Σχεδίαση Και Ανάπτυξη Ηλεκτρονικής Διάταξης Ασύρματου Εντοπισμού Της Ακριβούς Θέσης Ιατρικού Οργάνου Μέσα Στο Ανθρώπινο Σώμα

Abstract

Ο προσδιορισμός της θέσης των διαφόρων ιατρικών οργάνων μέσα στο σώμα αποτελεί μία διαδικασία η οποία είναι συνυφασμένη με την ύπαρξη της επεμβατικής χειρουργικής με τη χρήση υπολογιστών (CAS: Computer aided surgery). Διάφορες συμβατικές μέθοδοι μπορεί να χρησιμοποιούνται αυτή τη στιγμή, αλλά ο πλέον συχνά χρησιμοποιούμενος είναι η συνεχής ακτινογράφηση με τη χρήση ακτίνων-X. Προκειμένου να ξεπεραστούν τα μειονεκτήματα που παρουσιάζουν οι διάφορες συμβατικές μέθοδοι, μελετήθηκαν εναλλακτικές μέθοδοι προσδιορισμού θέσης ιατρικών οργάνων. Η διατριβή αυτή πραγματεύεται τη σχεδίαση, πειραματική υλοποίηση και μέτρηση των ποιοτικών χαρακτηριστικών ενός συστήματος το οποίο λειτουργεί με βάση την αναγωγή της μετατόπισης φάσης σε μεταβολή απόστασης, μεταξύ ενός πομπού κι ενός ή περισσότερων δεκτών, καθώς και βασικές αρχές των βρόχων κλειδωμένης φάσης. Το σύστημα σχεδιάστηκε και προσομοιώθηκε με τη χρήση λογισμικού σχεδίασης και προσομοίωσης. Στη συνέχεια υλοποιήθηκε ένα πρωτότυπο πειραματικό σύστημα. Με τη διάταξη αυτή αξιολογήθηκε η απόδοση του συστήματος σε μία και δύο διαστάσεις, προσδιορίζοντας τη θέση του πομπού σε σχέση με τον ακίνητο ή τους ακίνητους δέκτες. Η κίνηση του πομπού μελετήθηκε με σταθερή ταχύτητα, αλλά και με γραμμικά αυξανόμενη ταχύτητα. Τα πειραματικά δεδομένα επεξεργάστηκαν με τη μέθοδο συνταιριασμού καμπύλης (LOWESS) καθώς και του περιοδογράμματος Lomb-Scargle, προκειμένου να αξιολογηθούν τα ποιοτικά χαρακτηριστικά της ακρίβειας και της πιστότητας του συστήματος. Ταυτόχρονα, πραγματοποιήθηκε και ανάλυση σφαλμάτων όσον αφορά την ομαλά επιταχυνόμενη κίνηση του πομπού, με την οποία επιβεβαιώθηκε ο εντός των επιτρεπτών ορίων καθορισμός της τιμής της επιτάχυνσης του πομπού. Ο προσδιορισμός της θέσης του πομπού μελετήθηκε κατά την κίνησή του στον αέρα και σε συνθήκες μη ανηχοϊκού περιβάλλοντος, καθώς επίσης μέσα σε διάλυμα φυσικολογικού ορού καθώς και εντός δοχείου περικλειώμενου από ζωϊκούς ιστούς.