Hasil Pencarian  ::  Simpan CSV :: Kembali

Abstrak :
Pencitraan gelombang mikro sudah banyak digunakan di dunia dalam berbagai bidang yang berbeda, salah satunya digunakan pada bidang kesehatan. Penerapan dari gelombang mikro dapat digunakan untuk mendiagnosis tumor/kanker payudara dengan menggunakan sensitivitas yang tinggi untuk mendeteksi jaringan abnormal payudara yang memiliki kontras dielektrik yang rendah, dibandingkan dengan jaringan normal lainnya. Skripsi ini merancang sistem validasi algoritma sensitivity-maps pencitraan gelombang mikro yang telah dilakukan dipenelitian sebelumnya. Metode ini memanfaatkan pengukuran dua jenis objek sebagai kalibrasi sistem, yaitu: objek referensi sebagai latar yang tidak terdapat penghambur dan objek kalibrasi berupa objek kecil sebagai penghambur (scattering). Objek yang diuji terdiri dari objek dengan kontras dielektrik rendah yang terbuat dengan menggunakan material Polyurethane Foam, Balsa Wood, dan Expanded Polystyrene. Rekonstruksi dilakukan pada tiga jenis data pengukuran S-Parameter yaitu S11, S21, dan gabungan keduanya. S-parameter diukur pada dua frekuensi, yaitu 3 dan 10 GHz. Hasil pengukuran akan direkonstruksi menggunakan MATLAB untuk dijadi sebuah citra. Selian itu, parameter relative root mean squared error (RRMSE) dan structural similarity index (SSIM) digunakan untuk menganalisis citra secara kuantitatif. Hasil rekonstruksi menunjukkan pengukuran gabungan ( S11 dan S21) dengan kualitas citra terbaik dengan nilai RRMSE 0.082  dan SSIM 0.477 ......Microwave imaging has been widely used in the world in a variety of different fields, one of which is used in the health sector. The application of microwaves can be used to diagnose tumors/breast cancer by using a high sensitivity to detect abnormal breast tissue that has a low dielectric contrast, compared to other normal tissues. This thesis designs a validation system for the sensitivity-maps algorithm for microwave imaging that has been carried out in previous studies. This method utilizes the measurement of two types of objects as system calibration, namely: a reference object as a background where there are no scatterers and a calibration object in the form of small objects as scattering. The objects tested consist of objects with low dielectric contrast made using Polyurethane Foam, Balsa Wood, and Expanded Polystyrene materials. Reconstruction was carried out on three types of S-Parameter measurement data, namely S11, S21, and a combination of both. S-parameters are measured at two frequencies, namely 3 and 10 GHz. The measurement results will be reconstructed using MATLAB to become an image. In addition, the relative root mean squared error (RRMSE) and structural similarity index (SSIM) parameters are used to analyze the image quantitatively. The reconstruction results show the combined measurements (S11 and S21) with the best image quality with an RRMSE value of 0.082 and SSIM 0.477.

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 :
Pengurangan jumlah penderita tumor otak yang meninggal dapat dicegah dengan salah satunya melakukan diagnosis sedini mungkin. Penanganan dalam mendiagnosis lokasi dari tumor tersebut dapat dilakukan secara non-intrusive tanpa memasukkan alat dan non-invasive tanpa merusak yang merupakan syarat untuk mencitrakan objek di dalam tubuh pada bidang kedokteran. Pencitraan gelombang mikro dapat diaplikasikan pada tomografi gelombang mikro. Untuk mencitrakan seluruh jaringan otak mampu didapatkan dengan menggunakan forward problem saja sehingga letak objek yang diinginkan tumor dapat dideteksi juga. Forward problem dapat dicapai dengan menggunakan sistem akuisisi data dengan metode rotasi dan pseudo-rotasi. Pada penelitian skripsi ini akan dirancang sebuah perancangan sistem untuk aplikasi pencitraan gelombang mikro menggunakan algoritma Algebraic Reconstruction Technique ART dengan menggunakan metode rotasi dan pseudo-rotasi. Sistem akuisisi data ini memanfaatkan dipole antenna berfrekuensi 3 GHz dan phantom berbentuk lingkaran sebagai objek. Perangkat keras yang digunakan dalam pengimplementasian sistem akuisisi data yang digunakan adalah menggunakan Signal Hound dan Switching Relay. Sistem antena yang telah dibuat dengan hasil fabrikasi memiliki nilai S11 lebih baik dibandingkan dengan hasil simulasi. Rekonstruksi citra hasil simulasi memberikan hasil yang lebih baik dibandingkan dengan hasil pengukuran, namun hasil pengukuran memberikan hasil yang lebih baik ketika piksel citra ditambahkan dari matriks 15 x 15 menjadi matriks 60 x 60. ...... Reducing the number of brain tumors that die can be prevented by one of them make a diagnosis as early as possible. Handling in diagnosing the location of the tumor can be done non intrusively non invasive and non invasive non destructive which is a requirement for imaging of objects in the body in medicine. Microwave imaging can be applied to microwave tomography. To imaging the entire issues brain can be obtained by using the forward problem only so that the location of the desired object tumor can be detected as well. Forward problem can be achieved by using data acquisition system with rotation and pseudo rotation method. In this thesis research will be designed a design system for the application of microwave imaging using Algebraic Reconstruction Technique ART algorithm using rotation and pseudo rotation method. The data acquisition system utilizes a 3 GHz dipole antenna and a cylindrical phantom as an object. The hardware used in implementing data acquisition system used is using Signal Hound and Switching Relay. The antenna system that has been made with the fabrication result has a S11 value better than the simulation result. The simulated image reconstruction gives better results than the measurement results, but the measurement results gives better results when the pixel image is added from the 15 x 15 matrix to the 60 x 60 matrix.

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.

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.