Ring array processing for forward-looking intravascular and intracardiac ultrasonic imaging

Basit Öğe Kaydı
dc.authorid0000-0002-2357-4424
dc.authorid0000-0002-2357-4424en_US
dc.contributor.advisorKaraman, Mustafaen_US
dc.contributor.authorTekeş, Coşkunen_US
dc.contributor.otherIşık Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, Elektronik Mühendisliği Doktora Programıen_US
dc.date.accessioned2016-06-24T11:12:29Z
dc.date.available2016-06-24T11:12:29Z
dc.date.issued2010-06-08
dc.departmentIşık Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, Elektronik Mühendisliği Doktora Programıen_US
dc.descriptionText in English ; Abstract: English and Turkishen_US
dc.descriptionIncludes bibliographical references (leaves 69-73)en_US
dc.descriptionxix, 75 leavesen_US
dc.description.abstractForward-looking (FL) catheter-based imaging systems are highly desirable for guiding interventions in IVUS and ICE applications. One of the main challenges in the array based FLIVUS systems is the large channel count which results in increased system complexity. Synthetic phased array processing with reduced firing count simplifies the front-end and hence can enable 3-D real-time imaging. Recently, we have investigated dual-ring arrays suitable for IVUS and ICE imaging. In this dissertation, we present and explored two different optimized array designs based on dual circular and hexagonal rings that are suitable for synthetic phased array processing with reduced number of firings. We used simulated annealing to optimize the wideband PSF of the array system. The optimal firing set from different Tx-Rx elements eliminates most of the redundant spatial frequencies in the coarray and produces low side lobes and number of firings. The optimization procedure starts with the calculated wideband PSF of the full set coarray including all Tx-Rx firing combinations. In every iteration step, a predefined coarray with only one element change is compared with the previous set in terms of cost function. For the two designs, we obtained optimal reduced set by minimizing both the peak side lobe level and the integrated side lobe energy. For two test cases, we obtained reduced sets of 512 and 256 coarray elements, and constructed 2-D PSFs. The simulation results show that the optimized dual circular and hexagonal ring arrays provide up to 10-dB and 5-dB improvements, respectively, in peak near side lobe level with no widening in main lobe width. Our test results show that the side lobe levels of the dual circular and hexagonal arrays can be remarkably and controllably reduced by using simulated annealing optimization, and the resulting optimal array designs can meet the resolution and speed requirements of 3-D real time IVUS and ICE imaging.en_US
dc.description.abstractKanal içi ve kalp içi ultrason uygulamalarında öne bakan kateter tabanlı görüntüleme sistemleri kılavuzlu müdahale için sıklıkla istenmektedir. Öne bakan kalp içi ultrason sistemlerinin en temel zaaflarından biri sistem karmaşıklığını arttıran fazla sayıda kanal içermesidir. Yapay evreli dizi işleme tekniği kanal sayısını azaltarak ön-elektroniği basitleştirir ve böylece üç boyutlu gerçek zamanlı görüntülemeye imkan sağlar. Yakın zamanda incelediğimiz ikili halka dizi mimarisi kanal ve kalp içi görüntüleme için uygun bir yapıdır. Bu tezde, yapay evreli dizi işlemeye uygun ikili dairesel ve altıgen şeklinde iki farklı eniyilenmiş dizi yapısı keşfedilmiş ve sunulmuştur. Dizi yapısı geniş bant noktasal dağılım işlevi (NDİ) benzetilmiş tavlama yöntemiyle eniyilenmiştir. En uygun gönderme-alma (ateşleme) kümesi gereksiz mekansal frekansların büyük kısmını ortadan kaldırır ve az sayıda ateşleme ile alçak yan lob seviyesi üretir. Eniyileme yordamı tüm alıcı-verici ateşleme katışımlarının oluşturduğu tüm kümeye ait geniş bantlı NDİ oluşturularak başlar. Başlangıçta tanımlanmış eşdizi her yineleme adımında sadece bir eleman değiştirilerek bir önceki küme ile amaç maliyet (enerji) fonksiyonu cinsinden karşılaştırılır. Her iki yapı için de, hem yan lob tepe seviyesinin hem de toplam yan lob enerji seviyesinin en aza indirilmesi yöntemleriyle en uygun azaltılmış küme elde edilmiştir. Benzetimi yapılan ikili dairesel ve altıgen dizi yapıları tüm eleman kümesi olarak sırasıyla 3712 ve 1176 eleman içermektedir. Bu sayılar iki sınama durumu için 512 ve 256 elemana indirilmiş ve iki boyutlu NDİ'leri oluşturulmuştur. Benzetim sonuçları, yakın yan lob seviyesi bakımından sırasıyla 10 dB ve 5 dB iyileştirmesine rağmen ana lob eninde bir genişlemeye neden olmamıştır. Sınama sonuçlarımız ikili dairesel ve altıgen halka dizilerinde benzetilmiş tavlama eniyilenmesi kullanılmasıyla yan lob seviyesinin dikkat çekici ve kontrol edilebilir şekilde düştüğünü göstermiştir. Ve bu elde edilen en uygun dizi yapıları üç boyutlu gerçek zamanlı damar ve kalp içi görüntüleme çözünürlük ve hız gereksinimlerini karşılamaktadır.en_US
