Hasil Pencarian  ::  Simpan CSV :: Kembali

Abstrak :
Kebutuhan untuk melihat bagian dalam obyek secara non-invasive maupun non-intrusive merupakan kebutuhan yang sangat mendasar bukan hanya di dunia kedokteran tetapi juga di dalam proses industri, geologi, sistem keamanan, dan lain-lain. Di dunia kedokteran, teknologi ?melihat tembus? ini digunakan untuk keperluan diagnosa dini atau mengambil keputusan sebelum operasi. Beberapa teknologi yang telah dikembangakan antara lain CT scan, MRI, PET, dan SPECT masih memiliki dimensi yang cukup besar, tidak portable dan biaya pembuatan serta pemeliharaan yang mahal. Teknologi baru yang sekarang ini sedang berkembang seperti pencitraan gelombang mikro (microwave imaging) menawarkan beberapa kelebihan seperti biaya yang murah, portable dan bersifat non-invasive maupun non-intrusive. Oleh karena lamanya proses pengambilan data ketika proses pemindaian (scanning), maka diperlukan sistem akuisisi data yang dapat mengambil data pemindaian secara otomatis. Dalam skripsi ini, dirancang sebuah sistem akuisisi data otomatis untuk pencitraan gelombang mikro yang berbasis algoritma Algebraic Reconstruction Technique. Sistem yang dirancang berupa integrasi perangkat lunak berbasis LabVEW dan perangkat keras berupa perangkat penggerak motor stepper dan mikrokontroler Arduino yang diprogram sebagai pengendali sistem. Pengujian sistem akuisisi data dilakukan dengan menempatkan sebuah phantom uji homogen di antara dua buah antena dipol yang berfungsi sebagai transmitter dan receiver pada frekuensi 3 GHz. Selanjutnya sepasang antena dipol tersebut akan melakukan dua mekanisme untuk mendapatkan proyeksi citra, yakni gerak translasi sejauh 200 mm dan gerak rotasi dengan sudut tempuh 180 derajat. Sebagai acuan, dilakukan simulasi dengan konfigurasi yang sama menggunakan CST Microwave Studio. Berdasarkan hasil pengujian sistem akuisisi data, diperoleh hasil bahwasannya sistem memiliki tingkat akurasi (step minimum) translasi dan rotasi sebesar 0,5 mm dan 0,5 derajat saat proses pemindaian objek. Hasil pembacaan dataakuisisi normalisasi yang diperoleh memiliki kesalahan rata-rata kurang dari 5% dibandingkan dengan hasil simulasi. ...... Necesarity to see the inside of the object on non-inavasively and non-intrusively is the fundamental requirement not only in medical fields but also in industrial processes, geological, security systems, and others fields. In the medical world, the "see through" technology is used for early diagnosis or take a decision before the operation. Some developed technologies such as CT scan, MRI, PET and SPECT are considerably still bulky, non-portable and relatively high production and maintenance cost. A new growing technology called microwave imaging offers some other advantages especially low cost, portable, which still maintain on non-invasively and non-intrusively technique. Due to the imaging system that uses back projection method takes relatively long scanning process, hence, data retrieval process is required to be performed by an automatically data acquisition system. In this bachelor thesis, an automatic data acquisition system is designed for microwave imaging purpose by using Algebraic Reconstruction Techique algorithm. The acquisition system is developed as the integration of software LabVIEW-based and motor stepper hardware driver and programable microcontroller Arduino-based as the system controller. In order to validate the data acquisition system, a homogeneous phantom is placed between two dipole antennas (as a transmitter and receiver) at frequency of 3 GHz. Futhermore, the antennas will perform two mechanism to obtain the image projections, ie 200 mm translational motion and 180 degrees rotational motion. As the reference, the simulation with same configuration is design in CST Microwave Studio. According to the testing results from the proposed data acquisition system, the system has an accuracy rate (minimum step) by 0.5 mm and 0.5 degree of the translation and rotation when it scans the object. In addition, an average error of the retrieved data from the acquisition system is less than 5% compared with the simulation results.

