Hasil Pencarian  ::  Simpan CSV :: Kembali

Abstrak :
Untuk melakukan diagnosa dan evaluasi penanganan kasus medis, paramedis perlu melakukan pemindaian tubuh manusia. Beberapa teknologi pemindaian tubuh manusia yang telah ada di antaranya adalah CT-Scan dan MRI. Walaupun resolusi dan akurasi citra yang dihasilkan sangat baik, namun biayanya yang relatif mahal bagi masyarakat Indonesia dan kompleksitas peralatan CT-Scan dan MRI cukup menjadi isu yang penting. Salah satu alternatif teknik pemindaian tubuh manusia yang non-intrusif, non-invasif, dan relatif lebih murah adalah teknologi pencitraan kepala menggunakan gelombang mikro (microwave imaging). Teknik pencitraan gelombang mikro memanfaatkan sifat gelombang mikro yang dapat menembus atau terhambur jika dihadapkan pada suatu objek dan karakteristik dielektrik sel tumor yang jauh berbeda dibandingkan sel yang sehat. Pada tesis ini dirancang bangun suatu perangkat pencitraan gelombang mikro yang terdiri dari perangkat keras berupa sistem antena, mikrokontroler, dan motor stepper serta perangkat lunak berupa pemrograman algoritma rekonstruksi citra proyeksi balik. Sistem antena ini berfungsi sebagai pengirim dan penerima gelombang elektromagnetik untuk mendapatkan parameter S21. Sistem antena, yang terdiri dari antena beserta network analyzer, terintegrasi dengan motor stepper dan mikrokontroler dalam pemrograman berbasis LabVIEW. Objek pengujian yang berupa model phantom yang terdiri dari dua lapisan dan daging sapi diletakkan di antara antena pengirim dan penerima pada frekuensi 3 GHz. Hasil pengujian berupa magnitudo koefisien atenuasi dari parameter S21 yang direkonstruksi untuk memperoleh citra objek menggunakan perangkat lunak MATLAB ®. Kedua antena yang digunakan diukur untuk mendapatkan kinerja pada frekuensi 3 GHz meliputi parameter S11 dan pola radiasi. Pola radiasi antena dipol adalah omnidireksional, sedangkan antena tapered slot memiliki pola radiasi direktif. Berdasarkan hasil pengujian, sistem antena telah terintegrasi dengan perangkat lunak berbasis LabVIEW dan telah mampu mengambil data secara otomatis. Hasil pencitraan yang diperoleh menunjukkan bahwa antena dengan pola radiasi yang direktif relatif lebih terlihat jelas dibandingkan antena omnidireksional. Fluktuasi magnitudo koefisien atenuasi terjadi di setiap titik tertentu pada objek karena adanya perbedaan permitivitas relatif objek. Sistem pencitraan gelombang mikro telah berhasil diuji validitasnya meskipun hasil citramasih terdapat derau dan artifact yang timbul akibat interpolasi pada algoritma proyeksi balik.

---

MRI, PET, and CT are widely used modalities for human body scanning, which they can provide accurate and high resolution image. However, their costs are still relatively high particularly in developing countries with high population like Indonesia. Hence, it is desirable to develop a new imaging system that is affordable, easy to operate (portable), non-ionization (safe radiation) and use a non-invasive technique. Microwave imaging is considered as a suitably matched modality to those requirements. The imaging system using microwave utilizes the microwave properties that can penetrate and be scattered when it is exposed to an object and the tumor cell?s dielectric characteristics, which usually has much different dielectric constant compared with the healthy cell. The microwave imaging system that is proposed in this thesis, consists of a set of hardware (an antenna system, microcontroller and network analyzer) and own-developed back projection-based image reconstruction algorithm. The antenna system uses either a pair of dipole antennas or pair of tapered slot microstrip antenna as a transmitter and a receiver of microwave in order to measure the S21 parameter. The antenna system, consisting of antennas and network analyzer, is integrated with the stepper motors and microcontroller by using LabVIEW program. Either a dual layer phantom or a slice of beef meat as the object is located between the transmitter and the receiver that are operated at 3 GHz. The magnitudes of attenuation coefficients obtained from the measured S21 are then reconstructed into an image using MATLAB® program. Both tapered-slot and dipole antennas are measured to evaluate the S11 parameters and radiation pattern at frequency of 3 GHz. The dipole antenna has an omnidirectional radiation pattern while the tapered slot has a directive radiation pattern. The antenna systems has been evaluated and successfully integrated with LabVIEW program to automatically obtain the data. The reconstructed images show that the tapered-slot antenna provides clearer image rather than the dipole due to its directive pattern characteristics. Moreover, the magnitude of attenuation coefficients from both antennas are discussed, where the fluctuation occurs due to the relative permittivity differences of the object. The proposed microwave imaging system has been successfully evaluated for the validity on performing image reconstruction, although some of the reconstructed images still contain noise and artifacts due to interpolation algorithm process.

