I n d on e s i an   Jo u r n al   o El e c t r i c al   En gi n e e r i n g   an d   C o m p u te r   S c i e n c e   V o l .   15 ,   N o .   1 J ul y   201 9 ,   pp .   2 3 1 ~2 3 9   IS S N :   2502 - 4752 ,   D O I :   10. 1 1591 / i j e e c s . v 1 5 .i 1 . pp 2 3 1 - 2 3 9             231       Jou r n al   h o m e pa ge ht t p: / / i ae s c or e . c om / j our na l s / i nde x . php/ i j e e c s   M a g n e t i c   p a r t i c l e   i m a g i n g   si g n a l   a c q u i si t i o n   u s i n g   sec o n d   h a r m o n i c   d e t e c t i o n   o f   m a g n e t i c   n a n o p a r t i c l e s       M u h amm ad   M ah ad i   A b d u l   Jam i l 1 ,   A b d u l k ad i r   A b u b ak a r   S ad i q 2 ,   M u h am m ad   S h u k r i   A h m ad 3 ,   N oo r d i n   A s i m i   M o h d   N oo r 4 ,   N u r   A d i l ah   A b d   R ah m an 5 ,   N u r m i z O th m an 6   1 , 2 , 5 , 6 D e pa r t m e nt   o f   E l e c t r o ni c s   E n g i n e e ri n g ,   U ni v e r s i t i   T u H us s e i n   O nn  M a l a y s i a ,   M a l a y s i a   3 P us a t   P e n g a j i a D i pl o m a ,   U n i v e r s i t i   T u H us s e i n   O nn  M a l a y s i a ,   M a l a y s i a   4 F a c ul t y   of   Inn o v a t i v e   D e s i gn  a nd  T e c hn o l o g y ,   U n i v e r s i t i   S u l t a Z a i n a l   A b i di n,   M a l a y s i a         A r ti c l e   I n fo     A B S TR A C T   Ar t i c l e   h i s t or y :   R e c e i v e D e c   1 1 ,   2018   R e v i s e F e b   12,   201 9   A c c e pt e F e b   27 ,   201 9       T hi s   pa pe r   p r e s e n t s   a n   a p pr o a c f o r   a c qui r i ng   a   m a g ne t i c   p a r t i c l e   i m a g i ng   ( M P I )   s i g na l ,   by   ut i l i z i ng   t he   s e c o nd  ha r m o ni c   de t e c t i o o f   t he   m a g ne t i c   na no pa r t i c l e s   t r a c e r s .   A M P I   s i g na l   w i t h i g s i g na l - to - no i s e   r a t i o   ( S N R )   i s   c r uc i a l   f o r   hi g s pa t i a l   r e s o l u t i o i m a g e s   t h a t   r e v e a l s   t h e   d i s t r i bu t i o o f   t he   t r a c e r s   i n   a   t a r g e t   a r e a .   S a m pl e s   o f   R e s o v i s t   a nd   P e r i m a g   na n o pa r t i c l e s   t r a c e r s   w e r e   pr e pa r e i l i q ui a nd  i m m o bi l i s e f o r m ,   w hi c w e r e   pl a c e a t   s o m e   di s t a nc e s   un de r   t h e   r e c e i v e r   c o i l   o f   t he   s i ng l e - s i de M P I   s c a nne r .     T he   s a m p l e s   w e r e   e xpo s e t o   t he   e xc i t a t i o m a g ne t i c   f i e l g e ne r a t e a t   2 2. 8   kH z   a nd  a   s t a t i c   g r a di e nt   f i e l g e n e r a t e w i t a   d i r e c t   c ur r e n t   o f   A .     T he   no n - l i n e a r   m a g ne t i z a t i o r e s po ns e   o f   t he   t r a c e r s   f o r   e a c s pa t i a l   po s i t i o n   i s   r e c o r de i t he   f o r m   o f   vo l t a g e   s i g na l   by   a   g r a di o m e t e r   p i c kup  c o i l ,     w i t h   t h e   s e c o nd  ha r m o ni c   s i g na l   b e i ng   e xt r a c t e by   a   r e s o na n c e   c i r c ui t .     T he   r e s ul t s   o bt a i ne d   r e v e a l e t ha t   a   s uf f i c i e n t   s i g na l   f r o m   t h e   t r a c e r s   i s   r e c o r de a t   up  t o   25  m m   unde r   t h e   pi c kup  c o i l ,   w i t P e r i m a g   s a m pl e s   i nduc i ng   hi g he r   s i g na l s   a s   c o m pa r e t o   R e s o v i s t .   T he   d e pe nde nc e   o f   t he   D C   g r a di e nt   f i e l o t h e   s e c o nd  ha r m o ni c   s i g na l   s ho w s   t ha t   t he   pe a s i g na l   a m pl i t u de   f o r   R e s o v i s t   a nd  P e r i m a g   pa r t i c l e s   a s   ± m T   a nd  ± m T   r e s pe c t i v e l y .   A ddi t i o na l l y ,   t he   s e c o nd  ha r m o ni c   s i g na l   a m pl i t ude   i nc r e a s e s   e xpo ne n t i a l l y   w i t a i nc r e a s e   i t h e   e xc i t a t i o m a g ne t i c   f i e l d .     T hus ,   t h e   r e s u l t s   o bt a i ne s ho w s   t h e   po t e n t i a l   o f   t hi s   a p pr o a c i n   a c qui r i ng   hi g S N R   M P I   s i g na l s   a t   l o w   e xc i t a t i o f r e que nc y ,   w hi c c o ul be   v i t a l   i n   r e c o ns t r uc t i ng   t h e   c o nt o ur   i m a g e s   o f   t he   t r a c e r s ,   pa r t i c ul a r l y   i s e n t i ne l   l y m ph  no de   bi o ps y   ( S L N B )   f o r   b r e a s t   c a nc e r   d i a g no s i s .   Ke y w or ds :   M a g n e t i c   na n o pa rt i c l e s   M a g n e t i c   p a r t i c l e   i m a gi n g   S e c o n ha r m o n i c   de t e c t i o n   T o m o gr a p hi c   i m a ge s   C opy r i gh t   ©   201 9   I n s t i t ut e   o f   A dv anc e E ng i ne e r i ng   and   S c i e nc e .     A l l   r i gh t s   r e s e r v e d .   Cor r e s pon di n g   Au t h or :   M uha m m a M a h a di   A b dul   J a m i l ,     D e pa rt m e n t   o f   E l e c t r o n i c s   E n gi n e e r i n g ,     U n i v e r s i t i   T u n   H us s e i O nn  M a l a y s i a ,     J o h o r ,   M a l a y s i a .   E m a i l :   m a h a d i @ ut hm . e du . m y       1.   I N TR O D U C TI O N   M a g n e t i c   pa rt i c l e   i m a gi ng  (M P I)  i s   a   n e w   i m a gi n m e t h o w h i c h   e xpl o i t s   t h e   n o n - l i n e a r   m a g n e t i z a t i o n   r e s po n s e   of   m a gn e t i c   na n o pa r t i c l e s   (M N P s t ra c e r s   t o   r e v e a l   t h e i r   di s t ri b ut i o n   w i t hi n   a     t a r ge t   [1] .   T h e   M N P s   a r e   e xc i t e by   t h e   A m a g n e t i c   m o dul a t i o f i e l ge n e ra t e by   t h e   M P s c a nn e a n d   r e s po n w i t a   n o n - l i n e a m a g n e t i z a t i o n .   T h e   m a g n e t i z a t i o (us ua l l y   c a l l e M P s i g na l ),   c o n t a i n s   n o t   o n l y   t h e   f un da m e nt a l   e xc i t a t i o n   f r e que n c y ,   b ut   a l s o   i t s   h a rm o n i c s   oc c ur ri n a t   m u l t i pl e s   o t h e   e xc i t a t i o n   f r e que n c i e s   [2 - 5] .   