Abstrak :
Saat ini, berbagai macam peralatan nirkabel diletakkan di dekat tubuh manusia, baik secara implan maupun disematkan di permukaan tubuh manusia yang biasa dikenal dengan Body Wireless Communication System (BWCS). Selain itu, Microwave Tomography (MWT) yang sedang berkembang saat ini juga memerlukan antena yang dekat dengan tubuh manusia. Oleh karena itu, analisis studi interaksi antara perangkat wearable/implan dan tubuh manusia serta pengaruh gelombang elektromagnetik (EM) terhadap tubuh, perlu dilakukan telaah. Pada dasarnya interaksi gelombang EM dengan tubuh terdiri dari 2 tipe yaitu: pengaruh tubuh manusia terhadap kinerja antena dan pengaruh gelombang EM terhadap tubuh manusia. Agar dapat mengevaluasi studi interaksi tersebut, maka diperlukan model phantom sebagai media evaluasi. Pada tesis ini dirancang model phantom kepala manusia, terdiri dari dua model, yaitu model phantom homogen dan phantom 2-lapis. Model phantom homogen dimodelkan sebagai jaringan otot dengan permitivitas 2/3 nilai permitivitas dan konduktivitas otot pada rentang frekuensi ultrawideband yang diinvestigasi (yaitu di 3,1 GHz, 5,8 GHz dan 7,5 GHz). Model phantom 2-lapis dimodelkan dengan jaringan kulit dan otak. Model phantom tersebut diletakkan di dekat antena dipol, loop dan mikrostrip UWB, yang disimulasikan dengan menggunakan perangkat lunak CST Microwave Studio. Ketiga tipe antena tersebut digunakan untuk menganalisis pengaruh model phantom terhadap kinerja antena tersebut. Hasil simulasi antena ketika berada di dekat model phantom menunjukkan menunjukkan pergeseran frekuensi resonan ke frekuensi yang lebih rendah untuk antena dipol, loop dan mikrostrip UWB yang digunakan, dibandingkan ketika bekerja di udara bebas. Hal ini menunjukkan bahwa material jaringan phantom menyerap gelombang EM yang ditransmisikan antena dan mempengaruhi impedansi antena sehingga frekuensi resonansi antena bergeser. Untuk memudahkan dalam validasi melalui pengukuran maka difabrikasi model phantom fisik 2/3 jaringan otot. Berdasarkan hasil pengukuran antena ketika didekatkan ke model phantom fisik, frekuensi resonan antena dipol, loop dan mikrostrip UWB cenderung bergeser ke frekuensi yang lebih rendah. Nilai SAR phantom yang didekatkan dengan antena dipol, loop dan mikrostrip UWB bervariasi nilainya. Pengukuran SAR dilakukan dengan metode termografi, dimana phantom dipapar dengan gelombang elektromagnet selama 30 menit dengan daya sekitar 1 Watt. Nilai SAR hasil pengukuran yang memenuhi standar IEC adalah ketika phantom berada di dekat antena mikrostrip UWB yaitu < 10 Watt/kg.

---

Many devices in common use today are worn either implanted, on or in the proximity to the body which is now commonly known as Body Wireless Communication System (BWCS). In addition, currently, microwave tomography (MWT) system is widely studied, which requires an antenna in close to the human body. Hence, a study on interaction between the human body and electromagnetic (EM) wave inevitably must be evaluated for wearable/implantable antennas and the effect of EM wave to the human body as well. Basically, the interaction of EM wave includes two types: an influence of the human body on the performance of antennas and an influence of EM wave on the human body. This thesis proposes head phantom models i.e. a homogeneous phantom model and two-layers model. The homogeneous phantom is modelled as 2/3 muscle tissue in terms of its permittivity and conductivity in ultrawideband range (i.e. 3.1 GHz, 5.8 GHz and 7.5 GHz). The two-layer phantom is represented by brain and skin tissues. The phantom models are placed near to dipole, loop and microstrip UWB antennas, which are then simulated using CST Microwave Studio. Those three antennas are used to analyze the effect of phantom models on the performance of the antenna. The simulation results when the antenna is near to the phantom models show that the resonant frequency shifts to a lower frequency for dipole, loop and microstrip UWB, comparing when they operate in free space. This shows that the phantom material absorbs the transmitted EM wave and affects the antenna impedance, so thus the resonant frequency of the antenna is shifted. In order to simplify validation by a measurement of the physical phantom model, such a phantom is fabricated by representing 2/3 muscle tissue. According to the measured results, the resonant frequency of dipole, loop and microstrip UWB tend to shift to the lower frequency when the antenna is in the proximity to the physical phantom. The specific absorption rate (SAR) values on the phantom vary in value when the phantom is exposed to EM energy from the dipole, loop or microstrip UWB antenna. The SAR measurement is conducted by using thermographic method, where the phantom is exposed to EM wave for 30 minutes by an input power of about 1 Watt. The measured SAR values agree with the IEC standards (i.e. less than 10 Watts/kg ) when the phantom is exposed to EM wave by using an UWB microstrip antenna.