dc.description.tableofcontentsUltrasound Imagingen_US
dc.description.tableofcontentsIntravascular Ultrasound (IVUS) Imagingen_US
dc.description.tableofcontentsIntracardiac Echocardiography Ultrasound Imagingen_US
dc.description.tableofcontentsMotivationen_US
dc.description.tableofcontentsOrganizationen_US
dc.description.tableofcontentsBasics of Ultrasound Imagingen_US
dc.description.tableofcontentsUltrasound Physicsen_US
dc.description.tableofcontentsPulse-Echo Imagingen_US
dc.description.tableofcontentsUltrasound Propertiesen_US
dc.description.tableofcontentsReflection, Refraction and Scatteringen_US
dc.description.tableofcontentsAttenuationen_US
dc.description.tableofcontentsDiffractionen_US
dc.description.tableofcontentsUltrasound Array Imagingen_US
dc.description.tableofcontentsBeamformingen_US
dc.description.tableofcontentsPhased Array Beamformingen_US
dc.description.tableofcontentsSynthetic Array Beamformingen_US
dc.description.tableofcontentsBeam Patternen_US
dc.description.tableofcontentsEffective Aperture (Coarray)en_US
dc.description.tableofcontentsBeam Samplingen_US
dc.description.tableofcontentsImaging Modesen_US
dc.description.tableofcontentsTransducersen_US
dc.description.tableofcontentsScan Conversionen_US
dc.description.tableofcontentsGain Compensationen_US
dc.description.tableofcontentsLogarithmic Compressionen_US
dc.description.tableofcontentsImage Quality Factorsen_US
dc.description.tableofcontentsAxial Resolutionen_US
dc.description.tableofcontentsLateral Resolutionen_US
dc.description.tableofcontentsContrast Resolutionen_US
dc.description.tableofcontentsTemporal Resolutionen_US
dc.description.tableofcontentsSignal to Noise Ratio (SNR)en_US
dc.description.tableofcontentsSimulated Annealingen_US
dc.description.tableofcontentsCombinatorial Optimizationen_US
dc.description.tableofcontentsSimulated Annealingen_US
dc.description.tableofcontentsAnalogyen_US
dc.description.tableofcontentsAlgorithmen_US
dc.description.tableofcontentsParametersen_US
dc.description.tableofcontentsInitial Temperatureen_US
dc.description.tableofcontentsFinal Temperatureen_US
dc.description.tableofcontentsDecrementation Ruleen_US
dc.description.tableofcontentsNeighboring Configurationsen_US
dc.description.tableofcontentsNumber of Perturbationsen_US
dc.description.tableofcontentsCircular Ring Arraysen_US
dc.description.tableofcontentsCoarray Approachen_US
dc.description.tableofcontentsUniform Coarray Samplingen_US
dc.description.tableofcontentsNon-Uniform Coarray Samplingen_US
dc.description.tableofcontentsSimulated Annealing Optimizationen_US
dc.description.tableofcontentsSimulation Resultsen_US
dc.description.tableofcontentsDiscussionen_US
dc.description.tableofcontentsHexagonal Ring Arraysen_US
dc.description.tableofcontentsMotivationen_US
dc.description.tableofcontentsCoarray Comparisonen_US
dc.description.tableofcontentsDesignen_US
dc.description.tableofcontentsOptimizationen_US
dc.identifier.citationTekeş, C. (2010). Ring array processing for forward-looking intravascular and intracardiac ultrasonic imaging. İstanbul: Işık Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsüen_US
dc.identifier.urihttps://hdl.handle.net/11729/1017
dc.institutionauthorTekeş, Coşkunen_US
dc.language.isoenen_US
dc.publisherIşık Üniversitesien_US
dc.relation.publicationcategoryTezen_US
dc.rightsinfo:eu-repo/semantics/openAccessen_US
dc.subject.lccTK7860 .T45 2010
dc.subject.lcshElectronics.en_US
dc.subject.lcshUltrasound Imaging.en_US
dc.titleRing array processing for forward-looking intravascular and intracardiac ultrasonic imagingen_US
dc.title.alternativeÖne bakan damar-içi ve kalp-içi ultrasonik görüntülemede halka dizi işlemeen_US
dc.typeDoctoral Thesisen_US
dspace.entity.typePublication

Dosyalar

Orijinal paket
Listeleniyor 1 - 1 / 1
Küçük Resim
İsim:
Coskun_Tekes.pdf
Boyut:
5.44 MB
Biçim:
Adobe Portable Document Format
Açıklama:
DoctoralThesis
İndir
Lisans paketi
Listeleniyor 1 - 1 / 1
Küçük Resim Yok
İsim:
license.txt
Boyut:
1.71 KB
Biçim:
Item-specific license agreed upon to submission
Açıklama:
İndir

Koleksiyon

Lisansüstü Eğitim Enstitüsü Tez Koleksiyonu