H a rm o ni c   de t e c t i o n   o f   M N P s   i s   a   n o n - l i n e a r   A s us c e pt i b i l i t y   de t e c t i o n   a p p r o a c h,   w h e r e   a   s uff i c i e n t   e xc i t a t i o f i e l w i t h   a m pl i t ude   H i s   a ppl i e t o   m a g n e t i z e   t h e   M N P s .   T h e   i n f l ue n c e   of   t h e   e xc i t a t i o n   f i e l i s   t h e r e m o v e by   a   B a n ds t o f i l t e r,   a n d   t h e   a m pl i t ude   o f   t h e   h a rm o ni c s   f r o m   t h e   n o n - l i n e a Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                                IS S N :   2502 - 4752   In do n e s i a J   E l e c   E ng  &   Co m S c i ,   V o l .   15 ,   N o .   1 J ul y   201 :     2 3 1   -   2 3 9   232   m a g n e t i z a t i o n   r e s po n s e   o f   t h e   pa r t i c l e s   i s   ut i l i z e f o r   t h e   M N P s   i m a ge   r e c o n s t ruc t i o n.   B e fo r e   i m a ge   r e c o n s t r uc t i o n ,   t h e   f a s t   F o ur i e r   t r a n s f o r m   (F F T o f   t h e   s i gna l   i s   de t e rm i n e d ,   t o   c o n v e r t   t h e   s i g n a l   f r o m   t i m e   do m a i n   t o   f r e que n c y   d o m a i n ,   w h e r e   t h e   s e c o n h a rm o ni c   s i gna l   i s   c e r t a i n l y   pi c ke by   a   r e s o n a nt   c i r c ui t   a n d   l o gge i n t o   t h e   c o m put e by   a   d a t a   a c qui s i t i o de v i c e   (D A Q [3,   6] .   In   t hi s   pa pe r,   a n   a l t e rn a t i v e   a ppr o a c h   o a c qui ri n t h e   s e c o n h a r m o n i c   M P s i gna l   i s   p r o po s e a n de m o n s t r a t e e xpe r i m e n t a l l y .   Ini t i a l l y ,   a   gra d i o m e t e r   c o i l   s e n s o r   i s   e m p l oy e a s   t h e   M P s i g na l   r e c e i v e r   i o r de r   t o   c a n c e l   o ut   t h e   i nt e r f e r e n c e   of   t h e   e xc i t a t i o n   f i e l a n t h e   e a rt h ’s   m a g n e t i c   f i e l d.   T h e n ,   a   B a n ds t o f i l t e r   i s   us e t o   f ur t h e r   a t t e n u a t e   t h e   c o m po n e nt   o f   t h e   e xc i t a t i o n ,   s o   a s   t o   ha v e   a   s uff i c i e n t   s i g na l   w i t h   hi g s i g n a l - to - n o i s e   r a t i o   (S N R ).   F i na l l y ,   t h e   s e c o n h a rm o ni c   s i g n a l   a m p l i t ude s   a r e   e xt ra c t e by   t h e   r e s o n a nt   c i r c ui t   de s i g n e fo r   s e c o n ha r m o n i c   de t e c t i o n .   T h e s e   s t e p s   of   M P s i gn a l   a c qui s i t i o n   y i e l ds   a   h i g h   S N R   s i g n a l   w h i c h   i n c r e a s e s   t h e   s pa t i a l   r e s o l ut i o n   o f   t h e   r e c o n s t ru c t e i m a ge s ,   w h i c h   c o ul h e l i s e nt i n e l   l y m ph   n o de   b i o ps y   (S L N B fo r   b r e a s t   c a n c e r   di a g n o s i s .       2.   D ETEC TI O N   M E TH O D S   O F   M N P S   T h us   f a r,   t h e r e   a r e   t hr e e   t e c hn i que s   f o r   M N P s   d e t e c t i on   a s   r e po r t e i n   [7] ,   w h i c h   a r e :   A s us c e pt i b i l i t y   (A CS ),   m a g n e t i c   r e l a xa t i o n   (M R X a n r e m a n e n c e - b a s e m e a s ur e m e n t   m e t h o ds .   I n   A CS ,   a   pe r i o di c   e xc i t a t i o n   f i e l ) 0 2 s i n ( 0 t f H H h a v i n a n   e xc i t a t i o n   f r e que n c y   0 f   a nd  a m p l i t ude 0 H ,   i s   a pp l i e t o   t h e   M N P s .   W h e t h e   v a l ue   o f   0 H   i s   s m a l l   s uc t ha t   t h e   L a n ge v i n   p a r a m e t e i s   l e s s   t h a u n i t y ,     t h e   m a g n e t i s a t i o n   p r o duc e by   t h e   M N P s   i s   w i t h i n   t h e   l i n e a r   r e gi o n .   T h i s   s i t u a t i o n   i s   c a l l e l i n e a r   A CS ,   a n d   t h e   s i gna l   f r e que n c y   c a nn o t   b e   di ff e r e n t i a t e f r o m   t h e   e xc i t a t i o n   f r e que n c y .   B ut   w h e n   t h e   0 H   i s   l a r ge ,     a   w e a s i gn a l   i s   o b t a i n e d,   t ha t   n e e ds   t o   be   e xt ra c t e f r o m   t h e   l a rge 0 H .   T h e   e xt r a c t i o n   p r o c e s s   ut i l i z e s   t h e   n o n - l i n e a r   m a g n e t i s a t i o n   r e s po n s e   o t h e   M N P s .   T h i s   c o n di t i o n   i s   c a l l e n o n - l i n e a r   A CS ,   w h e r e   t h e   ha r m o n i c s   ge n e ra t e d   due   t o   t h e   n o n - l i n e a m a g n e t i s a t i o o f   t h e   M N P s   a r e   e m pl o y e d,   a n d   e a s i l y   di f fe r e nt i a t e f r o m   t h e   e xc i t a t i o n   f r e que n c y .   T h e r e   a r e   t w t y pe s   of   n o n - l i n e a r   A CS ;   h a rm o n i c   de t e c t i o n   a pp r o a c h   a nd  t h e   m i xe d - f r e que n c y   de t e c t i o n   a pp r o a c h   [8 - 10] .   I n   h a rm o ni c   d e t e c t i o n   a pp r o a c h,   a   s uf f i c i e n t   i s   us e t o   f ul f i l   t h e   c o n di t i o n   t h a t   t h e   L a n ge v i n   pa ra m e t e r   i s   a b o ve   t w o     >   2),   i n   w h i c h   e ve n   t h e   t h i r ha r m o n i c   c a n   be   i de nt i f i e [11] .   Y o s h i d a   e t   a l . ,   (2 012)   de v e l o pe a   s y s t e m   f o r   t h e   de t e c t i o n   o f   m a g n e t i c   n a n o pa rt i c l e s   us i ng  t h e   s e c o n d - h a rm o ni c   s i g n a l   f r o m   t h e   M N P s ,   us i n a   s i m pl e   i n d uc t i v e   pi c kup  c o i l   gr a di o m e t e r   [ 12].     T h e   a dv a n t a ge   o f   us i n g   t h e   s e c o n d - h a rm o ni c   s i g n a l   i s   t ha t   t h e   i nt e r f e r e n c e   of   t h e   e xc i t a t i o n   f i e l i s   s i g n i f i c a n t l y   r e duc e d.   F urt h e rm o r e ,   [13]  de v e l o pe a M P s y s t e m   t ha t   us e s   ha r m o n i c   s i g na l s   o f   t h e   M N P s   by   t h e i r   n o n - l i n e a m a g n e t i s a t i o n   c u r v e .   H a r m o ni c   s i g n a l s   f ro m   t h e   M N P s   w e r e   m e a s u r e w h e n   ac H 0   of   1   m T   i s   a ppl i e t o   t h e   s a m pl e   w hi l e   dc H 0   w a s   v a ri e f r o m   0   t o   m T ,   a nd  a   s o l i d - p h a s e   M N P s   w a r e   us e d.   