Direct and inverse scattering problem related to real breast models
Gerçek meme modellerinde düz ve ters saçılma problemleri
- Tez No: 734935
- Danışmanlar: PROF. DR. ALİ YAPAR
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Elektrik ve Elektronik Mühendisliği, Electrical and Electronics Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2022
- Dil: İngilizce
- Üniversite: İstanbul Teknik Üniversitesi
- Enstitü: Bilişim Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: İletişim Sistemleri Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Uydu Haberleşmesi ve Uzaktan Algılama Bilim Dalı
- Sayfa Sayısı: 120
Özet
Meme kanseri dünyada en çok bilinen kanser türlerinden biridir. Tüm dünyada meme kanseri oranları her geçen gün artmakta ve bu oranların ihmal edilebilir düzeyde olmadığı gözlemlenmektedir. Sonuç olarak bu konu tedavi yöntemleri açısından araştırmacılar için oldukça önemli hale gelmiştir. Meme içindeki tümörün görüntülenmesi ve zamanında tıbbi müdahalenin yapılması meme kanseri tedavi yöntemleri açısından oldukça önemli bir konudur. Meme içindeki tümörün görüntülenebilmesi için öncelikle tümörün memedeki elektromanyetik dalga yayılımı üzerindeki etkilerinin ortaya çıkarılması gerekir. Bu etkiler, memelerin farklı konfigürasyonlarda analiz edilmesiyle ortaya çıkarılabilir. Bu tezde literatür taraması yapıldıktan sonra farklı konfigürasyonlar için tümörlü ve tümörsüz meme açısından analizler yapılmıştır. Meme kategorisi, memenin kesiti, frekansı, arka plandaki εr değeri, kaynak sayısı, tümör boyutu gibi farklı parametreler değiştirilerek ve tümörün elektromanyetik dalga yayılımı üzerindeki etkileri, elektrik alan, enerji ve gösterge fonksiyon dağılımı analiz edilmiştir. Bu analizler Momentler Metodu (MoM) ve Ters Zamanlı Geçiş Metodu (RTM) yardımıyla düz ve ters saçılma problemleri çözülerek oluşturulmuştur. Sonuç olarak, tümörlü ve tümörsüz meme için bu dağılımları analiz ederek ve yorumlayarak gerçekleştirilen bu çalışma, mikrodalga görüntüleme problemlerine bir arka plan oluşturabilmek için yapılmıştır. Gerçek göğüs modelleri ile ilgili düz saçılma problemleri bölümünde, yapılan analizler sonucunda, elektrik alan ve enerji dağılımı açısından en iyi sonuç ikinci göğüs kategorisi olan dağınık fibroglandüler doku göğüs kategorisinde bulunmuştur. Bu göğüs kategorisinde, tümörün göğüs içinde olduğu yer neresi olursa olsun, 1 GHz frekans bandı, R=0,5 cm tümör çapı, göğüsün z eksenindeki dilim 24. dilim, arka plan değeri εr=1 olan ve kaynak sayısı 8 e eşit olan, elektrik alanı ve enerji dağılımı açısından tümörü en iyi ¸sekilde görselleştirebilmek için diğer tüm parametreler arasında en iyi seçimlerdi. Gerçek göğüs modelleri ile ilgili ters saçılma problemleri bölümünde, yapılan analizler sonucunda, gösterge fonksiyon dağılımı açısından en iyi sonuç, neredeyse tüm yağlı göğüs kategorisi olarak adlandırılan birinci göğüs kategorisinde bulunmuştur. Bu göğüs kategorisinde, tümör göğüsün neresinde olursa olsun, z ekseninin hangi dilimi seçilirse seçilsin, kaynak sayısı 10'dan az olmadığı sürece, 1 GHz frekans bandı, R=0,5 cm tümör çapı, 10'a eşit arka plan εr değeri gösterge fonksiyon dağılımı açısından tümorü en iyi ¸sekilde görselleştirebilmek için tüm diğer parametreler arasında en iyi seçimlerdi. Sonuç olarak gerçek göğüs modelleri düz ve ters saçılma problemi açısından analiz edilmiştir. Gelecekte, gerçek göğüs modellerinde tümörlerin elektromanyetik dalga yayılımı üzerindeki etkilerini anlamaya yönelik çalışmalar devam edecektir.
