Akademik Veri Yönetim Sistemi
Tezin Türü: Doktora
Tezin Yürütüldüğü Kurum: Atatürk Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, Elektrik Elektronik Mühendisliği Anabilim Dalı, Türkiye
Tezin Onay Tarihi: 2020
Tezin Dili: Türkçe
Öğrenci: MİRAÇ DİLRUBA GEYİKOĞLU
Asıl Danışman (Eş Danışmanlı Tezler İçin): Bülent Çavuşoğlu
Eş Danışman: Fatih Kaburcuk
Özet:
Bu tez kapsamında, EM dalgaların biyolojik dokular
üzerinde oluşturduğu etkiler iki farklı çalışma ile sunulmaktadır. Çalışmanın
birinci kısmında, akıllı gözlük uygulamaları için Wi-Fi (2,45 GHz) ve
gelecekteki 5G frekansların bazılarını kapsayan (3,6 GHz, 3,8 GHz, 4,56 GHz ve
6 GHz) üç bantlı antenlerin, giyilebilir gözlükler ile kullanılması durumunda
kafatası üzerinde oluşan etkileri incelenmiştir. Çalışmada incelenen frekanslardan bazıları (3,6 GHz, 3,8 GHz,
4,56 GHz ve 6 GHz) akıllı
gözlükler için bu çalışma ile literatürde ilk kez incelenmiştir. Üç bantta
çalışan antenlerin akıllı gözlük ile kafatası üzerinde oluşturacağı etkileri
analiz etmek için, yüksek dielektrik sabiti özelliğine sahip olan (εr
= 8,1) PLA (polilaktik asit) malzemesi
ile 3-B gözlük tasarımı yapılmış ve üretilmiştir. Akıllı gözlük çalışması
homojen antropomorfik manken (SAM) ve heterojen görünür insan (VH) kafa
fantomları kullanılarak analiz edilmiş ve sonuçlar SAR1g ve SAR10g
değerleri açısından değerlendirilmiştir. Yarı sıvı jel kafa fantomu hazırlanarak
deneylerde kullanılmıştır. 2,45 GHz frekansında literatürde ilk defa akıllı
gözlük çalışmaları için kızılötesi termografi yöntemi kullanılarak ortalama SAR
değerleri analiz edilmiştir. Ayrıca, 4 erkek denek üzerinde ciltteki sıcaklık
artış etkileri analiz edilmiştir. Sonuçlar, bu frekanslar için anten giriş
güçlerinin sınırlandırılması şartıyla üç bantlı antenlerin güvenle
kullanılabileceğini göstermektedir.
Çalışmanın ikinci kısmında ise, kemik tümörlerinin
hipertermi ile tedavisi için esnek çift katmanlı katlamalı monopol (frekans
aralığı 2,2-2,5/3,4-3,6 GHz) ve esnek CPW yama
(frekans aralığı 2,6-2,8/4,4-4,6 GHz) anten olmak üzere iki farklı prototip
tasarımı yapılmıştır. Hipertermi uygulamasında yüksek kazanç ve odaklanma
gereksiniminden dolayı hem lineer hem de
çembersel dizilimde kullanılacak esnek 1x4 anten dizisi oluşturulmuştur. Işın demeti yönlendirme tekniği kullanılarak tümörlü doku üzerine doğru
odaklanma yapılabilmesi için dizi elemanlarının uyartım özellikleri Güven
Bölgesi Çerçevesi optimizasyon tekniği kullanılarak optimize edilmiştir.
Optimizasyonu gerçekleştirmek için Matlab ve CST arasında VBA kodlama
yardımıyla bir bağlantı kurulmuştur. MRI verilerinden CST’de gerçekçi bir kemik
modeli oluşturularak, hipertermi simülasyonu gerçekleştirilmiştir. Simülasyon
sonuçlarına göre, anten uyartım özelliklerinin optimizasyon ile
belirlendiğinde, tümörlü doku üzerinde tedaviye yönelik olumlu sonuçlar elde
edilebileceği gözlemlenmiştir. Tez çalışması, kemik kanseri üzerine yapılan
çalışmalar içerisinde esnek anten yapısını kullanan ilk çalışmadır. Ayrıca çok
kesitli birleştirilmiş hat yapısı kullanılarak yeni bir diferansiyel faz
kaydırıcısı matematiksel modeli sunularak üretimi gerçekleştirilmiş,
simülasyonlar ve ölçümlerle performansı değerlendirilmiştir. S parametre devre
denklemleri ve tasarım parametreleri, önerilen faz kaydırıcısı (10 derecelik
artış ile 0-90° arasında) için çift / tek mod ve iletim hattı analiz teknikleri
kullanılarak hesaplanmıştır. 2,2-2,7 GHz frekans aralığında %20,4 bant genişliğine sahip, 2,7°’den daha az
faz sapması ve 1 dB’den fazla ekleme kaybı görülmüştür. Önerilen yapı, tümörlü
dokuya doğru odaklama sağlayabilmek için aynı referans hattına istenen herhangi
bir faz kaymasını sağlamak için birleştirilmiş hat üzerine çok kesitli yapılar
ekleyen ilk çalışmadır.