M i xe d - f r e que n c y   de t e c t i o n   a ppr o a c h ,   o n   t h e   o t h e r   ha n d,   us e s   t w o   di ffe r e nt   e xc i t a t i o n   f i e l ds   01 H   a n d 02 H ,   w i t h 01 H h a v i n l o w   f r e que n c y   b ut   w i t h   h i g h   a m p l i t ude   a n d   02 H   ha v i n hi g h   f r e que n c y   b ut   w i t s m a l l   a m pl i t ude   of   e xc i t a t i o n .   T h e r e f o r e ,   a   r e s po n s e   c o n t a i ni n t w f r e que n c i e s   i s   pr o duc e d   by   t h e   M N P s .   T h i s   r e s po n s e   i s   us e i n   i de n t i fy i n t h e   M N P s   [14].   I n   M R X ,   t h e   M N P s   a r e   e xpo s e d   t a   h i g h   m a g n e t i c   e xc i t a t i o n   a f t e r   a n   i ni t i a l   t i m e   t H   i s   s w i t c h e o ff   a n t h e   de c a y   i n   t h e   m a g n e t i c   s i g na l   ge n e r a t e by   t h e   M N P s   (r e l a x a t i o n   s i g na l i s   m e a s u r e fo r   0 > t   us i n a n o t h e r   m a g n e t i c   f i e l (pul s e   m a g n e t i c   f i e l d)  [15].   M a g n e t i c   r e l a xo m e t r y   w a s   us e t de t e c t   b r e a s t   c a n c e r   c e l l s ,   us i ng  t a rge t e M N P s   a n ul t r a - s e n s i t i v e   m a g n e t i c   f i e l s e n s o r s ,   i n   p a r t i c ul a r   us i n s upe r c o n d uc t i n g   qua n t u m   i nt e r f e r e n c e   de v i c e   (S Q U ID s e n s o r s     i n   [16 ].   T h e   m a g n e t i c   r e m a n e n c e - b a s e a pp r o a c h   i s   c o m pa r a b l e   w i t h   M R X ,   a s   M N P s   w i t l o ng  N e e l   r e l a xa t i o n   pe r i o a r e   e m pl o y e d.   H e r e ,   t h e   M N P s   r e s po n s e   i s   r e t a i n e f o r   a n   e l o nga t e pe r i o t o   di ff e r e n t i a t e   t h e   po s i t i o n s   a t   w h i c h   t h e   e xc i t a t i o n   a n t h e   s i g na l   m e a s u r e m e nt   a r e   m a de   [17].   I n   t hi s   s t udy ,   t h e   h a rm o ni c   de t e c t i o n   a pp r o a c h   i s   i m pl e m e nt e i n   o r de r   t o   di f f e r e n t i a t e   t h e   h a rm o ni c s   e a s i l y   by   a ppl y i n a   s uf f i c i e n t   e xc i t a t i o n   f i e l d   a m pl i t ude .       3.   R ES EA R C H   M ET H O D S   F o r   t h e   s e c o n h a rm o ni c   s i g n a l   de t e c t i o n   t o   b e   c o n duc t e d,   a n   M P s c a nn e r   i s   r e qui r e d.   F o r   t h a t   r e a s o n,   a   s i n gl e - s i de M P s c a nn e r   de v e l o pe by   [18]  i s   us e i n   t hi s   s t udy .   T h e   s c a nn e r   i s   a   o n e - di m e n s i o na l   s c a nn e r   h a v i n 22 . kH z   e xc i t a t i o n   f r e que n c y .   In   a dd i t i o n,   R e s ov i s t   (F uj i   ph a rm a a n P e ri m a (M i c r o m o d)  M N P s   w e r e   e m pl oy e a s   t h e   t ra c e r   m a t e r i a l s ,   b o t h   i m m o b i l i s e a nd  i n   l i qu i f o r m   t o   i m i t a t e     t h e i r   a c c um u l a t i o n   i n   t h e   t um o u r   r e gi o n   i n   r e a l   l i f e   S L N B .   E xpl a i ni n r e s e a r c h   c hr o n o l o gi c a l ,   i n c l u di n g   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
In do n e s i a J   E l e c   E ng  &   Co m S c i     IS S N :   2502 - 4752       Magne t i c   p ar t i c l e   i m agi ng  s i gnal   a c qui s i t i on  us i ng   s e c ond   ( Muham m ad  Mahad i   A bdu l   J am i l )   233   r e s e a r c h   de s i g n,   r e s e a r c h   p r o c e dur e   (i n   t h e   fo r m   o f   a l go r i t hm s ,   P s e udo c o de   o r   o t h e r),   h o w   t o   t e s t   a n d a t a   a c qui s i t i o n   [1 - 3] .   T h e   de s c ri pt i o o f   t h e   c o ur s e   o f   r e s e a r c h   s h o ul d   b e   s uppo r t e r e f e r e n c e s ,   s o   t h e   e xpl a n a t i o n   c a b e   a c c e pt e s c i e n t i f i c a l l y   [2 ,   4] .     3. 1 .       S i n gl e - S i d e d   M P I   S c an n e r   S e t - Up   T h e   m e a s u r e m e nt   s y s t e m   fo r   t h e   s e c o n ha r m o n i c   de t e c t i o n   of   M N P s   i s   de pi c t e i n   F i gu r e   1,   w h i c c o n s i s t s   o f   t h e   c o n s t ruc t e c o i l s ,   a rra n ge c o a xi a l l y   o n   t h e   s a m e   pl a n e   t o   f o r m   t h e   s i n gl e - s i de M P I   s c a nn e r.   T h e   de s i gn e B P F   a n B S F ,   a s   w e l l   a s   t h e   r e s o na n t   c i r c ui t   (f o r   s e c o n ha r m o n i c   de t e c t i o n w e r e   a l s c o n n e c t e a pp r o p r i a t e l y   t o   t h e   t ra n s m i t t i n g   a nd  r e c e i v i n g   s e c t i o n s   o f   t h e   s c a nn e r   de v i c e   [19,   2 0,   21 ,   2 2 ].   O t h e r   e qu i pm e nt   ut i l i s e i n   t h e   s c a nn e r e a l i s a t i o n   i s   a l s o   s h o w n   i F i gu r e   1 .   T h e s e   e qui pm e n t   a r e   t h e   f un c t i o n   ge n e r a t o r   (B K   P r e c i s i o n   40 55),   A po w e r   a m pl i f i e r   (H P   8447F   H 64),   D po w e r   s uppl y   (T e kt r o ni x   P S 280)  a n t h e   D A Q   de v i c e   (N U S B - 6009).   A ddi t i o na l l y ,   s h e e t s   of   a c r y l i c   m a t e ri a l   (9  m m   t hi c k n e s s w e r e   a l s o   us e t h o l t h e   c o i l s   c o a xi a l   a rra n ge m e n t   i n   a   f i xe pos i t i o n.   T h e   a c r y l i c   m a t e ri a l   i s   s e l e c t e due   t o   i t s   l i t t l e   w e i ght   a n do e s   n o t   e xe r t   a n y   m a g n e t i c   f i e l o n   t h e   s c a nn e o pe r a t i o n .   F u r t h e rm o r e ,   i t   h a s   a   r e a s o n a b l e   de gr e e   o f   c o m pa t i b i l i t y   w i t h   hum a t i s s ue s .           F i gu r e   1 .   M e a s u r e m e n t   s y s t e m   s e t - up       T h e   e xc i t a t i o f i e l i s   ge n e r a t e by   a a l t e rn a t i ng  c u rr e n t   of   A ,   w i t a e xc i t a t i o f r e que n c y   o 22. kH z ,   ha v i ng  a n   a m p l i t ude   o f   30  m V   pe a k - to - pe a k.   