Özet (Çeviri)
Breast cancer is one of the most well-known cancer types in the world. Breast cancer rates are increasing day by day all over the world and it has been observed that these rates are not at a negligible level. Consequently, this topic has become very significant for researchers in terms of treatment methods. The visualization of the tumour inside the breast and applying timely medical intervention are very significant issues in terms of treatment methods for breast cancer. In order to visualize the tumour inside the breast, the effects of the tumour on the electromagnetic wave propagation in the breast have to be uncovered first. These effects can be revealed by the analysis of the breasts in different configurations. In this thesis, after well-done research of the literature is made, the analyses in terms of the breast with and without the tumour for different configurations as been done. By changing different parameters such as breast category, the slice of the breast, the frequency, the background εr value, the number of sources, the tumour size and placing the effects of the tumour on the electromagnetic wave propagation in terms of the electric field, energy and indicator function distribution has been analyzed. These analyses have been created by solving the direct and indirect scattering problems with help of the Method of Moments(MoM) and Reverse-Time Migration Method (RTM). Consequently, by analysing and interpreting these distributions for the breast with and without tumours this study has been done to create a background for microwave imaging problems. In the direct scattering problems related to real breast models section, in terms of electric field and energy distribution best result has been found in the second category of the breast which is called as scattered fibroglandular tissue breast category. In this category of the breast, wherever the tumour place is inside the breast, 1 GHz frequency band, the tumour diameter R=0.5 cm, the 24th of the slice in the z-axis, the background εr value equal to 1, the number of sources equal to 8 was the best choices between all other parameters to visualize the tumour in terms of the electric field and energy distribution. In the inverse scattering problems related to real breast models section, in terms of indicator function distribution best result has been found in the first class of the breast category which is called almost entire fat breast category. In this category of the breast, wherever the tumour is inside the breast, no matter which slice of the z-axis has been chosen, if the number of sources is not less than 10, 1 GHz frequency band, the tumour diameter R=0.5 cm, the background εr value equal to 10 was the best choices between all other parameters to visualize the tumour inside the breast. As a result, real breast models in terms of direct and inverse scattering problem was analysed. In the future, studies will continue to understand the effects of tumours on electromagnetic wave propagation in real breast models.
Benzer Tezler
- Homojen olmayan ortamlara ilişkin green fonksiyonları ve çeşitli uygulamaları
Inhomogeneous media green's function and some applications
EDA KONAKYERİ ARICI
Doktora
Türkçe
2022
Elektrik ve Elektronik Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiElektronik ve Haberleşme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ALİ YAPAR
- Kısmi yüklü dalgakılavuzları ile mikrodalga cihazı tasarımının ters saçılma ve optimizasyon problemi olarak incelenmesi
Analysis of partially filled waveguides for the synthesis of microwave devices as an inverse and optimization problem
AHMET AYDOĞAN
Doktora
Türkçe
2017
Elektrik ve Elektronik Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiElektronik ve Haberleşme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. FUNDA AKLEMAN YAPAR
- Gömülü silindirik cisimlere ilişkin ters saçılma problemleri için bir hibrid sayısal yöntem
A Hybrid method for numerical solutions of inverse scattering problems related to cylindrical bodies buried in a half-space
ALİ ALKUMRU
Yüksek Lisans
Türkçe
1992
Elektrik ve Elektronik Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiPROF. DR. MİTHAT İDEMEN
- Homojen olmayan empedans yüzeylerine ilişkin düz ve ters saçılma problemleri
Direct and inverse scattering problems related to inhomogeneous impedance boundaries
ALİ YAPAR
- Reconstruction of cracks located in layered media
Tabakalı yüzey altında gömülü çatlakların tespit edilmesi
KEMAL MRKONJA
Yüksek Lisans
İngilizce
2010
Elektrik ve Elektronik Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiElektronik ve Haberleşme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. İBRAHİM AKDUMAN