Scalable and compact egan based gradient and RF transmit/receive systems for mrı
Manyetik rezonans görüntüleme için egan tabanlı, modüler ve küçük boyutlu gradyan ve RF verici/alıcı sistemleri
- Tez No: 988553
- Danışmanlar: PROF. ERGİN ATALAR
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Elektrik ve Elektronik Mühendisliği, Electrical and Electronics Engineering
- Anahtar Kelimeler: Manyetik rezonans görüntüleme, Magnetic resonance imaging
- Yıl: 2025
- Dil: İngilizce
- Üniversite: İhsan Doğramacı Bilkent Üniversitesi
- Enstitü: Mühendislik ve Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Elektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: Belirtilmemiş.
Özet
Manyetik Rezonans Görüntüleme (MRG), yüksek kaliteli tanısal görüntüler elde etmek için tarayıcı içerisindeki manyetik alanların hassas bir biçimde üretilmesini gerektirir. Ancak, gradyan ve radyofrekans (RF) amfilerinin geleneksel mimarisi, özellikle gelişmekte olan çok kanallı dizi sistemleri için ölçeklenebilirlik, verimlilik ve maliyet açısından önemli kısıtlamalar getirmektedir. Bu tez, yüksek güçlü amfilerin yerine Galyum Nitrür (eGaN) transistörler içeren kompakt ve modüler birimler kullanarak, alan kısıtlamaları dahilinde performansın optimize edileceğini öne sürmektedir. Bunu doğrulamak amacıyla, hem gradyan hem de RF alt sistemleri için ölçeklenebilir donanım mimarileri geliştirilmiştir. İlk olarak, kompakt bir eGaN tabanlı sürücü ve bu sürücüyü kontrol eden optik haberleşmeli, tamamen dijital, FPGA tabanlı bir sistem tasarlanmıştır. Kontrolcü sistem, MR cihazı içerisinde akım kontrolünü başarıyla gerçekleştirebilmiştir. Harici bir gradyan bobini sürülerek MR görüntüsü alınması da sistemin performansını doğrulamıştır. İkinci olarak, RF amfilerinde iletim kayıplarını azaltmak ve sistem karmaşıklığını artırmadan paralel iletimi (pTx) kolaylaştırmak amacıyla RF antenine entegre bir E-sınıfı RF amfisi geliştirilmiştir. Ortaya çıkan prototip, dijital kontrollü olup 9cm2'lik bir alan kaplamakta ve 48W çıkış gücü verebilmektedir. Genel sonuçlar, modüler ve dijital kontrollü donanımların, MRG dizi yapılarının fizibilitesi için geçerli bir yol sunduğunu doğrulamaktadır.
Özet (Çeviri)
Magnetic Resonance Imaging (MRI) relies on the precise generation of electromagnetic waveforms to achieve high-quality diagnostic images. However, the conventional architecture of gradient and radiofrequency (RF) amplifiers imposes significant limitations on scalability, efficiency, and cost, particularly for emerging multi-channel array systems. This thesis hypothesizes that replacing traditional high-power amplifiers with arrays of compact, modular units enables the adoption of high-density designs using enhancement-mode Gallium Nitride (eGaN) transistors, thereby optimizing performance within strict spatial constraints. To validate this, scalable hardware architectures were developed for both gradient and RF subsystems. First, a modular gradient amplifier system was designed, featuring a compact eGaN power stage and a fully digital, FPGA-based controller with optical communication. The controller system demonstrated successful closed-loop current control and was validated through the in-system acquisition of an MRI image. Second, a coil-integrated Class-E RF power amplifier was developed to mitigate transmission cable losses and facilitate parallel transmission (pTx) without increased system complexity. The resulting prototype achieved a miniaturized footprint of 9cm2 and an output power of 48W, utilizing digital control to simplify integration. The overall results confirm that modular, digitally controlled hardware offers a viable pathway for implementing cost-effective, high-density MRI array structures.
Benzer Tezler
- Compact and non-compact formulations for segment routing
Segment yönlendirme ile enerji farkindalikli trafik mühendisliği
OSMAN KAĞAN YAYLA
Yüksek Lisans
İngilizce
2025
Endüstri ve Endüstri Mühendisliğiİhsan Doğramacı Bilkent ÜniversitesiEndüstri Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. OYA KARAŞAN
- Design and optimization of compact vivaldi antenna with matching medium for microwave brain imaging applications
Mikrodalga beyin görüntüleme uygulamaları için eşleştirme ortamına sahip kompak vıvaldı antenin tasarımı ve optimizasyonu
CAFER UYANIK
Doktora
İngilizce
2025
Elektrik ve Elektronik Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiElektronik ve Haberleşme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. İBRAHİM AKDUMAN
- GNSS sistemleri için küçük boyutlu yama anteni ve kompakt anten dizisi tasarımı
Design of a compact patch antenna and antenna array for GNSS systems
MUHAMMED YUSUF ŞAHİN
Yüksek Lisans
Türkçe
2025
Elektrik ve Elektronik Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiElektronik ve Haberleşme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. MESUT KARTAL
- Improving TEXT-TO-SQL translation through direct schema linking and synthetic data driven fine-tuning
Metinden SQL'e çevirinin doğrudan şema eşlemesi ve sentetik veri odaklı ince ayar ile iyileştirilmesi
HASAN ALP CAFEROĞLU
Yüksek Lisans
İngilizce
2026
Bilgisayar Mühendisliği Bilimleri-Bilgisayar ve Kontrolİhsan Doğramacı Bilkent ÜniversitesiBilgisayar Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ÖZGÜR ULUSOY
- Cha and core discovery on intel chips and generating optimized thread binding
Cha ve çekirdek topolojisiyle uyumlu iş parçacığı haritalaması
AYDIN ÖZCAN
Yüksek Lisans
İngilizce
2024
Bilgisayar Mühendisliği Bilimleri-Bilgisayar ve KontrolKoç ÜniversitesiBilgisayar Bilimleri ve Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. DİDEM UNAT ERTEN