Biyotelemetri sistemleri için minyatür RF devre kartı ve yazılımının geliştirilmesi
Development of miniature RF circuit board and software for biotelemetry systems
- Tez No: 997234
- Danışmanlar: PROF. DR. SIDDIK CUMHUR BAŞARAN
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Elektrik ve Elektronik Mühendisliği, Electrical and Electronics Engineering
- Anahtar Kelimeler: Biyotelemetri, MICS, Manyetik implant, Biotelemetry, MICS, Magnetic implants
- Yıl: 2026
- Dil: Türkçe
- Üniversite: Akdeniz Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Elektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: Belirtilmemiş.
Özet
Bu tez çalışmasında, tıbbi operasyonlar sonrasında hastaların uzun süreli ve güvenilir biçimde izlenmesini mümkün kılacak minyatür bir biyotelemetri sisteminin donanım ve yazılım tasarımı gerçekleştirilmiştir. Çalışmanın temel amacı, özellikle organ nakilleri sonrası anastomoz edilen damarların basınç takibine yönelik olarak, implant edilebilir ve kablosuz veri iletimi sağlayan bir sistem geliştirmektir. Bu yaklaşım ile hastaların klinik ortama bağımlılığının azaltılması, hasta konforunun artırılması ve sağlık personelinin daha etkin bir izleme süreci yürütmesi hedeflenmiştir. Geliştirilen implant sisteminde, 16 bit çözünürlüklü Sigma-Delta ADD'ye sahip MSP430F2013 mikrodenetleyicisi kullanılmış; sensör verilerinin yüksek çözünürlükte sayısal ortama aktarılması sağlanmıştır. Analog veri için basınç algılama amacıyla DRV5056 hall etkisi sensörü tercih edilmiş ve sensör çıkışları yazılım tabanlı ortalama alma yöntemleri ile işlenmiştir. Kablosuz veri iletimi, ZL70323 RF modülü kullanılarak 403 MHz MICS bandında FSK modülasyonu ile gerçekleştirilmiş; modülün düşük güç tüketimli uyku modu özellikleri aktif olarak kullanılmıştır. İmplanttan elde edilen veriler, Zarlink BADA geliştirme kiti aracılığıyla baz istasyonunda toplanmış ve analiz edilmiştir. Sistemin performansı, dolaşım sistemini taklit eden ex-vivo deney düzenekleri üzerinden değerlendirilmiştir. Bu kapsamda lateks boru ve insan kadavrasından alınan gerçek damar kullanılarak farklı basınç seviyelerinde ölçümler gerçekleştirilmiştir. Invivo deneyler ise domuz kullanılarak tamamlanmıştır. Bu tez, ARDEB-1001 programı kapsamında desteklenen 121E369 numaralı TÜBİTAK projesinin üçüncü iş paketi kapsamında gerçekleştirilmiş olup, implant edilebilir biyotelemetri sistemlerinin klinik uygulanabilirliğine yönelik mühendislik temelli bir çözüm sunmaktadır. Elde edilen bulgular, geliştirilen sistemin damar basıncı takibi gibi kritik tıbbi uygulamalar için yeterli hassasiyet, güvenilirlik ve enerji verimliliği sağladığını ortaya koymaktadır.
Özet (Çeviri)
In this thesis, the hardware and software design of a miniature biotelemetry system enabling long-term and reliable monitoring of patients following medical procedures is presented. The primary objective of the study is to develop an implantable system with wireless data transmission capability, particularly aimed at monitoring the pressure of anastomosed blood vessels after organ transplantation. Through this approach, it is intended to reduce patients' dependence on clinical environments, improve patient comfort, and enable healthcare professionals to conduct more efficient monitoring processes. In the developed implant system, the MSP430F2013 microcontroller, which features a 16-bit Sigma-Delta analog-to-digital converter, was utilized to ensure highresolution digitization of sensor data. For pressure sensing, the DRV5056 hall-effect sensor was selected, and the sensor outputs were processed using software-based filtering and averaging techniques. Wireless data transmission was achieved using the ZL70323 RF module operating in the 403 MHz MICS band with FSK modulation, while the module's low-power sleep mode features were actively employed. Data obtained from the implant were collected and analyzed at the base station using the Zarlink BADA development kit. The performance of the system was evaluated through ex-vivo experimental setups designed to emulate the circulatory system. In this context, measurements were conducted at various pressure levels using plexiglass tubing, latex tubing, and real blood vessels obtained from a human cadaver. This thesis is derived from the third work package of the TÜBİTAK project numbered 121E369, supported under the ARDEB-1001 program, and presents an engineering-based solution toward the clinical applicability of implantable biotelemetry systems. The obtained results demonstrate that the developed system provides sufficient sensitivity, reliability, and energy efficiency for critical medical applications such as vascular pressure monitoring.
Benzer Tezler
- Biyotelemetri sistemleri için optik olarak frekansı yapılandırılabilir implant anten tasarımı
Optically frequency reconfigurable implantable antenna design for biotelemetry systems
MERT ÇİFLİK
Yüksek Lisans
Türkçe
2023
Elektrik ve Elektronik MühendisliğiAkdeniz ÜniversitesiElektrik ve Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. SIDDIK CUMHUR BAŞARAN
- Biyotelemetri uygulamaları için çoklu bant implant anten tasarımı
Design of multi-band implantable antenna for biotelemetry applications
ÖMER FARUK ÇELİK
Yüksek Lisans
Türkçe
2021
Elektrik ve Elektronik MühendisliğiAkdeniz ÜniversitesiElektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. SIDDIK CUMHUR BAŞARAN
- Medikal uygulamalar için mikroşerit implant antenlerin sayısal analizi ve tasarımı
Numerical analysis and design of microstrip implant antennas for medical applications
ERDEM URAS
Yüksek Lisans
Türkçe
2016
Elektrik ve Elektronik MühendisliğiKocaeli ÜniversitesiBilişim Sistemleri Mühendisliği Ana Bilim Dalı
YRD. DOÇ. DR. MUSTAFA HİKMET BİLGEHAN UÇAR
- Tümleyen yarık halka elemanlarını temel alan implant anten tasarımı ve üretimi
Implantable antenna design and fabrication based on complement split ring elements
MERVE USLUER
Yüksek Lisans
Türkçe
2017
Elektrik ve Elektronik MühendisliğiAkdeniz ÜniversitesiElektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. SIDDIK CUMHUR BAŞARAN
- Biyomedikal telemetri sistemleri için biyouyumlu implant anten tasarımı
Biocompatible implantable antenna design in mics band for biomedical telemetry systems
EMRE SELÇUK DEMİR
Yüksek Lisans
Türkçe
2021
Elektrik ve Elektronik Mühendisliğiİzmir Katip Çelebi ÜniversitesiElektrik ve Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. MERİH PALANDÖKEN