Ders İçerikleri ve Ön Koşulları

<< Ders İçerikleri ve Ön Koşulları

EE526 - Biomedikal Elektromagnetik

  • Dersi Veren Öğretim Elemanı:
  • Ders Web Sayfası: EE526 - Biomedikal Elektromagnetik
  • DERS BİLGİSİ

    Dersin Adı

    Kodu

    Sömestr

    C +P + L  Hour

    Credits

    ECTS

    Biomedikal Elektromagnetik

    EE5xx

    Fall

    3 + 0 + 0

    3

    5

     

    Ön Koşul Dersleri


     

    Dersin Dili

    İngilizce 

     

    Dersin Seviyesi

    Master, doktora

     

    Dersin Türü

    Seçimli

     

    Dersin Koordinatörü

    Cahit Canbay

     

    Dersi Verenler

    Cahit Canbay

     

    Dersin Yardımcıları

    -

     

    Dersin Amacı

    Öğrenciler, günümüzde yaygın olarak her alanda içinde bulunduğumuz doğal ya da yapay kökenli elektromagnetik alanlarla biyolojik yapılar, özellikle de canlı dokular arasındaki kompleks ilişkileri anlamaya çalışacaklar. Bu alanların canlılar üzerindeki yararlı ve zararlı etkilerini ayrıntılı olarak inceleme şansını bulacaklardır.

     

    Dersin İçeriği

    Biyomedikal Elektromagnetik konularının kısa tarihçesi. Elektromagnetik teoride biyomedikal mühendislik uygulamaları. Biyolojik dokuların ortam parametrelerinin elektromagnetik açıdan modellenmesi, dispersiyon (e, s, m, w, T, H2O, NaCl, Porozite, Relakssasyon süresi). Elektromagnetik alanlarla biyolojik dokuların etkileşme mekanizması. Tıpta elektrik ve elektronik ölçme esasları, EEG, ECG, kan akış hızının ölçülmesi. Elektrik ve magnetik alan integral denklemlerinin(EFIE, MFIE) analitik ve sayısal çözümleri. Elektromagnetik alanların biyolojik dokular üzerindeki zararlı etkileri (Multiple Sclerosis hastalığı, kanser,…..), elektromagnetik maruziyet standartları. Elektromagnetik duyarlılık. Elektromagnetik alanların tıpta teşhis (MRI, mikrodalga tomografisi) ve tedavi amaçlı kullanılması ( hipertermiya, anten dizileri, anten aplikatörler).

     

    DERSİN PROGRAM ÇIKTILARINA KATKISI

     

    No

    Program Öğrenme Çıktıları

    Katkı Düzeyi

     

    1

    2

    3

    4

    5


     

    1

    Elektrik ve Elektronik Mühendisliği alanında bilimsel araştırma yaparak bilgiye genişlemesine ve derinlemesine ulaşır, bilgiyi değerlendirir, yorumlar ve uygular.





    x


     

    2

    Sınırlı ya da eksik verileri kullanarak bilimsel yöntemlerle bilgiyi tamamlar ve uygular; değişik disiplinlere ait bilgileri bütünleştirir.

    x


     

    3

    Elektrik ve elektronik muhendisliginin bu acidan gelismesi icin cozumlerinde  yeni metodlar uygularlar







    4

    Muhendislik uygulamasinda gerekli olan modern teknik ve araclari tasarlar secer, bilisim teknolojilerini kullanma yetenegine sahip olur





    x


     

    5

    Analitik, modelleme ve deneysel esaslı araştırmaları tasarlar ve uygular; bu süreçte karşılaşılan karmaşık durumları çözümler ve yorumlar.




    x



     

    6

    Bir yabancı dili (İngilizce) en az Avrupa Dil Portföyü B2 Genel Düzeyinde kullanarak sözlü ve yazılı iletişim kurar.





    x


     

    7

    Çok disiplinli takımlarda liderlik yapar, karmaşık durumlarda çözüm yaklaşımları geliştirir ve sorumluluk alır.





    x


     

    8

    Verilerin toplanması, yorumlanması, duyurulması aşamalarında ve mesleki tüm etkinliklerde toplumsal, bilimsel ve etik değerleri gözetir.





    x


     

    9

    Elektrik ve Elektronik Mühendisliği uygulamalarının sosyal ve çevresel boyutlarını betimler.

