Zayıf, ınhomojen ve nonlineer manyetik alanlarda nükleer manyetik rezonans görüntüleme sistemi tasarımına yönelik bir benzetim
A simulation for nuclear magnetic resonance imaging system design in weak, inhomogeneous and nonlinear magnetic fields
- Tez No: 988239
- Danışmanlar: PROF. DR. AHMET ALKAN
- Tez Türü: Doktora
- Konular: Mühendislik Bilimleri, Elektrik ve Elektronik Mühendisliği, Biyomühendislik, Engineering Sciences, Electrical and Electronics Engineering, Bioengineering
- Anahtar Kelimeler: Bilgisayar destekli benzetim, Manyetik rezonans görüntüleme, Tıbbi görüntüleme cihazları, Computer aided simulation, Magnetic resonance imaging, Medical imaging equipments
- Yıl: 2025
- Dil: Türkçe
- Üniversite: Kahramanmaraş Sütçü İmam Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Elektrik ve Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: Belirtilmemiş.
Özet
NMR (Nükleer Manyetik Rezonans) işaretleri atomların içinde bulundukları ortamdaki manyetik alan ile kendi çekirdek manyetik moment etkileşimleri sonucu elde edilirler. Bu yüzden malzemeyi meydana getiren atom veya moleküllerin dinamikleri ve yapısallığı hakkında bilgiler içermektedirler. Ancak kullanılan mevcut sistemlerin en büyük olumsuzlukları; fiziksel büyüklükleri, yüksek donanım ve işletme maliyetleri ve neredeyse taşınamaz olmalarıdır. Bu çalışmada zayıf manyetik alanlarda da tatmin edici sonuçlar verebilen, tasarıma yönelik bir NMRI (Nükleer Manyetik Rezonans Görüntüleme) sistemi benzetim (simülasyon) çalışma ortamı hedeflenmiştir. Temel NMRI için gereken Bo statik ana manyetik alan, z, y ve x gradyan alan sargıları için sınırlı bir Kartezyen 3D (3 boyutlu) uzayda manyetik alan bileşenleri Biot-Savart ilkesine göre bilgisayar ortamında üretilmiştir. Ana manyetik alanın yeterli homojen olduğu, gradyan alanların yeterli lineer olduğu uzaysal hacim bölgesi belirlenerek beraber uygulanan alan büyüklükleri yeniden ölçeklenmiş, sanal 3D fantom için gradyan-eko spin FID (T2*) işaretleri üretilmiş, k-space ve NMR görüntüleri elde edilmiştir. Ayrıca 2D (2 boyutlu) ideal Kartezyen grid görüntüleme uzayı referans alınarak, üretilen inhomojen/nonlineer zayıf manyetik alanların oluşturdukları 2D görüntüleme uzayı grid yapısı da elde edilmiş ve incelenmiştir. Bu doktora tez çalışması ile tasarım/üretim aşamasından önceki bir adım olarak bir NMRI çerçeve benzetim ortamı gerçekleştirilmiştir. Benzetim ortamında; belirli sargı geometrileri ile üretilebilecek inhomojen/nonlinear 3D alanlar, bu alanların ve elde edilen NMR görüntüleme unsurlarının (RFO, RFI işaretleri, k-space, sekans, 3D alanlar, NMR görüntüleme sonuçları ve alanların oluşturduğu grid yapıları) anlık olarak incelenebilmesi mümkün olmaktadır. Benzetim; yeni görüntüleme sekanslarının eklenmesi, k-space veya görüntü uzayındaki deformasyonları düzeltme amaçlı araştırma ve metotların uygulanması ve incelenmesine de imkân tanımaktadır.
Özet (Çeviri)
NMR (Nuclear Magnetic Resonance) signals are obtained as a result of the interaction between the magnetic field in the environment in which the atoms are located and their own nuclear magnetic moment. Therefore, they contain information about the dynamics and structure of the atoms or molecules that make up the material. However, the major drawbacks of current systems are their physical size, high hardware and operating costs, and their near-portability. In this study, a design-oriented NMRI (Nuclear Magnetic Resonance Imaging) system simulation environment that can provide satisfactory results in weak magnetic fields is targeted. For the Bo static main magnetic field, z, y and x gradient field windings required for basic NMRI, magnetic field components in a limited Cartesian 3D space are generated in a computer environment according to the Biot-Savart principle. By determining the spatial volume region where the main magnetic field is sufficiently homogeneous and the gradient fields are sufficiently linear, the applied field magnitudes were rescaled, gradient-echo spin FID (T2*) signals were generated for the virtual 3D phantom, and k-space and NMR images were obtained. In addition, the 2D imaging space grid structure generated by the inhomogeneous/nonlinear weak magnetic fields generated with reference to the 2D ideal Cartesian grid imaging space was also obtained and analyzed. In this PhD thesis, an NMRI frame simulation environment was realized as a step before the design/production phase. In the simulation environment; inhomogeneous/nonlinear 3D fields that can be produced with certain winding geometries, these fields and the obtained NMR imaging elements (RFO, RFI signals, k-space, sequence, 3D fields, NMR imaging results and grid structures formed by the fields) can be examined instantaneously. Simulation also allows for the addition of new imaging sequences, the implementation and study of research and methods to correct deformations in k-space or image space.
Benzer Tezler
- Focused illumination in electromagnetic inverse scattering problems
Elektromagnetik ters saçılma problemlerinde odaklanmış aydınlatma kullanımı
ERDEM ÜREGEN
Yüksek Lisans
İngilizce
2025
Elektrik ve Elektronik Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiElektronik ve Haberleşme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ALİ YAPAR
- Equivalent linear and nonlinear site response analysis, study case for banda aceh, indonesia
Yerel zemin koşullarının sismik etkiler altında eşdeğer doğrusal ve doğrusal olmayan analizi, banda aceh, endonezya için bir çalısma
AMELIA FITRI
Yüksek Lisans
İngilizce
2022
İnşaat Mühendisliğiİstanbul Teknik Üniversitesiİnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. MUSAFFA AYŞEN LAV
- A comparison of various interpolation methods in prediction and validation of marine gravity data
Deniz gravite verilerinin belirlenmesinde ve kontrol edilmesinde farklı interplasyon yöntemlerinin karşılaştırılması
MUHAMAD ALAIED
Yüksek Lisans
İngilizce
2021
Jeodezi ve Fotogrametriİstanbul Teknik ÜniversitesiGeomatik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. BİHTER EROL
- Bağlayıcı püskürtme eklemeli imalat parametrelerinin CoCr-Mo (F75) alaşım için çok amaçlı optimizasyonu
Multi objective optimization of binder jetting additive manufacturing process parameters for CoCr-Mo (F75) alloy
AHMET SELİM KOCA
Yüksek Lisans
Türkçe
2021
Makine Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. EMRECAN SÖYLEMEZ
DR. ÖĞR. ÜYESİ RECEP ÖNLER
- İyonik olmayan çift-ağyapılı poliakrilamid hidrojellerinin sentezi ve mekanik özellikleri
Synthesis and mechanical properties of non-ionic polyacrylamid double-network hydrogels
BAHADIR UĞUR ALTUN