Canlı-elektromagnetik alan etkileşimi benzetim yöntemleri


Tezin Türü: Doktora

Tezin Yürütüldüğü Kurum: Ondokuz Mayıs Üniversitesi, Mühendislik Fakültesi, Elektrik-Elektronik Mühendisliği Bölümü, Türkiye

Tezin Onay Tarihi: 2014

Tezin Dili: Türkçe

Öğrenci: ERTUĞRUL SUNAN

Asıl Danışman (Eş Danışmanlı Tezler İçin): Güven Önbilgin

Eş Danışman: Ayşegül Karadayı

Açık Arşiv Koleksiyonu: AVESİS Açık Erişim Koleksiyonu

Özet:

Günümüzde cep telefonlarının yaşamımıza girmesiyle daha fazla elektromagnetik dalgaya maruz kalmaktayız. Bu nedenlerle elektromagnetik dalgaların canlılar üzerine etkisini araştıran çalışmaların sayısı artmıştır. Ancak biyolojik süreçlerin karmaşıklığı etkilerin gözlemi için büyük bir zorluktur. Elektromagnetik radyasyonun belirli değerleri aşmaması için standartlar geliştirilmiştir. Elektromagnetik(EM) dalgaların etkilerini gösteren büyüklüklerden biride Özgül Soğurma Oranı(SAR)'dır. Özgül Soğurma Oranı vücut dokuları tarafından soğurulan elektromagnetik enerjinin soğurulma hızı veya birim doku tarafından soğurulan elektromagnetik güç miktarıdır. Bu enerji dokularda ısı artışına neden olur ve SAR esasen ısı artışı ile ilgili bir büyüklüktür. SAR hesapları ısı değişim hızı, elektrik alan ve akım yoğunluğu kullanılarak üç farklı şekilde yapılmaktadır. Bu çalışmada elektrik alan şiddeti kullanılarak SAR hesabı gözönüne alınmıştır. SAR ölçümü için kesin ve güvenilir standartlar bulunamamıştır. Etik nedenlerle çalışmalar canlı insan vücudu üzerinde yapılamamaktadır. SAR hesabı içinde analitik yöntemlerin kullanımı oldukça karmaşık ve zordur. Bu nedenle sayısal yöntemler tercih edilmektedir. Bu tez , SAR değerlerini Zamanda Sonlu Farklar yöntemini kullanarak hesaplamaktadır. FDTD yöntemi, Maxwell denklemlerindeki kısmi türev operatörlerinin sonlu farklar kullanılarak zamanda ve konumda ayrıklaştırılmasına dayanır. Bu çalışmada FDTD yöntemi kullanılarak elektromagnetik dalgaların yayılmasının benzetimleri yapılmıştır. Canlı dokuların benzetimi için MR(Magnetik rezonans) görüntüleri kullanılmıştır. Bu görüntülerin bölütlenmesi ve kümelenmesi için K-means kümeleme algoritması kullanılmıştır. Bunun ardında yatan kavram, tıbbi alanda sadece görsel tanı amaçlı olarak kullanılmış olan bölütleme yöntemlerinin FDTD yöntemiye en azından nitel olarak istene bilgiyi sağlama amacıyla kullanılmasıdır. Elde edilen 2-B SAR dağılımlarının 2-B den 3-B ye aktarılması sorununun çözümü de önerilmiştir.