Co n v e r s e l y ,   t h e   s e l e c t i o f i e l i s   ge n e r a t e w i t h   a   di r e c t   c urr e nt   o A .   T h e   c urr e nt s   fo r   t h e   e xc i t a t i o n   a n s e l e c t i o n   f i e l w e r e   a ppl i e i n   t h e   o ppos i t e   di r e c t i o n,   t o   a c h i e v e   s pa t i a l   e n c o di n a n t h e   c r e a t i o n   o f   t h e   f i e l f r e e   po i n t .   T h e   pa r a m e t e r s   o f   t h e   c o i l s   t ha t   m a de   up  t h e   s i n g l e - s i de M P s c a nn e a r e   s um m a ri s e i T a b l e   1.         T a b l e   1 Co i l s   S pe c i f i c a t i o n s   T y p e   E x c i t a t i o n   Co i l   S e l e c t i o n   F i e l d   C o i l   P i c k u p   Co i l   N u m b e r   o t u rn s   352   416   2 0 8 + 2 0 8   N u m b e r   o l a y e r s   8   9   8   W i r e   d i a m e t e (m m )   0 . 6   0 . 6   0 . 6       3. 2 .       S i n gl e - S i d e d   M P I   S c an n e r   S e t - Up   A s   e xpl a i n e e a r l i e r,   t w o   c o m m e r c i a l l y   a v a i l a b l e   M N P s   w e r e   e m pl oy e d   a s   t h e   t ra c e r   m a t e r i a l s ,   t o   be   de t e c t e un de r   t h e   i n f l ue n c e   o f   t h e   m a g n e t i c   f i e l ds   ge n e ra t e by   t h e   de v e l o pe M P s c a nn e r.   T h e r e fo r e ,   s a m pl e s   o f   R e s ov i s t   (F uj i   ph a rm a a n P e ri m a (M i c r o m o d)  pa r t i c l e s   w e r e   pr e pa r e f o r   t h e   s e c o n h a rm o ni c   de t e c t i o n   a n i n s e r t e i n t o   o n e   w e l l   of   a   96 - w e l l   c e l l   c ul t u r e   pl a t e   (655 - 180 ,   f l a t - b o t t o m ),   w i t h   a   t o t a l   s a m pl e   vo l um e   of  300  µ l   a s s um e d.   T h e   i r o n   c o n c e n t ra t i o n   i n   t h e   M N P s   fo un a t   t h e   s e nt i n e l   l y m ph   n o de   i s   e s t i m a t e t o   b e   a r o un 100  µ [2] .   T h us ,   100  µ F e   i s   e m p l oy e a s   t he   i r o n   c o n c e n t ra t i o i n   t h e   M N P s   s a m pl e s   t o   b e   de t e c t e us i ng  s e c o n ha r m o n i c   de t e c t i o n .   Ini t i a l l y ,   t h e   s a m pl e s   w e r e   di l u t e w i t h   d i s t i l l e w a t e r   t o   a c hi e v e   t h e   de s i r e v o l um e   i n   l i qu i f o r m   a n m i xe w i t h   gl y c e r o l   t ge t   t h e   i m m o b i l i z e p h a s e .   Co n s e que nt l y ,   t h e   v o l um e   of   t h e   M N P s   n e e de t c o n t a i n   100  µ F e   i s   c a l c ul a t e us i ng  t h e   pa rt i c l e s   pa ra m e t e rs   gi v e n   i n   T a b l e   2,   a s   3 . µ l   f o r   R e s ov i s t   a n 4. 0   µ l   fo r   P e r i m a g.   F i n a l l y ,   a   v o l um e   o f   300  µ l   s a m pl e   i s   a t t a i n e by   a ddi n g   296 . µ l   o f   di s t i l l e d   w a t e r   t R e s ov i s t   a n d   296   µ l   o f   di s t i l l e w a t e t o   P e r i m a g   M N P s .   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                                IS S N :   2502 - 4752   In do n e s i a J   E l e c   E ng  &   Co m S c i ,   V o l .   15 ,   N o .   1 J ul y   201 :     2 3 1   -   2 3 9   234   T a b l e   2 R e s ov i s t   a n d   P e r i m a M N P s   P a r a m e t e r s   M N P s   Co n c e n t ra t i o n   (m g   F e / m l )   D e n s i t y   (g / m l )   Ca l c u l a t e d   v o l u m e     (µl )   Re s o v i s t   (6 0 n m )   28   1 . 0 5 7   3 . 6   P e r i m a g   (1 3 0 n m )   25   1 . 4 0 0   4 . 0       T h e   M N P s   n e e t o   b e   e xpe r i m e n t e n o t   o nl y   i n   f l ui f o r m   b ut   a l s o   i a   s o l i p ha s e   (i m m o b i l i s e d).   T h e   s a m p l e s   a r e   r e qui r e t o   be   i m m o b i l i s e t o   i m i t a t e   t h e   i nt e r a c t i o n   b e t w e e n   t h e   t i s s ue s   a nd  t h e   M N P s   a s   i n   r e a l   l i f e   s c e n a ri o .   I n   t h i s   r e g a r d ,   t h e   M N P s   s us pe n s i o n s   w e r e   di l u t e w i t h   gl y c e r o l   t o   pr e pa r e   t h e   i m m o b i l i s e d   s a m pl e s .   T h e   gl y c e r o l   s e r ve s   a s   a   c o a gul a n t ,   w h i c h   c ha n ge s   t h e   f l ui i nt o   s e m i - s o l i fo r m .   H e n c e ,   R e s o v i s t   a n P e r i m a M N P s   w e r e   m i xe w i t 235  µ l   a nd  23 5. µ l   of   gl y c e r o l   r e s pe c t i v e l y ,   t o   fo r m   a i m m o b i l i s e s a m pl e   a s   s h o w n   i n   F i gu r e   2 .           F i gu r e   2 .   I m m o b i l i s e M N P s   s a m p l e s   (a )   o n e   s a m p l e   pe r i m a a nd   (b t w o   s a m pl e   r e s o v i s t   pa r t i c l e s       3. 3 .       Ex p e r i m e n P e r fo r m e d   T h e   e xpe r i m e n t s   t o   de t e c t   t h e   t r a c e r   s a m pl e s   i n   l i q ui a n s o l i f o r m   us i n s e c o n h a rm o ni c   de t e c t i o n   w e r e   c o n duc t e d.   F o r   pr o pe r   i n v e s t i ga t i o n   o n   t he   h a rm o n i o us   f e a t ur e s   o t h e   M N P s   s a m pl e s ,     t h e   e xc i t a t i o m a g n e t i c   f i e l w a s   f i xe a t   0 . 8 ,   1 . 7 ,   2 . 6 ,   3 . 0 ,   3 . a n 4. 4   m T   a t   22 . kH z   e xc i t a t i o n   f r e que n c y .   B e s i de s ,   t h e   s e l e c t i o n   m a g n e t i c   f i e l w a s   v a r i e d   f r o m   t o   m T .   I n i t i a l l y ,   t h e   s a m pl e s   w e r e   pl a c e unde t h e   s c a nn e r   (o n e   a t   a   t i m e ),   e xpo s i n t h e m   t o   t h e   e xc i t a t i o n   m a g n e t i c   f i e l a t   t h e   F F P   by   m o v i n t h e   s a m pl e   t o   a l l   t h e   s pa t i a l   po s i t i o n s   a c r o s s   t h e   F O V .   S i n c e   t h e   de ve l o pe d   M P s c a nn e r   i s   o n e - di m e n s i o n a l ,   t h e   F O V   h a s   a   di m e n s i o n   o f   60  ×   60  m m 2   w i t h   a   t o t a l   o f   169  s pa t i a l   l o c a t i o n s .   D ue   t o   t h e   i n f l ue n c e   of   t h e   e xc i t a t i o n   f i e l d ,   t h e   M N P s   s a m pl e s   b e c a m e   s a t u r a t e a n r e s po n de by   pr o duc i n a n o t h e r   m a g n e t i c   f i e l d.   