Klinik meme difüz optik tomografi sisteminin elektronik devre tasarımı ve uygulaması

Abstract

Amaç: Meme kanserlerinin erken tanısı için değişik görüntüleme yöntemleri kullanılmaktadır. Bu yöntemlerden bazıları, Manyetik Rezonans Görüntüleme (MRG), Pozitron Emisyon Tomografisi (PET) ve ultrasondur. En sık kullanılan yöntem ise mamografidir. Mamografi sisteminin maliyetinin yüksek olması ve bazı tümör yapılarını ayırt edememesi gibi dezavantajları vardır. Son yıllarda, dokuya zarar vermeyen dalga boyunda ışık kullanılarak, gönderilen ışığa dokunun verdiği yanıtı inceleyerek görüntü oluşturabilen Difüz Optik Tomografi (DOT) sistemleri kullanılmaya başlanmıştır. Bu tezde, bir klinik DOT sistemin elektronik devre tasarımı ve uygulamasının yapılması amaçlanmıştır.Yöntem: Bir Difüz Optik Tomografi sisteminin, görüntüleme oluşturabilmesi için gerekli olan veriyi elde etmek üzere, gelişen teknolojinin sunduğu yeni devre elemanları ve yazılım geliştirme olanaklarını kullanarak, örnek bir elektronik donanım, mikrodenetleyici yazılımı ve donanımı kontrol edip elde edilen ham görüntüleme verisini bilgisayar ortamına aktaran bir bilgisayar yazılımı geliştirildi. Mikrodenetleyici yazılımı Rowley Crossworks For Arm geliştirme ortamında, bilgisayar yazılımı Visual Studio geliştirme ortamında C# dili kullanılarak oluşturuldu.Bulgular: Geliştirilen sistemin mikrodenetleyici tabanlı donanımı ve bu mikrodenetleyicide çalışan yazılım ile bilgisayarda çalışan C# tabanlı olarak geliştirilen yazılımın, benzetilmiş çalışma şartları altındaki performansı incelendi.Sonuç: Arm cortex M3 temelli donanım sistemi ve yazılımı yapıldı. Optik seçici düzenekle birlikte test edildi. Bilgisayar arayüz programı yazıldı. Elektriksel performans ölçümleri yapıldı ve ham görüntü veri dosyaları elde edildi.

Objective: Several different imaging techniques have been used for early diagnosis of breast cancer. Magnetic resonance imaging (MRI), positron-emission tomography (PET) and ultrasound imaging are some of them. Most often used technique is mammography. The mammography technique has some disadvantages as having high cost and not being able to differentiate some types of tumors. In recent years, diffuse optical tomography (DOT) systems that use near infrared light that are not harmful to tissue and can generate images by examining the response of the tissue to the light, have been put into use. In this theses, circuit design and implemention of a clinical DOT system have been targeted.Method: In this study, in order to obtain the necessary data for a Diffuse Optical Tomography system to generate an image, and electronical hardware system, a microcontroller firmware, and a computer software which controls the hardware and conveys obtained raw imaging data to computer environment have been developed and implemented by taking advantages of the new circuit components and software development tools presented by developing technologies. Microcontroller software was developed in Rowley Crossworks development environment and computer software was developed in Visual Studio development environment by using C# language.Results: System performance of the developed microcontroller based hardware, the code that runs in the microcontroller and the C# based computer program, have been examined under simulated working conditions.Conclusion: Arm cortex M3 based hardware system and it's firmware implemented. The system tested with an optical switching device. Electrical performance measurements of the system was carried out and raw imaging data files obtained.