Electromagnetic MEMS switch for MRI detuning circuits
MRI detuning devreleri için elektromanyetik MEMS anahtarı
- Tez No: 911214
- Danışmanlar: PROF. DR. ARDA DENİZ YALÇINKAYA
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Elektrik ve Elektronik Mühendisliği, Electrical and Electronics Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2024
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Boğaziçi Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Elektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- 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
- Development of MEMs technology based microwave and millimeter-wave components
MEMs teknolojisi tabanlı mikrodalga ve milimetrik dalga bileşenlerin geliştirilmesi
ÇAĞRI ÇETİNTEPE
Yüksek Lisans
İngilizce
2010
Elektrik ve Elektronik MühendisliğiOrta Doğu Teknik ÜniversitesiElektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. ŞİMŞEK DEMİR
PROF. DR. TAYFUN AKIN
- 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
2019
Elektrik ve Elektronik MühendisliğiAnkara Yıldırım Beyazıt ÜniversitesiElektrik ve Bilgisayar Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. MEHMET ÜNLÜ
- 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
2015
Elektrik ve Elektronik MühendisliğiHacettepe ÜniversitesiNanoteknoloji ve Nanotıp Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ERDEM YAZGAN
- 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
2013
Fizik ve Fizik Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiMekatronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
YRD. DOÇ. DR. ERDAL BULĞAN
- 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
2013
Elektrik ve Elektronik MühendisliğiBoğaziçi ÜniversitesiElektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. ARDA DENİZ YALÇINKAYA