T h e   pa r t i c l e ’s   m a g n e t i s a t i o r e s po n s e   f o r   e a c h   s p a t i a l   po s i t i o n   i s   r e c o r de i n   t h e   f o r m   o f   t h e   v o l t a ge   s i g na l ,   a t   t h e   s e c o n ha r m o n i c   f r e que n c y .   M e a s ur e m e nt s   o f   t h e   pa rt i c l e s   m a g n e t i s a t i o n   w e r e   e xe c ut e i n   t h e   z - d i r e c t i o n,   w h e r e   t h e   e xc i t a t i o n   m a g n e t i c   f i e l i s   a s s um e t o   b e   h i ghl y   un i f o r m   i n   s t r e n g t h   a n p a t h.   T h e   r i g ht - ha n r ul e   f o r   m a g n e t i c   f i e l p r o duc e by   a   s o l e n o i s t a t e s   t ha t   t h e   t hum b   po i n t s   i t h e   d i r e c t i o n   o f   t h e   f i e l d,   w h i l e   t h e   c o i l e f i n g e r s   i ndi c a t e   t h e   di r e c t i o o f   c ur r e n t   [2 3].   T h e   m a gn e t i c   f i e l di m i n i s h e s   w i t h   i n c r e a s i ng  di s t a n c e   a w a y   f r o m   t h e   c o i l .   T h e r e f o r e ,   t h e   di s t a n c e   a l o n t h e   z - d i r e c t i o n   i s   v a r i e t o   de t e rm i n e   h o w   f a r   t h e   s e c o n ha r m o n i c   s i g na l s   c a b e   de t e c t e d,   w h i c h   i s   r e l a t e t o   t h e   di s t a n c e   b e t w e e n   t h e   M P s c a nn e r   a n t h e   s e nt i n e l   l y m ph   n o de   u n de e xa m i na t i o n .   I t hi s   r e ga r d ,   t h e   m e a d e pt o f   t h e   s e nt i n e l   l y m ph  n o de   f r o m   t h e   s ki s ur f a c e   i n   h u m a n s   i s   e s t i m a t e t o   b e   12  ±  m m   [2 ,   24 ].   H e n c e ,   t h e   di s t a n c e   i n   t h e   z - di r e c t i o n   i s   v a ri e f r o m   t h e   s ur f a c e   o f   t h e   pi c kup  c o i l   t o   a b o ut   30  m m ,   s o   t ha t   t he   s e n t i n e l   l y m ph   n o de   di s t a n c e   i s   a pp r o p r i a t e l y   c ove r e d.   L a s t l y ,   t h e   v o l t a ge   i n d uc e i n   t h e   pi c kup  c o i l   a t   e a c h   i nt e r v a l   i n   t h e   z - d i r e c t i o n   i s   r e c o r de d,   w i t h   t h e   s e c o n ha r m o n i c   s i g n a l   a m pl i t ude   de t e rm i n e t hr o ug h   F F T   of   t h e   i n d uc e vo l t a ge   s i gna l ,   w h i c h   i s   e m pl oy e d   i n   t h e   M N P s   i m a ge   r e c o n s t r uc t i o n.       4.   R ES U LTS   A N D   A N A L Y S I S   Ini t i a l l y ,   t h e   M N P s   s a m pl e s   w e r e   pl a c e (o n e   a f t e r   t h e   o t he r a t   t h e   c e n t r e   o f   t h e   de s i gn e s i n gl e - s i de M P s c a nn e r   f o r   e xc i t a t i o n   a n t h e   c o r r e s po n d i n M P s i g na l   m e a s u r e m e n t .   T h e   v e r t i c a l     di s t a n c e   (z - di r e c t i o n b e t w e e n   t h e   s a m pl e   a n t h e   s c a nn e r   i s   v a r i e f r o m   t h e   s ur f a c e   of   t h e   pi c kup  c o i l   t o   ov e r   30  m m   i n   s p a c e .   T h e   v a ri a t i o i t h e   z - d i r e c t i o n   de t e rm i ne s   t h e   s e n s i t i v i t y   of   t h e   de v e l o p e s c a nn e r   w i t A   B   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
In do n e s i a J   E l e c   E ng  &   Co m S c i     IS S N :   2502 - 4752       Magne t i c   p ar t i c l e   i m agi ng  s i gnal   a c qui s i t i on  us i ng   s e c ond   ( Muham m ad  Mahad i   A bdu l   J am i l )   235   i n c r e a s i ng  d i s t a n c e .   L i qu i s a m p l e s   of   Re s ov i s t   a n P e r i m a g   pa r t i c l e s   w e r e   pr e pa r e d,   e a c h   c o n t a i ni n 1 00  µ of   t h e   t r a c e r   m a t e ri a l   i n   a   300  µ l   v o l um e .   Im m o b i l i s e s a m p l e s ,   o n   t h e   o t h e r   h a n d ,   c o n t a i n s   235  µ l   of  gl y c e r o l   a n t h e   s a m e   t r a c e r   c o n t e n t   a s   t h e   l i q ui s a m pl e   (100  µ g).   T h e   e xc i t a t i o n   m a g n e t i c   f i e l w a s   ge n e ra t e w i t h   a   pe r i o di c   s i g n a l   of   22. kH z ,   f r o m   a n   A o A   w h i l e   t h e   D fo r   t h e   s e l e c t i o n   f i e l w a s   s e t   a t   A .   A s   a   r e s ul t ,   t h e   i n duc e v o l t a ge   a t   t h e   s e c o n h a rm o ni c   w h e n   t h e   d i s t a n c e   i n   t h e   z - d i r e c t i o n   i s   v a ri e i s   de pi c t e i n   F i gu r e   3 .   P e r i m a pa rt i c l e s   i n duc e h i g h e v o l t a ge   s i g n a l s   a s   c o m pa re t o   Re s o v i s t   pa rt i c l e s   up  t o   a   di s t a n c e   of   25  m m ,   a s   s h o w n   i n   F i gu r e   3.   F u rt h e r m o r e ,   l i qui s a m pl e s   p r o duc e   gr e a t e r   v o l t a ge   s i g na l s   t ha n   t h e   i m m o b i l i s e s a m pl e s ,   w hi c h   i s   due   t o   m o r e   r a p i de c a y   of   N e e l   r e l a x a t i o n   t i m e s   a n t h e   s i z e   di f f e r e n c e   of  t h e   M N P s   a s   e xpl a i n e e a rl i e r .   T h us ,   b o t h   R e s ov i s t   a n P e ri m a pa rt i c l e s   c o ul be   e v i de n t l y   d e t e c t e a t   25   m m   i t h e   z - d i r e c t i o n,   w hi c h   i s   a de qua t e   f o r   t ra c e r   de t e c t i o n   i n   S L N B   a pp l i c a t i o n.     4. 1 .      S e c o n d   H a r m o n i c   S i gn al   M e as u r e m e n ts   S ub s e que n t l y ,   t h e   M N P s   t ra c e r   s a m p l e   i s   s c a nn e t hr o ug h   t he   F O V   a n t h e   a m pl i t ude   o f   t h e   s e c o n ha r m o n i c   i n duc e s i g na l   i s   r e c o r de d,   t o   de t e r m i n e   t h e   po s i t i o n   o f   t h e   M N P s   s a m pl e   i n   t h e   XY - pl a n e   by   pl o t t i n i t s   c o n t o ur   m a p.   B e fo r e   t h e   c o n t o ur   p l o t ,   t h e   de pe n d e n c e   of   t h e   s e c o n h a rm o n i c   s i g n a l   w i t h   v a r y i n g   t h e   D m a g n e t i c   f i e l f o r   t h e   s e l e c t i o n   f i e l (H dc i s   i n v e s t i g a t e d.   