Geri Dön

Electromagnetic MEMS switch for MRI detuning circuits

MRI detuning devreleri için elektromanyetik MEMS anahtarı

  1. Tez No: 911214
  2. Yazar: GÖKBERK KEREM DEMİR
  3. Danışmanlar: PROF. DR. ARDA DENİZ YALÇINKAYA
  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-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
  12. Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
  13. Sayfa Sayısı: 105

Özet

Manyetik Rezonans Görüntüleme (MRI), yumuşak dokuların yüksek kontrastlı görüntülerini iyonlaştırıcı radyasyon kullanmadan oluşturabilmesiyle invaziv olmayan tıbbi görüntüleme tekniğidir. Ana prensip hidrojen çekirdeklerinin güçlü manyetik alanda hizalanmasını değiştirmek için belirli frekanslarda radyo dalgaları göndermeyi içerir. Bu çekirdekler, hizalanmalarına geri dönerken“rahatlama”olarak adlandırılan süreçte sinyaller yayar, bu sinyaller yakalanıp işlenerek görüntüler oluşturulur. MRI sistemlerinde PIN diyotları kullanılarak sinyal-gürültü oranının (SNR) optimizasyonu için detuning çok önemlidir. Son zamanlarda Mikroelektromekanik Sistemler (MEMS) anahtarlarına ilgi artmaktadır. Bu tez, MRI detuning uygulamaları için elektromanyetik olarak harekete geçirilen çift kenardan sabitlenmiş bir MEMS köprüsünün tasarım ve geliştirilmesini sunmaktadır. Önerilen MEMS köprüsü, Lorentz kuvvetiyle harekete geçmekte ve MRI'nın manyetik alanıyla çalışmaktadır. Bu, tasarımı basitleştirip güç tüketimini azaltır. Cihaz, fotolitografi, fiziksel buhar biriktirme, kimyasal buhar biriktirme, plazma ve ıslak aşındırma kullanılarak üretilmiş ve işlevselliği sağlamak için birden fazla prototip oluşturulmuştur. Bant genişliği, yerleştirme kaybı, izolasyon ve anahtarlama süresi gibi performans parametreleri, MRI detuning ihtiyaçlarını karşılamak için hedeflenmiştir. Bu çalışma, MRI detuning devresinde ile PIN diyoduna benzer performans elde etmeyi ve daha doğru ve verimli tıbbi görüntüleme teknolojilerinin gelişimine katkı yapmayı amaçlamaktadır. Çalışma cihaz tasarımı, simülasyon, üretim ve test süreçlerinin ve sonuçların açıklanması, gelecek iterasyonlar için iyileştirmeler ve MRI sistemlerinde MEMS anahtarları üzerine bir literatür taraması içermektedir.

Özet (Çeviri)

Magnetic Resonance Imaging (MRI) is a noninvasive medical imaging technique due to its ability to produce high-contrast images of soft tissues without ionizing radiation. The latent principle involves transmitting radio waves at specific frequencies to alter the alignment of the hydrogen nuclei in a strong magnetic field, which emit signals during their return to alignment called relaxation which are captured and processed to create images. A critical aspect of MRI systems is the detuning process to optimize the signal-to-noise ratio (SNR), often using PIN diodes, with recent interest in Microelectromechanical Systems (MEMS) switches in this application. This thesis presents the design and development of an electromagnetically actuated double-clamped MEMS bridge for MRI detuning applications. The proposed MEMS bridge utilizes Lorentz force actuation, leveraging the MRI's magnetic field for operation, which simplifies the design and reduces power consumption. The device is fabricated using photolithography, physical vapor deposition, chemical vapor deposition, plasma etching and wet etching, with multiple prototypes created to ensure functionality. Performance parameters such as bandwidth, insertion loss, isolation, and switching time are targeted to meet MRI detuning requirements. This work aims to explore the possibility of achieving similar performance to a PIN diode in an MRI detuning circuit. The chapters include detailed analysis on the device's design, simulation, fabrication, testing processes, an evaluation of the results, potential improvements for future iterations and a literature review on MEMS switches in MRI systems.

Benzer Tezler

  1. Development of MEMs technology based microwave and millimeter-wave components

    MEMs teknolojisi tabanlı mikrodalga ve milimetrik dalga bileşenlerin geliştirilmesi

    ÇAĞRI ÇETİNTEPE

    Yüksek Lisans

    İngilizce

    İngilizce

    2010

    Elektrik ve Elektronik MühendisliğiOrta Doğu Teknik Üniversitesi

    Elektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    DOÇ. DR. ŞİMŞEK DEMİR

    PROF. DR. TAYFUN AKIN

  2. Terahertz frekansları için Nano-Elektro-Mekanik-Sistemler (NEMS) anahtar tasarımı

    Nano-Electro-Mechanical Systems (NEMS) switch design for terahertz frequency

    MUAMMER SERKAN AÇIKGÖZ

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    2019

    Elektrik ve Elektronik MühendisliğiAnkara Yıldırım Beyazıt Üniversitesi

    Elektrik ve Bilgisayar Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    DOÇ. DR. MEHMET ÜNLÜ

  3. Mikrodalga radyo frekans mikro-elektro-mekanik (RF MEMS) anahtar tasarımı ve üretim süreçlerinin geliştirilmesi

    Design and process development of microwave RF MEMS switches

    KAAN DEMİREL

    Doktora

    Türkçe

    Türkçe

    2015

    Elektrik ve Elektronik MühendisliğiHacettepe Üniversitesi

    Nanoteknoloji ve Nanotıp Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. ERDEM YAZGAN

  4. Theoretical and experimental investigation of silicon nanowire waveguide displacement sensors

    Eşzamanlı silikon nanokablo dalgakılavuzu yer-değişim algılayıcılarının kuramsal ve deneysel olarak incelenmesi

    MUHAMMET MUSTAFA KAYKISIZ

    Yüksek Lisans

    İngilizce

    İngilizce

    2013

    Fizik ve Fizik Mühendisliğiİstanbul Teknik Üniversitesi

    Mekatronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    YRD. DOÇ. DR. ERDAL BULĞAN

  5. An electromagnetic MEMS-based resonator design for catheter tracking in MRI

    MRG için kateter takibi amaçlı elektromanyetik MEMS-tabanlı rezonatör tasarımı

    AHMET URAZ ÇAKACI

    Yüksek Lisans

    İngilizce

    İngilizce

    2013

    Elektrik ve Elektronik MühendisliğiBoğaziçi Üniversitesi

    Elektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    DOÇ. DR. ARDA DENİZ YALÇINKAYA