back into the fiber, the reflected portions of light from different targets could be spatially differentiated and directed to different photo-detection units. The proposed architecture is particularly appealing for laser scanning endoscopy applications, as it does not require additional passive or active optical components for generating Bessel beams (axicons or spatial light modulators), therefore offering both miniaturized realization and high optical transmission. Secondly, a two-dimensional piezo-fiber actuator geometry is proposed to achieve three different scanning pattern with single device. Having multiple scan options, the operator of the actuator is free to choose between improved uniformity, high frame rate to image abrupt biological event, or circular field-of-view to better image cylindrical cavities (gastrointestinal tract, esophagus, etc.) that are cylindrical in nature. The capabilities of the device has been demonstrated through first presenting its mechanical frequency behavior, then offering an actuation scheme to achieve different scan patterns, and finally generating 256 pixel width or diameter raster, spiral, and Lissajous patterns at ≥ 20 frames per second. With further development, the presented actuator design and drive scheme could serve as a useful tool as part of a minimally invasive optomedical device in the clinic Finally, the compact 3D imaging system utilizing both proposed methods will allow addressing multiple slices at a single lateral scan, thus offering improved speed and different scanning pattern options for endoscopic applications.
Benzer Tezler
- Design and applications of a Z-gradient array in magnetic resonance imaging
Z-gradyan dizisinin tasarımı ve manyetik rezonans görüntülemedeki uygulamaları
NİYAZİ KORAY ERTAN
Doktora
İngilizce
2019
Elektrik ve Elektronik Mühendisliğiİhsan Doğramacı Bilkent ÜniversitesiElektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ERGİN ATALAR
- Saçıcıların elastik dalga saçılımı ile görüntülenmesi
Imaging of scatterers through elastic wave scattering
UTKU HARMANKAYA
Doktora
Türkçe
2023
Jeofizik Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiJeofizik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. AYŞE KAŞLILAR ŞİŞMAN
- Yeniden görüntü oluşturma tekniklerinin incelenmesi ve geliştirilmesi
Investigation and advancement of reconstruction image technics
REFİK ÖZALAN
Yüksek Lisans
Türkçe
2002
Nükleer MühendislikEge ÜniversitesiNükleer Mühendislik Ana Bilim Dalı
DR. SERDAR AKDURAK
- Yüksek boyutlu model gösterilimi kullanılarak histopatolojik görüntülerde leke ayırma işlemi
Stain separation process on histopathological images using high dimensional model representation
AYÇA CEYLAN
Yüksek Lisans
Türkçe
2021
Bilgisayar Mühendisliği Bilimleri-Bilgisayar ve Kontrolİstanbul Teknik ÜniversitesiMatematik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. BURCU TUNGA
- Glial tümörlerin komşu yolaklarda meydana getirdiği hasarlarin difüzyon ağirlikli görüntüleme ile tespiti ve değişik b-değerlerine karşilik gelen görünür difüzyon katsayisinin hesaplanmasi
Determined of damage in the adjacent tracts of glial tumors with diffusion weighted imaging and calculated of different b- value corresponds to apparent diffusion coefficient
FAZİLE CANTÜRK