P10. Optik İletişimli Sayısal MR İşaretleri Alıcısı
Ulusal Manyetik Rezonans Araştırma Merkezi
Ulusal Manyetik Rezonans Araştırma Merkezi (UMRAM), Bilkent Üniversitesinde, Prof. Dr. Ergin ATALAR liderliğinde 2009 yılında kurulmuştur. Merkez bünyesinde 10 değişik araştırma grubu, MR donanımı, yapay zeka destekli görüntü geri çatma, manyetik parçacık görüntüleme araştırmalarıyla bu konularla yakından ilişkili sinir bilim konularında araştırma yürütmektedir.
Araştırma konuları arasında, Manyetik Rezonans Görüntüleme (MRG) donanımlarının modern yaklaşımlarla yeniden tasarlanması, yapay-zeka ve makine öğrenmesi yöntemleriyle MRG performansının artırılması ve henüz çok yeni olan Manyetik Parçacık Görüntüleme (MPG) konusu da bulunmaktadır. Bu araştırmaların sonucunda, yeni medikal görüntüleme teknikleri geliştirilmesi, MRG cihazının bilenen performans sınırlarının aşılması, cihazın daha yüksek çözünürlükle, daha hızlı çalışmasını sağlayacak çözümlere ulaşılması, cihazın insan üzerindeki radyo frekans etkilerinin azaltılması, vücut içi protezleri olan hastalara da MR uygulanabilmesinin mümkün olması hedefleniyor. Ayrıca, UMRAM sahip olduğu MRG cihazlarıyla, tüm Türkiye’den radyoloji ve sinirbilim gibi konularda çalışan araştırmacılara da altyapı sağlıyor. UMRAM’da, sinirbilim alanında, nörogörüntüleme, bilişsel sinirbilim, hesapsal sinirbilim, nörobiyoloji konularında araştırmalar yürütülerek insan beyninin yapı ve işlevinin detaylı olarak çözümlenmesi, hastalıkların erken tanı ve tedavisinin sağlanması, ve hayat kalitesini yükseltecek yeni teknolojilerin geliştirilmesi hedeflenmektedir. Ülkemizde, alanında en ileri araştırmaları yürüten UMRAM, TUBİTAK araştırma projelerinin yanısıra, hem Ufuk Avrupa araştırma fonlarıyla hem de NIH gibi Amerikan araştırma fonlarıyla uluslararası ortaklarıyla birlikte projeler yürütüyor. Merkezin 40’a yakın uluslararası patenti ve her yıl 50’nin üzerinde uluslararası dergilerde yayını bulunuyor.
Bilkent Üniversitesi, UMRAM (https://umram.bilkent.edu.tr/index.php/tr/)
Ergin ATALAR Araştırma Grubu
Ergin ATALAR araştırma grubu, yeni nesil MR tarayıcıları için, en temel donanım bileşenleri olan Gradyan, RF Tx ve Alıcı sistemleri için yeni nesil donanım geliştirmektedir.
(https://erginatalarlab.bilkent.edu.tr/)
P10: Optik İletişimli Sayısal MR İşaretleri Alıcısı projesinde yüksek sinyal kalitesinde beyin görüntüleri alabilmek için mümkün olduğunca minyatürize edilerek çok sayıda kullanılan, sinyal kaynağında sayıllaştırılan, ve optik olarak iletilerek mümkün olduğunca gürültüden az etkilenen yeni MR sinyal alıcıları üzerinde çalışılmaktadır. Amacımız, yeni geliştirdiğimiz alıcıları küçük bir çipin (ASIC) içine sığdırmaktır. Proje çıktısının MR endüstrisinde ve özellikle yüksek kalitede beyin görüntülemede çok faydalı olacağını düşünüyoruz.
Endüstriyel bir MR kafa sinyal alıcı (kafa sargısı) örneği fotoğrafta gözükmektedir. Bu örnekte, alıcı elektroniğinin sadece düşük gürültü yükselteç kısmı kafa sargısı üzerindedir. Çalışmamızda, aşağıdaki blok diyagramda görülen tüm alıcı elektroniğinin kafa sargısı üzerinde yer alacak şekilde minyatürize edilmesi hedeflenmiştir.
Geliştirilen Alıcının temel blok diyagramı aşağıdaki şekilde bulunmaktadır.
En yüksek kalitede sinyali elde edebilmek için birden fazla tasarım alternatifi üzerinde çalışılmaktadır. Bu çalışmalar kapsamında, yukarıda gösterilen alıcı blok diyagramında gösterilen tüm donanım zinciri için geliştirilen tasarım alternatiflerinden biriyle sinyal alınmış ve bir MR görüntüsü oluşturulmuştur.
Projede geliştirilen alıcı düzeneği
(a) (b)
(a) Geliştirilmiş alıcı düzeneğiyle kaydedilen, tuzlu su dolu silindirik bir fantomun MR görüntüsü
(b) Aynı fantomun, Siemens MRG sistemiyle elde edilen görüntüsü
MR kafa sargısı üzerine yerleştirilecek alıcı devrelerin minyatürize edilmiş topolojisi üzerinde de çalışılmış ve aşağıdaki şekilde gösterilen 3 boyutlu bir tasarım düşünülmüştür. Bu tasarımda 3 alıcı kanal bir arada durmaktadır.
MR kafa sargısı üzerinde yer alacak her üç alıcı devre yaklaşık 3cm kenar uzunluğuna sahip kübik bir alana sığdırılabilecektir. Kafa sargısı üzerinde bu şekilde onlarca alıcı yer alacaktır.