     

     

     

     

    x

     

     

    COURSE CONTENT

     

    Week

    Topics

    Study Materials

     

    2

    Short history of biomedical electromagnetics, Biomedical engineering applications in electronics, Fundamentals of electrical and electronic measurements in medicine, EEG, ECG, measuring of velocity of blood.

    Course Book+ Rec.materials

     

    2

    Electromagnetic modeling of medium parameters of biological tissues (e, s, m, w, T, H2O, NaCl, Porozity, Relaxation time).

    Course Book+ Rec.materials

     

    2

    The coupling mechanisms of electromagnetic fields to biological tissues

    Course Book+ Rec.materials

     

    8.

    Midterm I    


     

    2

    The coupling mechanisms of electromagnetic fields to biological tissues

    Course Book+ Rec.materials

     

    1

    The analytical and numerical solution of electric and magnetic field integral equations (EFIE, MFIE)

    Course Book+ Rec.materials

     

    3

    Hazardous effects of electromagnetic fields on biological tissues, exposure standards. Cancer, Multiple Scleros, other diseases and Electromagnetic Field Relationship.

    Course Book+ Rec.materials

     

    14.

    Odev sozlu sunumlari


     

















     

    KAYNAKLAR

    Yard. Ders Kitabi

    Jaakko Malmivuo and Robert Plonsey , “BIOELECTROMAGNETISM” Oxford University Press, New York, 1995, ISBN 0-19-505823-2

    EK KAYNAKLAR

    IEEE Trans. on Biomedical Engineering,

    Bioelectrmagnetics

     

    Canbay C, “The radiologically isolated syndrome is the last link of the chain for understanding the etiology of Multiple Sclerosis disease,” European Scientific Journal, July 2014 Edition, Vol. 10, No: 21,pp. 20-35. ISSN:1857-7881(print) e-1857-7431.

     

    Cahit Canbay  The Appraisal of the Etiology of the Multiple Sclerosis Disease In the Light of the Impact of the Dielectrophoretic Force

    Presented at: The 7th World Congress on Controversies in Neurology (CONy), ISTANBUL, TURKEY • APRIL 11-14, 2013

    Canbay, C. “The Essential Environmental Cause of Multiple

    Sclerosis Disease," Progress In Electromagnetics Research, PIER 101, 375-391, 2010. (DOI:10.2528/PIER08062004).

    C. CANBAY, “Multiple Sclerosis (MS) Hastalığının Asıl Nedeni, Yeni Kanıtlar”, Tıp Tekno 2011-Tıp Teknolojileri Ulusal Kongresi, 13-16 Ekim 2011, Belek, Antalya.

    İ. Ünal, B. Türetken, U. Buluş and C. Canbay, “Analysis of Dispersive Effects of Breast Phantom Model on Ultra Wideband Microwave Imaging of Breast Cancer Tumor”, BIOMED 2013, 13-15 Feb 2013, Innsbruck, Austria

    C. CANBAY, “Multiple Sclerosis (MS) Hastalığının Asıl Nedeni”, V. URSI Türkiye 2010 Bilimsel Kongresi ve Ulusal Genel Kurul Toplantısı, 25-27 Ağustos 2010, ODTU Kuzey Kıbrıs Yerleşkesi.

    Canbay, C. and I. Unal, “Electromagnetic modeling of retinal

    photoreceptors," Progress In Electromagnetics Research, PIER 83,353{374, 2008.

     İ. Ünal, B. Türetken, U. Buluş and C. Canbay, “Spherical Conformal Bow-tie Antenna for Ultra Wideband Microwave Imaging of Breast Cancer Tumor”, ACES Journal. (under review)

     İ. Ünal, B. Türetken, U. Buluş and C. Canbay, “Analysis of the Electromagnetic Field Scattered by a Spherical Breast Tumor Model”, URSI-EMTS 2013, 20-24 May 2013, Hiroshima, Japan.

