Multi-frequency electrical conductivity imaging
Tezin Türü: Yüksek Lisans
Tezin Yürütüldüğü Kurum: Orta Doğu Teknik Üniversitesi, Mühendislik Fakültesi, Elektrik ve Elektronik Mühendisliği Bölümü, Türkiye
Tezin Onay Tarihi: 2006
Tezin Dili: İngilizce
Öğrenci: KORAY ÖZDAL ÖZKAN
Danışman: NEVZAT GÜNERİ GENÇER
Özet:oz KONTAK OLMADAN ÇOK-FREKANSLI ELEKTRİKSEL İLETKENLİK GÖRÜNTÜLENMESİ Özkan, Koray Özdal Yüksek Lisans, Elektrik ve Elektronik Mühendisliği Bölümü Tez Yöneticisi: Prof. Dr. Nevzat G. Gençer Ocak 2006, 108 sayfa Biyolojik dokuların yüzeyaltı iletkenliklerinin görüntülenmesi için çok-frekanslı bir veri işleme sistemi gerçekleştirilmiştir. Sistemin farklı frekanslardaki ölçme prosedürü aynıdır. Tek-frekanslı deneyler ile çok-frekanslı deneyler arasındaki tek fark donanımdır. Karışıklığı önlemek için tek-frekanslı deneylerin yapıldığı sistem prototip sistem, çok-frekanslı deneylerin yapıldığı sistem ise çok-frekanslı sistem olarak adlandırılmıştır. Sistem, manyetik uyarım (birincil alan) kullanarak iletken cisimler içerisinde Eddy akımları oluşturur ve bu akımların yarattığı manyetik alanları (ikincil alan) ölçer. Bu amaçla biri prototip sistem, diğeri ise çok-frekanslı sistem için olmak üzere 2 fark-sensörü oluşturulmuştur. Geometrik olarak sensörler aynıdır, farkları ise üzerlerine sarılan bobinin yarı çapıdır. Sensör ikincil alanları ölçmek için 2 özdeş alıcı bobin ve bunların arasına, birincil alanı oluşturmak için, konulmuş 1 verici bobinden oluşur. Bobinler eş merkezlidirler. Prototip sistemde verici bobin 50 kHz frekanslı tepe değeri 300 mA olan sinüzoidal akımla sürülmüştür. Çok-frekanslı sis temde verici bobin sırasıyla frekansları 30 kHz, 50 kHz, 60 kHz ve 90 kHz, tepe videğerleri ise 217 mA, 318 mA, 219 mA ve 211 mA olan sinüzoidal akımlarla sürülmüştür. Faza duyarlı ölçümler için bir veri toplama kartı tasarlanmış ve baskı devre üzerine basılmıştır. Kartın giriş gürültü gerilimi 146.80 nV olarak hesaplanmıştır. Deneyleri bilgisayarla yapmak için HP-VEE ve Lab VIEW programları, toplanan verileri işlemek için ise MATLAB programı kullanılarak arayüz programları yazılmıştır. Halka şeklinde dirençler kullanılarak sistemin hassasiyetini ölçen yeni bir test metodu geliştirilmiştir. Direnç fantomları ve tuzlu su fantomları arasında bir ilişki sağlanmıştır. Prototip sistemin tuzlu su fantomlarına hassasiyeti 13.2 mV/(S/m), direnç fantomlarına hassasiyeti ise 155.02 mV/Mho iken doğrusallığı tuzlu sular için tüm eksende %3.96, dirençler için ise tüm eksende % 0.12'dir. Çok-frekanslı sistemin hassasiyeti direnç fan tomları kullanılarak tüm çalışma frekanslarında hesaplanmıştır. Sonuçların teoriye uyduğu görülmüştür. Prototip sistemin sinyal gürültü oranı 35.44 dB dir. Çok-frekanslı sistemin sinyal gürültü oranı da her frekans için hesaplanmıştır. Beklenildiği gibi frekans arttıkça sistemin sinyal gürültü oranı da artmaktadır. Sistemin performansı agar fantomlarıyla da test edilmiştir. Pro totip sistemin uzaysal çözünürlüğü nokta yayılım fonksiyonu ile 9.36 mm, çizgi yayılım fonksiyonu ile 14.4 mm olarak hesaplanmıştır. Her çalışma frekansı için çok-frekanslı sistemin uzaysal çözünürlüğü hesaplanmıştır. Sonuçlardan, beklenildiği gibi, frekans arttıkça sistemin cisimleri ayırdetme gücünün arttığı görülmüştür. Cisimlerin iletkenlik görüntülerini oluşturmak için En Dik Azalma (Steepest-Descent) algoritması kullanılmıştır. Görüntüler gerçek cisimlerin yerleri ve geometrileri ile uyuşmaktadır. Literatürde ilk kez canlı hayvan deneyi yapilmiş ve bir sülük görüntülenmiştir. Yine dokunmasız yöntemlerle iletkenlik görüntülenmesi alanında bir ilk olarak biolojik dokunun iletkenlik spek- troskopisi çıkarılmıştır. Sonuçlar bu metodun klinik uygulamalar için potan siyelini göstermektedir. Anahtar Kelimeler: Manyetik indükleme, Tıbbi görüntüleme, Dokunmasız iletkenlik ölçümleri, Elektriksel empedans görüntüleme vıı