T h e   H dc   i s   v a ri e b e t w e e n   ±25  m T   t o   h a v e   s i g n a l s   i n duc e f r o m   bo t h   t h e   po s i t i v e   a nd  n e ga t i v e   m a g ne t i s a t i o n   o f   t h e   M N P s ,   w h i l e   t h e   A e xc i t a t i o n   f i e l i s   f i xe a t   10  m V   pe a k - to - pe a f r o m   22 . kH z .   F i g u r e   de pi c t s   t h e   s e c o n ha rm o n i c   s i g na l s   r e c o r de f r o m   v a r y i n H dc   fo r   R e s ov i s t   s a m p l e .   It   c a n   b e   de duc e t h a t   t h e   s i g na l   a m pl i t ude   f o r   l i qui d   R e s ov i s t   s a m p l e   r e a c h e s   i t s   pe a o f   15  m V   a t   a r o u n m T   H dc ,   w h i l e   t h e   i m m o b i l i s e s a m pl e   h a s   a   pe a s i g na l   a m p l i t ude   of  a pp r o xi m a t e l y   13  m V   a t   t h e   s a m e   D C   m a g n e t i c   f i e l d.       0 10 20 30 40 0.0 5.0 x 10 -5 1.0 x 10 -4 1.5 x 10 -4 2.0 x 10 -4 2.5 x 10 -4     Ind uce d vo ltag e ( V) Distance , z ( mm)   Resov ist-Solid   Resov ist-L iquid   Perima g- Solid   Perima g- Liqu id     F i gu r e   3 .   I nduc e v o l t a ge   w i t v a r y i n di s t a n c e   a l o n z - d i r e c t i o n       -20 -10 0 10 20 30 -2.0 x 10 -5 0.0 2.0 x 10 -5 4.0 x 10 -5 6.0 x 10 -5 8.0 x 10 -5 1.0 x 10 -4 1.2 x 10 -4 1.4 x 10 -4 1.6 x 10 -4     Signal  am plitud e ( V/Hz 1/2 ) Hdc ( mT )   Re sov ist-Li qu id   Re sov ist-So li d     F i gu r e   4 .   S e c o n ha rm o n i c   s i g n a l   de pe n de n c e   o n   di f f e r e n t   D m a g n e t i c   f i e l f o r   R e s ov i s t   s a m p l e       T h e   s e c o n h a rm o ni c   s i gna l   de pe n de n c e   w i t h   v a r y i n D m a g n e t i c   f i e l fo r   P e r i m a s a m pl e   w a s   a l s o   i n v e s t i ga t e a nd  i s   p r e s e n t e i F i gu r e   5 .   L i qu i P e ri m a g   s a m pl e   ge n e ra t e s   pe a s i g na l   a m pl i t u de   of  a r o un d   15. m V   a s   c o m pa r e t o   14  m V   p r o duc e by   t h e   i m m o b i l i s e P e r i m a g   pa rt i c l e s   a t   ±6   m T   D C   m a g n e t i c   f i e l d.   F o r   s y m m e t r y   a n c o m pl i a n c e   w i t h   t h e   A e xc i t a t i o n   m a g n e t i c   f i e l a ppl i e i n   b o t h   n e ga t i v e   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                                IS S N :   2502 - 4752   In do n e s i a J   E l e c   E ng  &   Co m S c i ,   V o l .   15 ,   N o .   1 J ul y   201 :     2 3 1   -   2 3 9   236   a n po s i t i v e   s i de s   of  t h e   pa r t i c l e s   m a g n e t i s a t i o n   c ur v e ,   t h e   D m a g n e t i c   f i e l i s   a l s a ppl i e i n   a   n e ga t i v e   a n po s i t i v e   di r e c t i o n,   t o   h a v e   s i g n a l s   i n duc e i b o t di r e c t i o n s .   It   i s   t h e r e f o r e   e v i de n t   f r o m   t h e   m e a s u r e m e n t s   c o n duc t e o n   t h e   f o ur   s a m p l e s   t ha t   t h e   dy n a m i c   r e gi o n   o R e s ov i s t   a n P e ri m a pa rt i c l e   m a g n e t i s a t i o n   c ur v e   i s   w i t h i n   ±5  m T   D m a g n e t i c   f i e l fo r   R e s ov i s t   a n m T   D m a g n e t i c   f i e l fo r   P e r i m a g,   a f t e r   w h i c h   n o   furt h e r   m a g n e t i s a t i o n   i s   r e c o r de d,   a s   r e v e a l e b y   F i gu r e   a n F i gu r e   5.   T h i s   i m p l i e s   t ha t   t h e   m a g n e t i s a t i o n   re s po n s e   of   t h e   t ra c e r s   i s   c o n f i n e t o   t h e   F F P   b y   t h e   s e l e c t i o n   f i e l a t   ±5  m T   f o r   R e s ov i s t   a n ±6  m T   f o r   P e ri m a p a r t i c l e s .   A ddi t i o na l l y ,   t h e   v o l t a ge   s i g n a l   i n duc e by   t h e   t r a c e r s   i s   pu r e l y   c o n t ri b ut e by   t h e   t r a c e r s   w i t hi n   t h e s e   D m a g n e t i c   f i e l ds .   N e xt ,   t h e   de pe n de n c e   of   t h e   A e xc i t a t i o n   m a g n e t i c   f i e l o n   t h e   i n duc e s i g na l   i s   e xpl o r e d,   by   v a r y i n t h e   e xc i t a t i o n   f i e l b e t w e e n   0 - 10   m T   w hi l e   t h e   D s e l e c t i o n   f i e l w a s   ke pt   c o n s t a nt   a t   5   m T .     T h e   r e s ul t s   o b t a i n e r e v e a l e t h a t   t h e   s i g n a l   a m pl i t ude   of   t h e   s e c o n h a rm o ni c   f r e que n c y   i n c r e a s e s   e xpo n e n t i a l l y   w i t h   i n c r e a s i n H a c ,   a s   s h o w n   i n   F i gu r e   6.   F o r   R e s ov i s t   pa r t i c l e s ,   s i m i l a r   s i g n a l   a m pl i t ude s   w e r e   r e c o r de fo r   H ac   ≤  m T ,   a s   a   r e s ul t   o f   s i m i l a r   a v e r a g e r e l a x a t i o n   t i m e   e xpe r i e n c e by   t h e   l i qu i a n d   i m m o b i l i s e s a m p l e s ,   i n   a dd i t i o n   t o   b e i n g   u n de r   t h e   s a m e   t e m pe ra t u r e   c o n di t i o n.       -20 -10 0 10 20 30 -2.0 x 10 -5 0.0 2.0 x 10 -5 4.0 x 10 -5 6.0 x 10 -5 8.0 x 10 -5 1.0 x 10 -4 1.2 x 10 -4 1.4 x 10 -4 1.6 x 10 -4     Signal  Amplitud e ( V/Hz 1/2 ) Hdc ( mT )   Perimag -L iquid   Perimag -Solid     F i gu r e   5 .   S e c o n ha rm o n i c   s i g n a l   de pe n de n c e   o n   di f f e r e n t   D m a g n e t i c   f i e l f o r   P e ri m a g   s a m pl e       0 2 4 6 8 10 0.0 2.0 x 10 -5 4.0 x 10 -5 6.0 x 10 -5 8.0 x 10 -5 1.0 x 10 -4 1.2 x 10 -4 1.4 x 10 -4 1.6 x 10 -4     Signal  Amplitud e ( V/Hz 1/2 ) Hac ( mT pp )   Resov ist-L iquid   Resov ist-Solid     F i gu r e   6 .   D e pe nde n c e   o f   e xc i t a t i o n   m a g n e t i c   f i e l o n   t h e   i nd uc e s i gna l   f o r   r e s o v i s t       P e r i m a p a rt i c l e s ,   o n   t h e   o t h e r   ha n d ,   r e c o r ds   di f f e r e n t   s i g na l   a m p l i t ude   e v e n   a t   l o w   e xc i t a t i o n   f i e l d,   w i t h   t h e   l i q ui s a m p l e   ge n e ra t i ng  h i g h e h a rm o ni c s   t h a t h e   i m m o b i l i s e s a m pl e   a s   de pi c t e i n   F i gu r e   7.     