    C. CANBAY and İ. ÜNAL, “Electromagnetic Modeling of Retinal Photoreceptors,” Istanbul Conference on Mathematical Methods and Modeling in Life Sciences and Biomedicine 2009 (ICMMM-LSBM), 17-21 August, 2009, Sile, Istanbul, Turkey.

     İ. Ünal, B. Türetken, U. Buluş ve C. Canbay, “Konformal Antenler Kullanarak            Meme Kanseri Tümörünün Radar-Tabanlı Mikrodalga Görüntüleme Tekniği ile Tespit Edilmesi”, BİYOMUT 2012, 3-5 Ekim 2012, İstanbul.

    C. CANBAY and İ. ÜNAL, “Electromagnetic Modeling of Retinal Photoreceptors,” Istanbul Conference on Mathematical Methods and Modeling in Life Sciences and Biomedicine 2009 (ICMMM-LSBM), 17-21 August, 2009, Sile, Istanbul, Turkey.

    İ. ÜNAL, B. TÜRETKEN, K. SÜRMELİ and C. CANBAY, “An Experimental Microwave Imaging System for Breast Tumor Detection on Layered Phantom Model”, URSI GASS 2011, 13-20 August 2011, İstanbul, Turkey.

    İ. Ünal, Sarbesh B. Malla and C. Canbay, “Determining of Interaction Mechanism between Scattering Electromagnetic Fields and Breast Cancer Tumor Using Theoretical Human Body Models”, Istanbul Conference on Mathematical Methods and Modeling in Life Sciences and Biomedicine 2011 (ICMMM-LSBM), 15-19 August, 2011, Sile, Istanbul, Turkey.

    İ. Ünal, B. Türetken, U. Buluş ve C. Canbay, “Meme Kanseri Tümörünün Tespit Edilmesi İçin Geliştirilen Mikrodalga Görüntüleme Sisteminin, Kalp Pili Kullananlar İçin Elektromagnetik Bağışıklık Açısından İncelenmesi”, I. ULUSAL EMC (Elektromanyetik Uyumluluk) Konferansı, 14-16 Eylül 2011, İstanbul.

    M. C. Akmehmet, İ. Ünal ve C. Canbay, “Dispersif ve Kayıplı Ortamda Keyfi Polarizasyonlu Antenler Arasındaki Elektromagnetik Etkileşimin İncelenmesi”, I. ULUSAL EMC (Elektromanyetik Uyumluluk) Konferansı, 14-16 Eylül 2011, Doğuş Üniversitesi, İstanbul.

    C. Canbay, “Multiple Sclerosis(MS) hastalığının asıl nedeni, yeni kanıtlar", I. ULUSAL EMC (Elektromanyetik Uyumluluk) Konferansı, 14-16 Eylül 2011, Doğuş Üniversitesi, İstanbul.

    İ. Ünal, B. Türetken, U. Buluş, K. Sürmeli ve C. Canbay, “Elektromanyetik Dalgalar Kullanılarak Meme Kanseri Tümörünün Tespitine Yönelik Bir Analiz”, Tıp Tekno 2011-Tıp Teknolojileri Ulusal Kongresi, 13-16 Ekim 2011, Belek, Antalya.

    Cahit CANBAY, N. Özlem ÜNVERDİ , S. Utku AY , Vural BAYRAK. "0-100 GHz Frekans Aralığında Işıma Yapan Yapay ve Doğal Elektromagnetik Alan Kaynaklarının Çevre, Insan Sağlığı Açısından  İncelenmesi ". Elektrik Mühendisliği 5 Ulusal Kongresi, 13-18 Eylül 1993, KTÜ-Trabzon , Cilt 2, Sayfa 486-493. (Tez çalışması değil)

    Cahit CANBAY, N. Özlem ÜNVERDİ, S. Utku AY. "  Mobil ve Masaüstü Elektronik Araçların Dokulara Etkisi ". Elektrik Mühendisliği  5. Ulusal Kongresi, 13-18 Eylül 1993, KTÜ-Trabzon , Cilt 2 , Sayfa 494-498. (Tez çalışması değil)

