Development of image reconstruction algorithms for three dimensional magnetic resonance-electrical impedance tomography

ÖZET MANYETİK REZONANS - ELEKTRİKSEL EMPEDANS GÖRÜNTÜLEMEDE ÜÇ BOYUTLU NESNELER İÇİN GÖRÜNTÜ GERİÇATMA ALGORİTMALARININ GELİŞTİRİLMESİ Serkan Onart Elektrik ve Elektronik Mühendisliği, Yüksek Lisans Tez Yöneticisi: Prof. Dr. Y. Ziya Ider Eylül, 2003 Biyolojik dokuların elektriksel dirençleri çeşitli doku tipleri arasında çeşitlilik göstermektedir. Bu çalışmanın amacı, üç boyutlu nesnelerin iletkenliklerinin varolan iletkenlik görüntüleme tekniklerinden daha yüksek çözünürlük ve daha iyi kesinlik ile geriçatılmasıdır. Amacımıza ulaşmak için Manyetik Rezonans - Elektriksel Empedans Tomografi (MR-EET) tekniği önerilmiştir. Bu teknik, klasik iletkenlik görüntüleme tekniği olan Elektriksel Empedans Tomografi'nin (EET) kullandığı yüzeysel voltaj ölçümlerine ek olarak Manyetik Rezonans Görüntüleme (MRG) tarayıcısı ile elde edilmiş manyetik akı yoğunluğunu da kullanmaktadır. Beş geriçatma algoritması önerilmiş ve bilgisayar simülasyonları yapılmıştır. Önerilen algoritmalar akım yoğunluğu dağılımını kullananlar ve direk manyetik akı yoğunluğu dağılımını kullananlar olarak iki kategoride incelenebilir. İlk kategorideki algoritmalar, akım yoğunluğu verisini Amper kuralı ile manyetik akı yoğunluğu verisinden elde ederler. Akım yoğunluğunun Amper kuralı ile elde edilebilmesi için manyetik akı yoğunluğunun her üç bileşenine de ihtiyacımız vardır. Ancak tüm bileşenlerin tek ölçüm safhasında elde edilmesi mümkün değildir. Tüm bileşenlerin elde edilebilmesi için toplam üç ölçüm yapılması gereklidir ki bu da pratik değildir. Çünkü her bileşenin ölçümü için obje, MRG sistemi içinde uygun şekilde döndür ülmelidir. ikinci kategorideki algoritmalar, iletkenliği sadece tek ölçüm safhasında elde edilmiş veri ile geriçatarak bu prob leme bir çıkış yolu önerirler. Sonuçlardan da görülebildiği gibi tüm önerilen algoritmalar, üç boyutlu objelerin iletkenliğini tomografik düzlemlerde başarılı bir şekilde geriçatabilmektedirler. Dahası, kabul edilebilir bir seviyeye kadar olan ölçüm gürültüsüne karşı bile gayet iyi çalışmaktadırlar. Anahtar sözcükler: Manyetik Rezonans - Elektriksel Empedans Tomografi, vVI Manyetik Rezonans Görüntüleme, Akım Yoğunluğu Görüntüleme, Empedans Görüntüleme, Görüntü Geriçatma, Sonlu Elemanlar Yöntemi.