Abstrak :
Perkembangan zaman telah banyak mengubah gaya hidup manusia saat ini sehingga menimbulkan banyak permasalahan penyakit degeneratif. Tumor otak merupakan salah satu penyakit degeneratif yang perlu diwaspadai. Dalam penanganan kasus tumor otak, diperlukan pemindaian kepala menggunakan MRI, CT-Scan, dan beberapa metode pencitraan lainnya. Namun demikian, biaya penggunaan perangkat ini dirasakan cukup mahal bagi masyarakat Indonesia. Selain itu, perangkat MRI dan CT-Scan cukup besar dan membutuhkan perlakuan khusus. Oleh karena itu, perlu dikembangkan teknologi pencitraan tumor otak yang mudah dan murah, salah satunya menggunakan gelombang mikro. Penggunaan antena untuk transmisi dan penerimaan gelombang mikro pada aplikasi pencitraan tumor otak ini bekerja pada rentang frekuensi yang sangat panjang, yaitu 3,1 - 10,6 GHz. Pemilihan rentang frekuensi ini bertujuan untuk meningkatkan resolusi citra yang dihasilkan, ukuran yang efektif, dan efisiensi daya. Antena yang akan dirancang bangun adalah antena dipol tercetak dengan teknik pencatuan pandu gelombang koplanar. Untuk mengetahui karakteristik antena pada saat diaplikasikan pada tubuh manusia, digunakan media phantom model kepala manusia. Antena telah disimulasikan pada ruang bebas dan phantom model kepala manusia di rentang frekuensi 3,1-10,6 GHz. Berdasarkan hasil pengukuran pada ruang bebas dan kepala seorang sukarelawan, antena telah bekerja dengan baik pada rentang frekuensi 3,1-10,6 GHz tersebut. Pola radiasi diukur pada tiga bidang utama pola radiasi antena, yaitu bidang-xy, -yz, dan -xz pada frekuensi-frekuensi tertentu, yakni 3,1 GHz, 5,8 GHz, 7,5 GHz, dan 10,6 GHz. ...... The times have changed people’s lifestyle so there are so many degenerative disease cases around the world. Brain tumour is one of degenerative diseases that have been concerned by doctors and researcher to be investigated. In case of brain tumours, the doctors usually do head scanning on the patient using MRI, CT-Scan, and other common techniques. Even though those techniques provide accurate and high resolution result, however cost of the MRI or CT-Scan is still high for Indonesian people generally. Therefore it is necessary to develop new brain imaging techniques that is easy to operate, inexpensive and non-invasive by using microwaves. The use of antenna for transmitting and receiving microwaves on brain imaging application is working at ultra wide band frequency range, which is at 3.1 to 10.6 GHz. The selection of this ultra wide band is aimed to increase the image resolution, to minimize the antenna’s size and to make the power efficiently. The proposed antenna is a printed dipole with coplanar waveguide feeding. This research uses head equivalent phantom to investigate characteristics of the antenna when exposed to head. The antenna has been simulated in free space and head equivalent phantom at 3.1 GHz to 10.6 GHz. Based on measurement results in free space and on a volunteer’s head, it can be investigated that the antenna has worked properly at 3.1 GHz to 10.6 GHz as desired. The radiation patterns have been measured on three main planes, they are -xy, -yz, and -xz at selected frequencies 3.1 GHz, 5.8 GHz, 7.5 GHz and 10.6 GHz.