Abstrak :
Aplikasi teknik biomedis berkembang dengan cepat dalam beberapa dekade terakhir. Salah satu aplikasi dalam teknik biomedis adalah pencitraan medis yang saat ini sudah diadopsi dan beberapa masih diteliti secara luas. Beberapa teknologi yang sudah diadopsi seperti CT scan, sinar-X, MRI, PET dan SPECT masih memiliki dimensi yang relatif besar, tidak portable dan biaya pembuatan serta pemeliharan yang mahal. Sekarang ini, modality baru yang sedang berkembang seperti pencitraan gelombang mikro (microwave imaging) menawarkan beberapa kelebihan lain terutama biaya yang murah, portable, dan bersifat non-invasive dan non-intrusive. Di dalam teknologi pencitraan medis, beberapa diantaranya menggunakan metode rekonstruksi citra yang berbasis algoritma proyeksi balik (back projection). Oleh karena lamanya proses pengambilan data ketika proses pemindaian (scanning), maka diperlukan sistem akuisisi data yang dapat mengambil data pemindaian secara otomatis. Dalam skripsi ini, dirancang sebuah sistem akuisisi data otomatis untuk pencitraan gelombang mikro yang berbasis algoritma proyeksi balik yang memanfaatkan transformasi Radon. Sistem yang dirancang berupa perpaduan rancangan perangkat keras dan perangkat lunak sehingga menghasilkan integrasi kedua perangkat dalam sebuah sistem akuisisi data pemindaian gelombang mikro. Perangkat lunak yang digunakan berbasis LabVIEW dan board Arduino sebagai interface dalam pengendalian rancangan sistem akuisisi. Pengujian sistem akuisisi data, dilakukan dengan menempatkan sebuah model phantom fisik homogen di antara dua buah antena dipole (sebagai transmitter & receiver) untuk dibandingkan dengan hasil simulasi dengan CST Microwave Studio pada frekuensi 3 GHz dan 5 GHz. Berdasarkan hasil pengujian sistem akuisisi data, diperoleh hasil bahwasanya sistem memiliki tingkat akurasi (step minimum) translasi sebesar 0,5 mm saat proses pemindaian objek. Hasil pembacaan data akuisisi yang diperoleh memiliki kesalahan rata-rata kurang dari 6% dibandingkan dengan hasil simulasi. ...... In few current decades, biomedical engineering applications are growing rapidly, which medical imaging is one of biomedical engineering applications that is currently widely adopted and studied for further improvement. Some existing technologies such as CT scan, X-ray, MRI, PET and SPECT are considerably still bulky, non-portable and relatively high production and maintenance cost. A new growing modality called microwave imaging offers some other advantages especially low cost, portable, which still maintain on non-invasively and non-intrusively technique. In some medical imaging systems usually still use a back projection algorithm to reconstruct the image. Due to the imaging system that uses back projection method takes relatively long scanning process, hence, data retrieval process is required to be performed by an automatically data acquisition system. In this bachelor thesis, an automatic data acquisition system is designed for microwave imaging purpose by using back projection algorithm that employing Radon transform. The acquisition system is designed as a blend of hardware design and software resulting in the integration of the both in a data acquisition system for microwave imaging. The software developed is a LabVIEW-based and Arduino board is set as an interface for controlling the designed acquisition system. In order to validate the data acquisition system, a homogeneous physical phantom is placed between two dipole antennas (as a transmitter and receiver) and the measured result is compared to the the simulation with CST Microwave Studio at the frequency of 3 GHz and 5 GHz. According to the testing results from the proposed data acquisition system, the system has an accuracy rate (minimum step) by 0.5 mm of the translation when it scans the object. In addition, an average error of the retrieved data from the acquisition system is less than 6% compared with the simulation results.