Taşınabilir manyetik rezonans görüntüleme ve manyetik parçacık görüntüleme tarayıcıları için mıknatıs tasarımı
Magnet design for portable magnetic resonance imaging and magnetic particle imaging scanners
- Tez No: 658462
- Danışmanlar: DOÇ. DR. AYHAN BİNGÖLBALİ
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Biyomühendislik, Bioengineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2021
- Dil: Türkçe
- Üniversite: Yıldız Teknik Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Biyomühendislik Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Biyomühendislik Bilim Dalı
- Sayfa Sayısı: 110
Özet
Manyetik parçacık görüntüleme (MPI), şu anda pratik kullanımda olmayan ancak tıbbi uygulamalar için mükemmel bir aday olan yeni bir görüntüleme yöntemidir. MPI, PET (pozitron emisyon tomografisi)'e benzer şekilde bir izleyicinin uzamsal ve zamansal dağılımını görüntüler. PET'den farklı olarak MPI'da kullanılan izleyiciler güvenli, biyouyumlu ve niceliksel olarak görüntülenme potansiyeline sahip manyetik nanoparçacıklardır. MPI'da manyetik alansız hat (MAH veya literatürde kullanılan adıyla FFL = Field Free Line) seçim alanı yöntemi bir hat boyunca uzamsal bir kodlama sunmaktadır. Bu da tarama süresini azaltır, hassasiyeti geliştirir ve sinyal-gürültü oranını (SNR) artırmaktadır. FFL kullanan bir manyetik parçacık görüntüleme cihazının fazla sayıda bobin kullanımından dolayı karmaşıklığı, uygulama söz konusu olduğunda en büyük zorluk olmaktadır. Kalıcı mıknatıslardan oluşan Halbach sistemi, karmaşıklığı ve güç tüketimini azaltmaktadır. FFL elde etmek için mıknatıs sistemi tek, iki ve üç katlı Halbach halkaları farklı mıknatıs şekilleri (kare, altıgen, sekizgen, onikigen, onaltıgen, silindir) kullanarak bu çalışmada tasarlanmıştır. Her biri için simülasyon çalışmaları yapılıp gradyan değer ve stabilite hesaplandı. Burada gradyan değer, poligonal mıknatıs şekilleri kullanılarak %30 iyileştirilmiştir. Üç katlı tasarımda 50 mm stabiliteye sahip gradyan alanı elde edilmiştir. Bu sonuçlar doğrultusunda sekizgen mıknatıslardan oluşan model iç çapı 13 cm olacak şekilde ideal durum için optimize edilmiştir. Gradyan değer 6 T/m'ye ulaşmıştır ve 60 mm stabilite elde edilmiştir. Aynı mıknatıs sistemi tasarımı manyetizasyon yönü değiştirilerek taşınabilir manyetik rezonans görüntüleme (MRG veya MRI) tarayıcısı için uyarlanmıştır. Simülasyonlar sonucunda 0,37 T manyetik alan elde edilip x ekseninde 60 mm, y ekseninde 38 mm, z ekseninde 32 mm boyunca stabilite sağlanmıştır.
Özet (Çeviri)
Magnetic particle imaging (MPI) is a new imaging method that is not currently in practical use but is excellent candidate for medical applications. Similar to PET (positron emission tomography), MPI displays the spatial and temporal distribution of a tracer. Unlike PET, the tracers used in the MPI are magnetic nanoparticles that are safe, biocompatible, and have potential for quantitative imaging. In MPI, Field-Free Line (FFL) selection field method offers a spatial coding along a line, which reduces acquisition time, improves sensitivity, and increases the signal to noise ratio (SNR). The complexity of an FFL-based magnetic particle imaging device due to the large number of coils is the biggest challenge when it comes to application. Halbach system, consisting of permanent magnets, reduces its complexity and power consumption. The magnet system to obtain a FFL was designed using single, double, and triple Halbach rings using different magnet shapes (square, hexagon, octagon, dodecagon, hexadecagon, cylinder). Simulation studies were made for each of them and gradient values and stabilities were calculated. Here, the gradient value was 30% improved using polygonal magnet shapes. In the three-layer design, gradient field with 50 mm stability was obtained. According to these results, the model consisting of octagon magnets has been optimized to set its inner diameter of 13 cm. The gradient value reached 6 T/m with stability of 60 mm. The same magnet system design was adapted to portable magnetic resonance imaging (MRI) by changing the magnetization direction. As a result of the simulations, 0.37 T magnetic field was obtained and the stability were achieved along 60 mm on the x-axis, 38 mm on the y-axis, and 32 mm on the z-axis.
Benzer Tezler
- Microwave imaging of breast cancer with contrast agents
Meme kanserinin kontrast ajanlarla mikrodalga görüntülemesi
SEMA YILDIRIM
Doktora
İngilizce
2020
Elektrik ve Elektronik Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiElektronik ve Haberleşme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. MEHMET ÇAYÖREN
- Compressed sensing based 3D image reconstruction in digital breast tomosynthesis and micro-bioimaging
Sayısal meme tomosentezinde ve mikro biyogörüntülemede sıkıştırılmış algılama tabanlı 3B görüntü geri çatma
ADEM POLAT
Doktora
İngilizce
2018
Bilim ve Teknolojiİstanbul Teknik Üniversitesiİletişim Sistemleri Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. İSA YILDIRIM
- Design of a wearable fNIRS neuroimaging device with an internet-of-things architecture
Nesnelerin interneti mimarisi tabanlı giyilebilir fNIRS sinir görüntüleme cihazı tasarımı
GÖZDE ÇAY
Yüksek Lisans
İngilizce
2017
Bilgisayar Mühendisliği Bilimleri-Bilgisayar ve KontrolUniversity of Rhode IslandElektrik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. KUNAL MANKODIYA
- Zihinsel aritmetik ve motor görüntü tabanlı fizyolojik sinyallerin değerlendirilmesi
Evaluation of mental arithmetic and motor image based physiological signals
MERVE KOÇYİĞİT
Yüksek Lisans
Türkçe
2020
Mühendislik BilimleriErciyes ÜniversitesiBiyomedikal Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. AYŞEGÜL GÜVEN
- Dünya'nın manyetik alanında NMR spektrometresi için pratik uygulamalar
Earth's magnetic field NMR spectrometer for practical applications
ERDEM BALCI
Yüksek Lisans
Türkçe
2015
Fizik ve Fizik MühendisliğiGebze Teknik ÜniversitesiFizik Ana Bilim Dalı
PROF. DR. BULAT RAMİ