Design and fabrication of fiber optic integrated sensor microsystem for interventional medical devices
Girişimsel tıbbi cihazlar için fiber optik tümleşik algılayıcı mikrosistem tasarımı ve üretimi
- Tez No: 651203
- Danışmanlar: PROF. DR. ARDA DENİZ YALÇINKAYA
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Biyomühendislik, Elektrik ve Elektronik Mühendisliği, Bioengineering, Electrical and Electronics Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2020
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Boğaziçi Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Elektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 130
Özet
Bu çalışmada, Manyetik Rezonans Görüntüleme (MRG) destekli girişimsel radyolojik uygulamalar için basınç, sıcaklık ve lokalizasyon bilgilerinin gerçek zamanlı olarak izlenebildiği bir tıbbi cihaz prototipinin tasarım, üretim ve karakterizasyon çalışmaları sunulmuştur. Sistem, iç çapı 2.2 mm olan bir platform üzerinde üretilen mikro elektro mekanik sistem (MEMS) sensörleri, fiber optik bileşenleri ile birleştirerek ameliyatta kullanılan tıbbi cihazın konumunu ve çevresel koşulların gerçek zamanlı olarak belirlenmesine olanak tanır. Sistem temel olarak, her bir bileşenin optik olarak ölçüm aldığı ve verileri aynı şekilde detektörlere ilettiği lokalizasyon, sıcaklık ve basınç sensörlerinden oluşur. Konum tespiti, ışığın polarizasyonundaki değişim ile örnek yüzeyinin manyetizasyonunu ölçmek için kullanılan bir yöntem olan Manyeto Optik Kerr Etkisi (MOKE) gözlemi sayesinde gerçekleştirilir. MR gradyan alanı ile oluşturulan, kontrol edilebilir 30 mT manyetik alan aralığında, hassasiyet değerleri, 430 kalite çelik için 0.475 mm ve Fe2O3 için 4.44 mm olarak rapor edilmiştir. Ortam sıcaklığının algılanması, GaAs yarıiletken malzemenin enerji bant aralıklarının, sıcaklığa bağlı olarak değişimi esas alınarak gerçekleştirilir. Bu değişim, sıcaklığa bağlı olarak, yarıiletkenin soğurma katsayısının değişimine sebep olmaktadır. Yarıiletkenden yansıyan ışığın dalga boyunun, yarıiletkenin ölçülmek istenen sıcaklıktaki enerji bant aralığı değeri ile orantılı olarak değişmektedir. Sensörün hassasiyeti 0.494 nm/°C olarak rapor edilmiştir. Çevresel basınç ise, metalik zarın oda basıncı baz alınarak zar üzerinde gerçekleşen bükülmenin interferometrik olarak okunması ile ölçülür. Farklı tasarlanmış membranlar arasında en iyi hassasiyet, 200 µm çaplı sensör ile 1.456 mV / mmHg olarak ölçülmüştür.
Özet (Çeviri)
In this thesis, there is presented the design, fabrication and characterization of a medical device prototype for real time monitoring of pressure, temperature and localization information for Magnetic Resonance Imaging (MRI) supported interventional radiological applications. The system allows to determine the position of the medical device used in surgery, as well as environmental conditions in real time by combining fiber optical components with micro electro mechanical system (MEMS) sensors, fabricated on an inner diameter of 2.2 mm platform. The system mainly consists of localization, temperature and pressure sensors, where each component takes measurement optically, and transmits data in the same way. The localization detection is realized due to the observation of Magneto Optical Kerr Effect (MOKE), which is a method to measure the magnetization of the sample surface by the change in the polarization of the light. In the controllable magnetic field area, which is created by gradient field, the precision is reported for steel grade 430 as 0.475 mm and for Fe2O3 as 4.44 mm. Ambient temperature sensing is based on absorption change in semiconductor due to variations of energy bandgap of a GaAs sample with temperature. Incident light, at a specific wavelength, on the GaAs is reflected back with the temperature change signature. The sensitivity of the sensor is reported as 0.494 nm/°C. Lastly, the environmental pressure change with respect to chamber pressure of the metallic membrane is measured interferometrically. Among different designs, the best sensitivity is reported as 1.456 mV/mmHg by 200 µm diameter sized sensor.
Benzer Tezler
- High performance mioc (multifunctional integrated optical chip) design fabrication and characterization for fiber optic gyroscope applications
Fiber optik dönüölçer uygulamaları için yüksek performanslı mıoc (çok fonksiyonlu entegre optik aygıt) tasarım fabrikasyon ve karakterizasyonu
FATMA YASEMİN AŞIK
Doktora
İngilizce
2022
Fizik ve Fizik MühendisliğiHacettepe ÜniversitesiNanoteknoloji ve Nanotıp Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ABDULLAH CEYLAN
- Design fabrication and characterization of high performance resonant cavity enhanced photodedectors
Yüksek performanslı rezonant kavite katkılı fotodedektörlerin tasarımı, üretimi ve karakterizasyonu
NECMİ BIYIKLI
Yüksek Lisans
İngilizce
1998
Elektrik ve Elektronik Mühendisliğiİhsan Doğramacı Bilkent ÜniversitesiElektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. ORHAN AYTÜR
- 2-8 MBit/s fiber optik hat teçhizatı arayüz devresinin sahada programlanabilir kapı dizisi ile tasarlanması ve gerçeklenmesi
Designing and implementing 2MBit/s and 8 MBit/s fiber optic line terminating equipment interface circuit by using field programmable gate array
ÜMİT GÖĞÜSGEREN
Yüksek Lisans
Türkçe
1993
Bilgisayar Mühendisliği Bilimleri-Bilgisayar ve Kontrolİstanbul Teknik ÜniversitesiPROF. DR. AHMET DERVİŞOĞLU
- Long wavelength GaAs based hot electron photoemission detectors
GaAs temelli uzun dalgaboylarında çalışan sıcak elektron fotoemisyon detektörü
İBRAHİM KİMUKİN
Yüksek Lisans
İngilizce
1999
Fizik ve Fizik Mühendisliğiİhsan Doğramacı Bilkent ÜniversitesiFizik Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. EKMEL ÖZBAY
- Design and fabrication of a fiber-integrated mode-selective photopolymer grating coupler
Fibere entegre kip-seçici fotopolimer ızgara bağdaştırıcı tasarımı ve üretimi
CAN SÜMER
Doktora
İngilizce
2014
Fizik ve Fizik Mühendisliğiİzmir Yüksek Teknoloji EnstitüsüElektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. MEHMET SALİH DİNLEYİCİ