Geri Dön

Optimization of wireless lorentz force actuators inside MRI scanners

MRI tarayıcıları içindeki kablosuz lorentz kuvveti eyleyicilerinin optimizasyonu

  1. Tez No: 909291
  2. Yazar: MERT YAZGAN
  3. Danışmanlar: PROF. DR. ŞENOL MUTLU
  4. Tez Türü: Yüksek Lisans
  5. Konular: Elektrik ve Elektronik Mühendisliği, Electrical and Electronics Engineering
  6. Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
  7. Yıl: 2024
  8. Dil: İngilizce
  9. Üniversite: Boğaziçi Üniversitesi
  10. Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
  11. Ana Bilim Dalı: Elektrik ve Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
  12. Bilim Dalı: Elektronik Mühendisliği Bilim Dalı
  13. Sayfa Sayısı: 76

Özet

Girişimsel Manyetik Rezonans Görüntüleme (MRG), bir görüntüleme yöntemi olarak MRG'nin avantajları nedeniyle gittikçe popülerleşse de MRG cihazı içindeki dar alan, doktorların biyopsi gibi prosedürleri elle yapmasını zorlaştırıyor. Bu tezin de parçası olduğu proje kapsamında, yeni, MRG uyumlu, iki eksenli bir opto-elektro-mekanik konumlayıcı önerilmiştir. Konumlayıcıdaki rotorlarda bir güneş paneli ve bobinden oluşan kablosuz Lorentz kuvveti eyleyicisi kullanılmıştır. Güneş pilleri lazer veya LED'lerden gelen optik gücü akıma çevirmekte, bobinlerden geçen akım da bir manyetik moment oluşturmaktadır. Bu manyetik momentin kendini MRG cihazının yüksek (1.5-7 T), DC manyetik alanıyla hizalamaya çalışması eyleyiciler üzerinde bir Lorentz torku yaratmakta ve rotoru döndürmektedir. Bu tez MR koşullarındaki rotorun belli bir optik güç girişinde maksimum mekanik gücü üretmesi için, kablosuz eyleyici modüllerinin (KEM) optimizasyonuna odaklanmaktadır. Bu amaçla düzgün manyetik alan içindeki rotorun matematiksel bir modeli oluşturulmuştur ve modelin denklemleri ile, rotor torkunun farklı koşullar altında nümerik simülasyonlarını yapmak için bir SPICE modeli oluşturulmuştur. Simülasyon sonuçlarını kullanarak, bobini 3 T manyetik alan için optimize edilmiş bir KEM tasarlanmıştır. Rotoru laboratuarda karakterize etmek için, 53 mT düzgün manyetik alan üretebilen bir Helmholtz bobini kurulmuşur ve bobini bu manyetik alana uygun yeni bir KEM tasarlanmıştır. Bu KEM'i kullanan rotorun tork-rpm ölçümleri, Helmholtz bobini içinde yapılmış ve simülasyon sonuçları ile karşılaştırılmıştır. Son olarak, bütün iki boyutlu konumlayıcı sistemini bir MRG cihazı içinde test etmek için, fiberler ve lazerler, sürme ve kontrolde kullanılan elektronik ile birlikte hazırlanmıştır.

Özet (Çeviri)

Interventional Magnetic Resonance Imaging (MRI) is getting popular due to the advantages of MRI as an imaging modality but the closed MRI bore makes it difficult for physicians to carry out procedures like biopsy by hand. In the scope of the project, which this thesis is a part of, a novel, MRI compatible, two-dimensional (2D) opto-electro-mechanical positioner is proposed. The rotors in the positioner uses wireless Lorentz force actuators which consists of a solar cell and a coil. The solar cells are used to convert optical power from LEDs or lasers to current which creates a magnetic moment when passing on the coil. This magnetic moment tries to align itself with the the high (1.5-7 T), DC magnetic field inside the MRI scanner, which yields a Lorentz torque exerted on the actuator, rotating the rotor. This thesis focuses on the optimization of the wireless actuation modules (WAM) such that, the rotor yields the maximum mechanical power for a given optical power input, under MRI conditions. To do that, a mathematical model of the rotor inside a uniform magnetic field is built, and the governing equations are used in a SPICE model to do numerical simulations of the rotor torque under different conditions. Using the simulation results, a WAM whose coil is optimized for 3 T magnetic field is designed. To characterize the rotor in lab, a Helmholtz coil is implemented which is able to generate 53 mT uniform magnetic field and a new WAM whose coil is optimized for this range is designed. Torque-rpm measurements of the rotor with this WAM, inside the Helmholtz coil, are done and compared with the simulation results. Lastly, fibers and lasers, together with electronics for drive and control, is assembled to test the complete 2D positioner system inside an MRI scanner.

Benzer Tezler

  1. Design and implementation of magnetic field sensors for biomedical applications

    Biyomedikal uygulamaları için manyetik alan sensör tasarımı ve yapımı

    ULAŞ CAN İNAN

    Yüksek Lisans

    İngilizce

    İngilizce

    2014

    Elektrik ve Elektronik MühendisliğiOrta Doğu Teknik Üniversitesi

    Elektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. NEVZAT G. GENÇER

  2. Optimization of wireless sensor network topology using location aware routing and aco algorithm.

    Başlık çevirisi yok

    MUSTAFA OUDAH WALI AL-SHUWAILI

    Yüksek Lisans

    İngilizce

    İngilizce

    2022

    Bilgisayar Mühendisliği Bilimleri-Bilgisayar ve KontrolAltınbaş Üniversitesi

    Elektrik ve Bilgisayar Ana Bilim Dalı

    DR. ÖĞR. ÜYESİ MESUT ÇEVİK

  3. Sezgisel algoritmalar kullanarak kablosuz ağların optimizasyonu

    Optimization of wireless network using heuristic algorithm

    MEVLÜT ERSOY

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    2011

    Bilgisayar Mühendisliği Bilimleri-Bilgisayar ve KontrolSüleyman Demirel Üniversitesi

    Bilgisayar Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    DOÇ. DR. TUNCAY YİĞİT

  4. Optimization of the number and placement of routers in wireless mesh networks

    Başlık çevirisi yok

    MOHAMMED SADEQ ALI

    Yüksek Lisans

    İngilizce

    İngilizce

    2022

    Elektrik ve Elektronik MühendisliğiAltınbaş Üniversitesi

    Elektrik ve Bilgisayar Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    DR. ÖĞR. ÜYESİ MESUT ÇEVİK

  5. Kablosuz heterojen ağlarda dikey el değiştirme kararının optimizasyonu

    Optimization of vertical handover decision in wireless heterogeneous networks

    UTKU ÖZMAT

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    2016

    Elektrik ve Elektronik Mühendisliğiİstanbul Teknik Üniversitesi

    Elektronik ve Haberleşme Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. HAKAN ALİ ÇIRPAN