T h e   v a r i o us   s i gna l   a m pl i t u de s   ob t a i n e i n   t h e   m e a s u r e m e n t   i s   a s   a   r e s ul t   of   f a s t e r   N e e l   r e l a xa t i o n   t i m e   o t h e   l i qu i s a m pl e   a s   c o m pa r e t o   t ha t   o f   t h e   i m m o b i l i s e s a m pl e ,   due   t o   t h e   m e a n   t i m e   b e t w e e n   t w o   f l i ps   of   t h e   pa r t i c l e ’s   i n t e rna l   m a g n e t i s a t i o n .   T h e   s i g n a l   a m p l i t ude s   r e c o r de fo r   P e ri m a s a m p l e s   s h o w   a   s i m i l a r   t r e nd  t o   t h a t   o b t a i n e f r o m   R e s ov i s t   s a m pl e s ,   w i t h   t h e   e xpo n e n t i a l   ri s e   [25,   26] .   T h e   de pe n de n c e   o f   D m a g n e t i c   f i e l o n   t h e   e xc i t a t i o m a g n e t i c   f i e l f o r   t h e   pe a k   s e c o n d     ha r m o n i c   s i g na l   de t e c t i o n   i s   f i na l l y   i n v e s t i ga t e d.   A s   c a n   b e   s e e n   i n   F i gu r e   a nd  F i gu r e   5 ,   z e r o   s e c o n ha r m o n i c   s i g n a l   a m pl i t ude   w a s   r e c o r de w h e n   H dc   i s   z e r o   fo r   bo t h   R e s ov i s t   a n P e r i m a pa rt i c l e s   b ut   r e a c h e s   i t s   pe a v a l ue   w h e n   H dc   i n c r e a s e s .   F i g u r e   r e v e a l e a   v i r t ua l l y   l i n e a r   r e l a t i o n s h i b e t w e e n   H dc   a n H ac ,   a s   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
In do n e s i a J   E l e c   E ng  &   Co m S c i     IS S N :   2502 - 4752       Magne t i c   p ar t i c l e   i m agi ng  s i gnal   a c qui s i t i on  us i ng   s e c ond   ( Muham m ad  Mahad i   A bdu l   J am i l )   237   t h e   s m a l l   v a l ue   of   H dc   pe a c o ul b e   ob t a i n e w i t h   l i t t l e   H ac   w h e n   t h e   h i g h e s t   a m o u n t   o f   t h e   s i g n a l   a m pl i t ude   i s   r e c o r de [12 ,   1 3,   26 - 2 8].       0 2 4 6 8 10 0.0 2.0 x 10 -5 4.0 x 10 -5 6.0 x 10 -5 8.0 x 10 -5 1.0 x 10 -4 1.2 x 10 -4 1.4 x 10 -4 1.6 x 10 -4     Signal  Amplitud e ( V/Hz 1/2 ) Hac ( mT pp )   Perima g- Liqu id   Perima g- Solid     F i gu r e   7 .   D e pe nde n c e   o f   s e c o n h a rm o ni c   s i g na l   a m p l i t ude   o n   A C   e xc i t a t i o m a g n e t i c   f i e l f o r   P e r i m a g       0 1 2 3 4 5 0 1 2 3 4 5     Ma gn etic f ield,  (H dc  (m T) ) Ma gn etic f ield,  (H ac  (m T) )   Re sov ist-So li d   Re sov ist-Li qu id   Pe rima g-S ol id   Pe rima g-L iq ui d     F i gu r e   8 .   R e l a t i o n s h i b e t w e e n   H dc   a nd  H ac   a t   pe a s i g n a l   a m pl i t ude       5.   C O N C LU S I O N   It   h a s   b e e n   s h o w n   t h a t   M P s i g na l   w i t h   h i g h   S N R   c o ul be   a ppr o p r i a t e l y   a c qui r e f r o m   t h e   n o n - l i n e a r   m a g n e t i z a t i o n   r e s po n s e   of   t h e   t ra c e r s ,   us i n l o w   f r e que n c y   e x c i t a t i o n   m a g n e t i c   f i e l d.   T h e   us e   of  B a n ds t o f i l t e r e m o v e s   t h e   c o m po n e n t   o f   t h e   e xc i t a t i o f i e l d,   y i e l di n g   a   h i g S N R   s i g na l   c o m pl e t e l y   f r o m   t r a c e r   m a t e ri a l s .   A dd i t i o n a l l y ,   t h e   s i m pl e   r e s o n a nt   c i r c ui t   de s i g n e f o r   t h e   s e c o n ha r m o n i c   s i g na l   de t e c t i o w a s   fo un t o   b e   a ppr o pri a t e   i n   e xt ra c t i n t h e   M P s i g n a l   a t   t h e   s e c o n h a rm o ni c   f r e que n c y .   M e a s ur e m e n t   r e s ul t s   o b t a i n e c l e a r l y   r e v e a l e t h e   w i dt h   o f   t h e   dy n a m i c   r a n ge   o f   R e s ov i s t   a n P e r i m a na n o pa r t i c l e s ,   w i t t h e   l a t t e r   p r o duc i n hi g h e r   s i g na l   a m pl i t ude s   i n   a l l   e xpe ri m e nt s ,   d ue   t o   i t s   l a r ge   h y dr o d y n a m i c   d i a m e t e r.   L i qui s a m p l e s   w e r e   fo un t o   p r o duc e   h i g h e s i g na l   a m pl i t ude s   t ha n   t h e   i m m o b i l i s e s a m p l e s   due   t h e   do m i n a n c e   o f   B r ow n i a r o t a t i o n   o v e r   N e e l   r o t a t i o o f   t he   pa r t i c l e s .   T hus ,   t h e   o ut c o m e   of   t h i s   r e s e a r c s h o w e t h a t   t h e   M P s i g na l   a c qui s i t i o n   a pp r o a c h   h a s   a   po t e nt i a l   i t h e   de t e c t i o n   o f   t ra c e r s ,   w hi c c o ul h e l p   i n   o b t a i ni n hi g h   r e s o l ut i o n   t o m o gra p hi c   i m a ge s ,   i n   s e n t i ne l   l y m ph   n o de   b i o ps y   (S L N B f o r   b r e a s t   c a n c e r   di a g n o s i s .       A C K N O WL ED G M EN T   T h i s   r e s e a r c h   w a s   c o n duc t e w i t h   f i na n c i a l   s uppo r t   by   O R ICC,   U n i v e r s i t i   T u n   H us s e i n   O nn  M a l a y s i a   t hr o ug h   T i e r - R e s e a r c h   G r a nt   V o t   N um b e H 182  a n P o s t g r a dua t e   R e s e a r c h   G ra n t   (G P P S V o t   N um b e r   U 589.       Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                                IS S N :   2502 - 4752   In do n e s i a J   E l e c   E ng  &   Co m S c i ,   V o l .   15 ,   N o .   1 J ul y   201 :     2 3 1   -   2 3 9   238   R EF ER EN C ES   [1 ]   G l e i c h ,   a nd  J .   W e i z e n e c ke r ,   T o m og r a phi c   i m a g i ng   us i ng   t he   no nl i ne a r   r e s po ns e   o f   m a g ne t i c   pa r t i c l e s ,   N at ur e v o l .   435 ,   pp.   1 214 - 121 7,   20 05 .   [2 ]   N .   B .   O t hm a n,   M a g ne t i c   N a no pa r t i c l e   I m a g i ng   f o r   B i o m e di c a l   A ppl i c a t i o ns ,   un pub l i s he d.   [3 ]   A .   A .   S a di q ,   N .   B .   O t hm a n,   a nd  M .   M .   A bdul   J a m i l ,   M a g ne t i c   pa r t i c l e   i m a g i ng   s y s t e m   f o r   c a nc e r   di a g no s i s :   a o v e r v i e w ,   A R P N   J our nal   o f   E ng i ne e r i ng   an A p pl i e S c i e nc e s ,   v o l .   10 ,   pp .   