    CANBAY C., ÜNVERDİ N.Ö., "Elektriksel Kökenli Sistemlerin Elektromagnetik Işımalarının Stratejik Önem, İnsan Sağlığı ve Çevre Uyumluluğu Açısından Değerlendirilmesi," K.H.O 1. Sistem Mühendisliği  Cilt 1, sayfa 319-329,12-13 Ekim 1995, Ankara (Tez çalışması değil)

    CANBAY C,”Sıklıkla kullanılan elektromagnetik alan kaynaklarının ışıma alanlarının biyolojik dokularla etkileşme mekanizması ve epidemiolojik değerlendirme,” Biyomut 1994, , Erciyes Üniversitesi-Kayseri.

     

    CANBAY C,”Mikroşerit Anten Dizisiyle Yoğun Bakım hastalarının Vücut Fonksiyonlarının Uzaktan izlenmesi,” Biyomut 1995, 137-139, Boğaziçi Üniversitesi.

    Cahit CANBAY,"Elektromagnetik Çevre Kirliliği ve Canlılar Üzerindeki Etkisi" Cumhuriyet Gazetesi 29 Mayıs 1990.

    Cahit CANBAY, ‘’Elektromagnetik Çevre Kirliliği’’ Günaydın Gazetesi

    Cahit CANBAY,”Yüksek gerilim hatları tehlike saçıyor” Hürriyet Gazetesi, 23 Aralık 1995

     

    Materyal paylasimi

    Altyapi icin dokumanlar

    Cahit Canbay, Anten ve Propagasyon I,  Yeditepe University Press, 1997, http://ee.yeditepe.edu.tr/staff/canbay/ee421coursebook.htm,

    odevler

    Herbir ogrenci icin ayri problem verilecek, devre sonunda problemin sunumu yaptirilacaktir.

    sinavlar

    Sinavsoru ve cevaplari

     

    degerlendirme

    Donem ici calismalari

    sayi

    Katki orani

    Birinci arasinav

    1

    30

    Final sinavi

    1

    30

    Odev

    1

    40

    Total


    100

    Finanalin toplam puana katkisi


    30

    Ara sinavlarin toplam puana katkisi

     

    70

    Total

     

    100

     

     

    Ders kategorisi

    Alan dersi

     

    AKTS / İŞ YÜKÜ TABLOSU

    Etkinlik

    SAYISI

    Süresi
    (Saat)

    Toplam
    İş Yükü
    (Saat)

    Ders suresi

    14

    3

    42

    Ders disi harcanan sure

    14

    3

    42

    Arasinav icin harcanan sure

    1

    6

    6

    Odev icin harcanan sure

    4

    6

    24

    Final sinavi icin harcanan sure

    1

    10

    10

    Toplam is yuku

     

     

    124

    Toplam is yuku / 25 (h)

     

     

    4.99

    Dersin AKTS`si

     

     

    5

     

  • Syllabus
  • Ders İçeriği:

    Biyomedikal Elektromagnetik konularının kısa tarihçesi. Elektromagnetik teoride biyomedikal mühendislik uygulamaları. Biyolojik dokuların ortam parametrelerinin elektromagnetik açıdan modellenmesi, dispersiyon (e, s, m, w, T, H2O, NaCl, Porozite, Relakssasyon süresi). Elektromagnetik alanlarla biyolojik dokuların etkileşme mekanizması. Tıpta elektrik ve elektronik ölçme esasları, EEG, ECG, kan akış hızının ölçülmesi. Elektrik ve magnetik alan integral denklemlerinin(EFIE, MFIE) analitik ve sayısal çözümleri. Elektromagnetik alanların biyolojik dokular üzerindeki zararlı etkileri (Multiple Sclerosis hastalığı, kanser,…..), elektromagnetik maruziyet standartları. Elektromagnetik duyarlılık. Elektromagnetik alanların tıpta teşhis (MRI, mikrodalga tomografisi) ve tedavi amaçlı kullanılması ( hipertermiya, anten dizileri, anten aplikatörler).