Manyetik rezonans görüntüleme sistemi için geniş delikli mıknatıs tasarımı
Wide bore magnet design for magnetic resonance imaging system
- Tez No: 940918
- Danışmanlar: PROF. DR. FEDAİ İNANIR, DR. ÖĞR. ÜYESİ HÜSNÜ KARA
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Fizik ve Fizik Mühendisliği, Physics and Physics Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2025
- Dil: Türkçe
- Üniversite: Yıldız Teknik Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Fizik Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Fizik Bilim Dalı
- Sayfa Sayısı: 61
Özet
Manyetik Rezonans Görüntüleme (MRG) cihazları, modern tıbbın en önemli ve devrim niteliğindeki teknolojilerinden biridir. MRG, yumuşak dokuları (beyin, kaslar, eklemler, organlar) son derece detaylı bir şekilde görüntüleyebilir. Bu, diğer görüntüleme yöntemlerinin (örneğin X-ışını veya CT) sağlayamadığı bir avantajdır. Özellikle kanser, nörolojik bozukluklar ve kalp hastalıkları gibi ciddi durumların erken teşhisinde büyük rol oynar. Erken teşhis, tedavi başarısını önemli ölçüde artırır. İyonize edici radyasyon içermemesi, yüksek çözünürlüklü görüntüler sağlaması ve yumuşak dokuları detaylı bir şekilde göstermesi nedeniyle, teşhis ve tedavide muazzam ilerlemelere sebep olmuştur. MRG, sadece hastalıkların teşhisinde değil, aynı zamanda bilimsel araştırmalar ve yeni tedavi yöntemlerinin geliştirilmesinde de kritik bir rol oynar. Geniş delikli MRG, geleneksel MRG cihazlarına kıyasla daha geniş bir açıklığa sahip tarama sistemleridir. Bu özellik, hasta konforu ve görüntüleme esnekliği açısından çok önemlidir. Dar alan korkusu (klostrofobi) olan hastalar için daha uygun olmasının yanı sıra daha rahat bir tarama deneyimi sağlar ve obez hastalar için daha elverişli görüntüleme imkanı sunar. MRG sistemleri için istenilen homojenite, kaçak manyetik alan ve mıknatıslar üzerindeki tepe manyetik alan değerlerinin elde edildiği geniş delikli bir mıknatıs sistemi tasarlandı. Bu tasarım, mıknatıs sistemi haricindeki kaçak manyetik alanın etkisini minimize etmek için aktif perdelemeye ihtiyaç duymaktadır. Ana mıknatıs dizaynı Sonlu Elemanlar Yöntemini (FEM) kullananan COMSOL Multiphysics kullanılarak yapıldı. COMSOL Multiphysics'teki gradyan bazlı optimizasyon çözücüsü, MRG sistemi içindeki simetrik elektromıknatısların optimal geometrik konfigürasyonunu elde etmek için kullanıldı. Güçlü ve kararlı bir manyetik alan elde etmek için, ikinci nesil Nadir Toprak Baryum-Bakır Oksit (REBCO) yüksek sıcaklık süperiletkeni (HTS), yirmi çift pankek bobin (DPC) etrafında sarılmıştır. DPC setlerinin boyutları, REBCO HTS şeritlerin boyutu göz önüne alınarak seçilmiştir. Optimize edilmiş tasarım, manyetik alanı ve her bir DPC setindeki HTS şeritlerden geçen akımı verir. Bu çalışma, korumasız mıknatısın tasarım özelliklerini ana hatlarıyla belirtmenin yanı sıra, farklı bobin konumlarına dayalı olarak homojensizliği, kaçak manyetik alanı ve akımları inceleyen bir hassasiyet analizini içermektedir. Çeşitli tasarımlar için en uygun parametreler sağlanmıştır. 500 mm çaplı bir küresel hacimde (DSV), 10 ppm'nin altında homojensizlik elde edildi ve buna 5 m'lik bir mesafenin ötesinde 5 Gauss'dan daha az bir minimum kaçak manyetik alan eşlik etti.
