Zobrazit minimální záznam

Numerical feasibility study of microwave non-invasive monitoring of the development of hypoxic-ischemic encephalopathy in newborns



dc.contributor.advisorVrba Jan
dc.contributor.authorJan Rédr
dc.date.accessioned2021-10-13T11:53:15Z
dc.date.available2021-10-13T11:53:15Z
dc.date.issued2021-06-24
dc.identifierKOS-961694248805
dc.identifier.urihttp://hdl.handle.net/10467/98126
dc.description.abstractTato diplomov ́a pr ́ace se zab ́yv ́a numerickou studi ́ı proveditelnosti mikrovlnn ́eho zobrazovac ́ıho syst ́emu pro monitorov ́an ́ı v ́yvoje hypoxicko-ischemick ́e encefalopatie u novorozenc ̊u. Studie proveditelnosti byla provedena vyuˇzit ́ım softwaru COMSOL Multiphysics pro numerick ́e simulace a softwaru MATLAB pro rekonstrukci obrazu s vyuˇzit ́ım principu diferenˇcn ́ıho zobrazov ́an ́ı zaloˇzen ́eho na Bornovˇe aproximaˇcn ́ı metodˇe. Z 1D analytick ́eho modelu koeficientu pˇrenosu EM vln skrze v ́ıcevrstevnat ́e prostˇred ́ı reprezentuj ́ıc ́ı novorozeneckou hlavu byly odvozeny 4 hodnoty relativn ́ı permitivity pˇrizp ̊usobovac ́ı kapaliny (15, 25, 35 a 45). Pro tyto permitivity byly testov ́any pˇrenosov ́e koeficienty a zobrazovac ́ı schopnosti 2D syst ́em ̊u s anatomicky pˇresnou geometri ́ı transverz ́aln ́ıho ˇrezu hlavy novorozence spoleˇcnˇe s anatomicky vˇern ́ymi ischemick ́ymi patologiemi nalezen ́ymi v literatuˇre. Na z ́akladˇe tˇechto anal ́yz byla urˇcena optim ́aln ́ı pracovn ́ı frekvence 2 a 2,5 GHz a relativn ́ı permitivita pˇri-zp ̊usobovac ́ı kapaliny 45. Pro potˇreby 3D zobrazovac ́ıch syst ́em ̊u byl impedanˇcnˇe pˇrizp ̊usoben H-slotov ́y ant ́enn ́ı element pro frekvenˇcn ́ı p ́asmo 2 aˇz 2,7 GHz. D ́ale byly vytvoˇreny 3D zobrazovac ́ı syst ́emy s anatomicky vˇern ́ym modelem hlavy a ischemick ́ymi patologiemi. Na z ́akladˇe v ́ysledk ̊u 3D rekonstrukc ́ı kulov ́e ischemie byl vybr ́an nejlepˇs ́ı zobrazovac ́ı syst ́em, pro kter ́y byly rekonstruov ́any zbyl ́e ischemick ́e patologie. V diskuzi t ́eto pr ́ace byly vyhodnoceny aplikaˇcn ́ı moˇznosti mikrovlnn ́eho zobrazov ́an ́ı v problematice monitorov ́an ́ı v ́yvoje hypoxicko-ischemick ́e encefalopa-tie. V ́ysledky t ́eto diplomov ́e pr ́ace naznaˇcuj ́ı, ˇze by takov ́yto mikrovlnn ́y zobrazovac ́ı syst ́em mohl pomoci s monitorov ́an ́ım a terapi ́ı hypoxicko-ischemick ́e encefalopatie, kter ́a tvoˇr ́ı v ́yznamnou pˇr ́ıˇcinu ́umrtnosti nebo tˇeˇzk ́eho neurologick ́eho poˇskozen ́ı u novorozencůcze
dc.description.abstractThis master’s thesis deals with a numerical feasibility study of microwave imaging system for monitoring hypoxic-ischemic encephalopathy in newborns. The feasibility study was carried out using COMSOL Multiphysics software for numerical simulations and MATLAB for image reconstruction using differential imaging based on Born’s approximation. From 1D analytical model of transmission coefficient EM waves through multilayer domain representing newborn’s head, 4 relative permittivities of matching medium were determined (15, 25, 35, 45). For those permittivities, the transmission coefficients and imaging capabilities of 2D systems were tested on anatomically accurate transversal cut of neonatal head together and anatomically correct ischemic pathologies found in literature. Based on those analysis, the optimal working frequency of 2 and 2,5 GHz and relative permittivity of matching medium of 45 were determined. For the purpose of 3D imaging system, H-slot antenna was impedance matched for frequency range from 2 to 2,7 GHz. Next, 3D imaging systems with anatomically correct head model and ischemic pathologies were created. On the basis of 3D reconstructions of spherical ischemic lesion the best imaging system was chosen, for which the rest of the ischemic pathologies were reconstructed. The application options of microwave imaging for monitoring of development of hypoxicischemic encephalopathy were debated about in the discussion. The results of this work suggest that such microwave imaging system would help in the monitoring and treatment of hypoxic-ischemic encephalopathy which is the significant cause of mortality or severe neurologic disability in newborn children.eng
dc.publisherČeské vysoké učení technické v Praze. Vypočetní a informační centrum.cze
dc.publisherCzech Technical University in Prague. Computing and Information Centre.eng
dc.rightsA university thesis is a work protected by the Copyright Act. Extracts, copies and transcripts of the thesis are allowed for personal use only and at one?s own expense. The use of thesis should be in compliance with the Copyright Act http://www.mkcr.cz/assets/autorske-pravo/01-3982006.pdf and the citation ethics http://knihovny.cvut.cz/vychova/vskp.htmleng
dc.rightsVysokoškolská závěrečná práce je dílo chráněné autorským zákonem. Je možné pořizovat z něj na své náklady a pro svoji osobní potřebu výpisy, opisy a rozmnoženiny. Jeho využití musí být v souladu s autorským zákonem http://www.mkcr.cz/assets/autorske-pravo/01-3982006.pdf a citační etikou http://knihovny.cvut.cz/vychova/vskp.htmlcze
dc.subjectMikrovlnn´e zobrazov´an´ıcze
dc.subjectBornova aproximacecze
dc.subjecthypoxicko-ischemick´a encefalopatiecze
dc.subjectnovorozeneck´a c´evn´ı mozkov´a pˇr´ıhodacze
dc.subjectMicrowave imagingeng
dc.subjectBorn’s approximationeng
dc.subjecthypoxic-ischemic ecephalopathyeng
dc.subjectneonatal strokeeng
dc.titleNumerická studie proveditelnosti mikrovlnného neinvazivního sledování vývoje hypoxicko-ischemické encefalopatie u novorozencůcze
dc.titleNumerical feasibility study of microwave non-invasive monitoring of the development of hypoxic-ischemic encephalopathy in newbornseng
dc.typediplomová prácecze
dc.typemaster thesiseng
dc.contributor.refereeŠefc Luděk
theses.degree.disciplinePřístroje a metody pro biomedicínucze
theses.degree.grantorkatedra přírodovědných oborůcze
theses.degree.programmeBiomedicínská a klinická technikacze


Soubory tohoto záznamu




Tento záznam se objevuje v následujících kolekcích

Zobrazit minimální záznam