Elektrik empedans tomografide eşzamanlı uyarım için walsh fonksiyonlarının kullanımı

Abstract

ÖZET YÜKSEK LÎSANS TEZİ ELEKTRİK EMPEDANS TOMOGRAFİDE EŞZAMANLI UYARIM İÇİN WALSH FONKSİYONLARININ KULLANIMI HALİL EROL KSÜ FEN BİLİMLERİ ENSTİTÜSÜ ELEKTRİK-ELEKTRONİK MÜHENDİSLİĞİ ANABİLİMDALI DANIŞMAN: Doç.Dr. M. Kemal Kıymık Yıl:2000, Sayfa:66 Jüri :Doç. Dr. M. Kemal Kıymık : Yrd. Doç. Dr. Şaban Ergün : Yrd. Doç. Dr. Mustafâ Danacı Elektrik empedans tomografisi yöntemi çeşitli doku görüntülerinin oluşturulmasında kullanılan maliyeti düşük ve zararı olmayan bir yöntemdir. Bu işlem dokuya gerilim veya akım uygulanıp, dokunun iletkenlik dağılımının hesaplanarak görüntülenmesidir. Elektrik empedans tomografisi ile tümörler, iç organlar, damarlar ve kemiklerin durumu görüntülenebilir. İnsan sağlığına zararlı x- ışınlan ile çalışan klasik radyografi yöntemine karşı vücuda herhangi bir zarar vermeyen ultrason ve manyetik rezonans(MR) gibi görüntüleme sitemleri geliştirilmiştir. Fakat MR pahalı bir sistem, ultrasonda ise görüntü net değildir. Elektrik empedans tomografide 2, 16, 32 elektrottu sistemler kullanılmıştır. Elektrotlardan gerilim uygulanılarak yapılan ölçümler çok az ve son zamanlarda terk edilmiştir. Akım uygulayanlar ise genelde sinizoidal akım kaynaklan kullanmışlardır. Bu çalışmada, akım kaynağı olarak Walsh fonksiyonları kullanılmış ve 32 elektrotlu sistem incelenmiştir. Walsh fonksiyonlarını kullanma nedeni dik(orthogonal) bir fonksiyon olmasından dolayı ayırt edilebilirliği (distinguishability) iyi ve gerekli akım kaynaklarmın tasarımının kolay olmasıdır. İleri(Forward) problemi matematiksel olarak formüle edildikten sonra sonsuz harmonikler ve sonlu elemanlar yöntemi ile Matlab yazlımı kullanılarak çözülmüştür. Anahtar kelimeler : Elektrik empedans tomografisi, Walsh fonksiyonları, Sonlu elemanlar.

ABSTRACT MSc THESIS STUDY OF WALSH FUNCTIONS FOR SIMULTANEOUS EXCITATION IN ELECTRICAL IMPEDANCE TOMOGRAPHY HALİL, EROL DEPARTMENT OF ELECTRIC & ELECTRONIC ENGINEERING INSTITUTE OF NATURAL AND APPLIED SCIENCES UNIVERSITY OF KAHRAMANMARAŞ SÜTÇÜ İMAM Supervisor: Doç. Dr. M. Kemal Kıymık Year:2000, Pages:66 Jury : Doç. Dr. M. Kemal Kıymık : Yrd. Doç. Dr. Şaban Ergün : Yrd. Doç. Dr. Mustafa Danacı Electrical impedance tomography(EIT) is a noninvasive imaging and one of the cheapest imaging tecnique. Its aim is to image interior of an unknown subject. In EIT currents are injected through electrodes and voltages measured on the boundary. Then, using current and boundary voltage measurements cross-sectional image of rezistivity ditribution is reconstructed. By using this method imaging of all parts of body is possible. EIT uses 2, 16 and 32 electrode systems. Nowadays most of the researchers use sinisoidal current sources for data collection. In this study Walsh function is used as a current sources. For data collection 32 electrode system is used. Compared to diagonal or neighbouring type of pulses as injection current patterns Walsh functions are better at simulating low as well as high spatial frequency patterns. Using Walsh function also simplifies the design of current sources. Since only two levels of current are needed, it also provides better Signal to Noise Ratio (SNR) compared to sinisoidal injection. Nonlinear electrical imaging problem is linearized around an initial conductivity ditribution and forward problem is solved using Finite Element method and cylindrical harmonics by using Matlab scientific software. Key words: Electrical impedans tomography, Walsh functions, Finite element. n