Özet (Çeviri)
Magnetic Resonance Imaging (MRI) devices are one of the most important and revolutionary technologies of modern medicine. MRI can image soft tissues (brain, muscles, joints, organs) in great detail. This is an advantage that other imaging methods (e.g. X-ray or CT) cannot provide. It plays a major role in the early diagnosis of serious conditions such as cancer, neurological disorders and heart diseases. Early diagnosis significantly increases the success of treatment. It has led to tremendous advances in diagnosis and treatment because it does not contain ionizing radiation, provides high-resolution images and shows soft tissues in detail. MRI plays a critical role not only in the diagnosis of diseases but also in scientific research and the development of new treatment methods. Wide-bore MRI is a scanning system with a wider aperture compared to traditional MRI devices. This feature is very important in terms of patient comfort and imaging flexibility. In addition to being more suitable for patients with claustrophobia, it provides a more comfortable scanning experience and offers more convenient imaging for obese patients. A wide-bore magnet system was designed to obtain the desired homogeneity, stray magnetic field, and peak magnetic field values on the magnets for the MRI system. This design requires active shielding to minimize the effect of stray magnetic field outside the magnet system. The main magnet design was performed using COMSOL Multiphysics using the Finite Element Method (FEM). The gradient-based optimization solver in COMSOL Multiphysics was used to obtain the optimal geometric configuration of the symmetric electromagnets in the MRI system. To obtain a strong and stable magnetic field, a second generation rare earth barium-copper oxide (REBCO) high-temperature superconductor (HTS) was wound around twenty double pancake coils (DPCs). The dimensions of the DPC sets were selected considering the size of the REBCO HTS tapes. The optimized design gives the magnetic field and the current flowing through the HTS tapes in each DPC set. This study outlines the design features of the unshielded magnet, as well as a sensitivity analysis examining the inhomogeneity, stray magnetic field, and currents based on different coil positions. Optimal parameters for various designs are provided. In a 500 mm diameter spherical volume (DSV), inhomogeneity below 10 ppm was achieved, accompanied by a minimum stray magnetic field of less than 5 Gauss beyond a distance of 5 m.
Benzer Tezler
- Machine-learning approaches for neurological disorder diagnosis from genomic and neuroimaging data
Genomik ve nörogörüntüleme verilerinden nörolojik bozukluk teşhisi için makine öğrenmesi yaklaşımları
İSMAİL BİLGEN
Doktora
İngilizce
2024
Bilgisayar Mühendisliği Bilimleri-Bilgisayar ve Kontrolİstanbul Teknik ÜniversitesiBilgisayar Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. BEHÇET UĞUR TÖREYİN
- Adeziv kapsülitli hastalarda manyetik rezonans görüntüleme bulgularının tedavi sonucunu tahminde önemi
The importance of magnetic resonance imaging findings in predicting treatment outcome in patients with adhesive capsulitis
ALİ NİYAZİ KURTCEBE
Tıpta Uzmanlık
Türkçe
2013
Fiziksel Tıp ve RehabilitasyonBaşkent ÜniversitesiFiziksel Tıp ve Rehabilitasyon Ana Bilim Dalı
PROF. DR. METİN KARATAŞ
- Serebral palsili çocuklarda beslenme durumunun değerlendirilmesi
Evaluation of nutritional status in children with cerebral palsy
HÜSEYİN CEYLAN
Tıpta Uzmanlık
Türkçe
2020
Çocuk Sağlığı ve HastalıklarıPamukkale ÜniversitesiÇocuk Sağlığı ve Hastalıkları Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. OLCAY GÜNGÖR
- Kronik bel ağrısı olan olgularda multifidus kasının shear-wave elastografi ve zıt faz MRG tekniği ile değerlendirilmesi
Evaluation of multifidus muscle by shear-wave elastography and opposed phase MRI technique in patients with chronic back pain
FATİH KIRÇIN
Tıpta Uzmanlık
Türkçe
2021
Radyoloji ve Nükleer TıpBalıkesir ÜniversitesiRadyoloji Ana Bilim Dalı
PROF. DR. BAHAR YANİK KEYİK
- Sağlık hizmetlerinde MR tabanlı beyin tümörü teşhisi için derin öğrenme destekli bir klinik karar destek sistemi
A deep learning-enhanced clinical decision support system for MRI-based brain tumor diagnosis in healthcare
ÖMER ÇELİK
Doktora
Türkçe
2025
Sağlık Kurumları YönetimiSüleyman Demirel ÜniversitesiSağlık Yönetimi Ana Bilim Dalı
PROF. DR. NEZİHE TÜFEKCİ
DOÇ. DR. İSHAK PAÇAL