8556 - 85 61 ,   2 015 .   [4 ]   T .   M .   B uz ug ,   G .   B r i ng o ut ,   M .   E r be ,   K .   G r ä f e ,   M .   G r a e s e r ,   M .   G r ü t t ne r ,   a nd   J .   H a e g e l e ,   M a g ne t i c   p a r t i c l e   i m a g i ng :   a i nt r o duc t i o t o   i m a g i ng   a nd   ha r dw a r e   r e a l i s a t i o n,   Z e i t s c hr i f t   f ür   M e di z i ni s c he   P hy s i k ,   v o l .   22 ,   pp .   323 - 334 ,   2012 .   [5 ]   B .   G l e i c h,   P r i nc i p l e s   a nd  a pp l i c a t i o ns   o f   m a g ne t i c   pa r t i c l e   i m a g i ng .   Spr i nge r   S c i e nc e   &   B us i ne s s   M e di a ,   G e r m any 2013 .   [6 ]   S .   T a na k a ,   H .   M u r a t a ,   T .   O i s h i ,   Y .   H a t s uka de ,   Y .   Z ha ng ,   H .   H o r ng ,   a nd  H .   C .   Y a ng ,   I m a g i ng   o f   m a g ne t i c   na no pa r t i c l e s   us i ng   t he   s e c o nd  ha r m o ni c   of   m a g ne t i z a t i o w i t a   D C   bi a s   f i e l d ,   I E E E   T r an s ac t i on s   on  M a gne t i c s v o l .   51,   p p.   1 - 4 ,   2 015 .   [7 ]   K .   E npu ku ,   Y .   T s u j i t a ,   K .   N a ka m u r a ,   T .   S a s a y a m a ,   a nd  T .   Y o s hi da ,   B i o s e n s i ng   ut i l i z i ng   m a g ne t i c   m a r ke r s   a nd   s upe r c o nduc t i ng   qu a n t um   i n t e r f e r e nc e   de v i c e s ,   S upe r c on duc t o r   S c i e nc e   and   T e c hn ol o gy ,   v o l .   30 ,   pp.   1 - 12 ,   201 7.   [8 ]   T .   M i z o g u c hi ,   A .   K a ndo r i ,   R .   K a w a ba t a ,   K .   O g a t a ,   T .   H a t o ,   A .   T s uka m o t o ,   a n K .   E np uku ,   H i g hl y   s e ns i t i v e   t hi r d - ha r m o ni c   de t e c t i o m e t ho o f   m a g ne t i c   na no pa r t i c l e s   us i ng   a A C   s us c e pt i b i l i t y   m e a s ur e m e n t   s y s t e m   f o r   l i q ui d - pha s e   a s s a y ,   I E E E   T r an s ac t i ons   on   A p pl i e S upe r c o n duc t i v i t y ,   v o l .   2 6,   pp .   1 - 4,   20 16 .   [9 ]   T .   M o r i s h i g e ,   T .   M i ha y a ,   S .   B a i ,   T .   M i y a z a ki ,   T .   Y o s hi da ,   M .   M a t s uo ,   a nd  K .   E n puku ,   H i g hl y   s e ns i t i v e   M a g ne t i c   N a no pa r t i c l e   I m a g i ng   us i ng   C oo l e d - C u/ H T S - S up e r c o nduc t o r   P i c kup  c o i l s ,   I E E E   T r an s a c t i on  on  A pp l i e Supe r c on duc t i v i t y ,   v o l .   24 ,   pp   10 5 - 109,   2 014 .   [1 0 ]   T .   S a s a y a m a ,   Y .   T s u j i t a ,   M .   M o r i s hi t a ,   M .   M u t a ,   T .   Y o s hi da ,   a nd  K .   E npu ku ,   T h r e e - di m e n s i o na l   m a g ne t i c   na no pa r t i c l e   i m a g i ng   us i ng   s m a l l   f i e l g r a di e nt   a n m u l t i p l e   pi c k up  c o i l s ,   J ou r na l   o f   M ag ne t i s m   an M ag ne t i c   M a t e r i a l s ,   v o l .   42 7,   pp .   143 149 ,   201 7.   [1 1 ]   C .   C .   Y a ng ,   S .   Y .   Y a ng ,   H .   H .   C h e n,   W .   L .   W e ng ,   H .   E .   H o r ng ,   J .   J .   C h i e h,   C .   Y .   H o ng ,   a nd   H .   C .   Y a ng ,   E f f e c t   o f   m o l e c ul e - pa r t i c l e   bi n di ng   o t he   r e duc t i o i t he   m i xe f r e q ue nc y   a l t e r n a t i ng   c ur r e nt   m a g ne t i c   s us c e p t i b i l i t y   of   m a g ne t i c   b i o - r e a g e nt s ,   J ou r na l   of   A p pl i e P hy s i c s ,   v o l .   1 12,   p p.   0 24704 ,   201 2.   [1 2 ]   T .   Y o s hi da ,   N .   B .   O t hm a n,   T .   T s ub a ki ,   J .   T a k a m i y a ,   a nd  K .   E n puku ,   E v a l ua t i o o f   H a r m o ni c   S i g na l s   f o r   t h e   de t e c t i o o f   m a g ne t i c   N a no pa r t i c l e s ,   I E E E   T r a ns a c t i on   o M ag ne t i c s ,   v o l .   48 ,   pp .   3788 - 37 91 ,   2012 .   [1 3 ]   N .   B .   O t hm a n,   T .   T s ub a k i ,   T .   Y o s hi da ,   K .   E np uku ,   a nd  A .   K a ndo r i ,   M a g ne t i c   N a no pa r t i c l e   I m a g i ng  U s i ng   H a r m o ni c   S i g na l s ,   I E E E   T r an s ac t i on   on   M agne t i c s ,   v o l .   48,   p p.   3 776 - 3779 ,   201 2.   [1 4 ]   K .   E np uku ,   Y .   U e o ka ,   T .   S a ka k i ba r a ,   M .   U r a ,   T .   Y o s h i da ,   T .   M i z o g uc hi ,   a nd  A .   K a ndo r i ,   L i qui d - pha s e   i m m uno a s s a y   ut i l i z i ng   bi nd i ng   r e a c t i o ns   be t w e e m a g ne t i c   m a r k e r s   a n t a r g e t s   i n   t he   pr e s e nc e   o f   a   m a g ne t i c   f i e l d ,   A p pl i e P hy s i c s   E x pr e s s ,   v o l .   7 ,   pp .   0 9700 1,   20 14 .   [1 5 ]   C .   J o hns o n,   N .   L .   A d o l phi ,   K .   L .   B ut l e r ,   D .   M .   L a v a t o ,   R .   L a r s o n,   P .   S c hw i ndt ,   a n P .   R .   F l y nn,   M a g ne t i c   r e l a xo m e t r y   w i t a a t o m i c   m a g ne t o m e t e r   a nd  S Q U I D   s e ns o r s   o t a r g e t e c a nc e r   c e l l s ,   J o ur n a l   o f   M a g ne t i s m   a n M a g ne t i c   M a t e r i a l s .   V o l .   24 ,   pp .   2 613 261 9,   20 12.   [1 6 ]   H .   J .   H a t ha w a y ,   K .   S .   B ut l e r ,   N .   L .   A do l phi ,   D .   M .   L o v a t o ,   R .   B e l f o n,   D .   F e g a n ,   a n D .   L .   H ub e r ,   D e t e c t i o o f   br e a s t   c a nc e r   c e l l s   u s i ng   t a r g e t e m a g ne t i c   na no pa r t i c l e s   a nd  u l t r a - s e ns i t i v e   m a g ne t i c   f i e l s e ns o r s ,   B r e as t   C an c e r   R e s e ar c h ,   v o l .   1 3,   pp .   R 108 ,   201 1.   [1 7 ]   S .   U c hi d a ,   Y .   H i g uc hi ,   Y .   U e o ka ,   T .   Y o s hi d a ,   K .   E npuk u,   S .   A da c hi ,   K .   T a n a be ,   A .   T s uka m o t o ,   a nd  A .   K a ndo r i ,   H i g hl y   s e ns i t i v e   l i qu i d - pha s e   de t e c t i o o f   bi o l o g i c a l   t a r g e t s   w i t h   m a g ne t i c   m a r ke r s   a nd   hi g T c   S Q U I D ,   I E E E   T r ans ac t i ons   on   A p pl i e Su pe r c on duc t i v i t y ,   v o l .   24 ,   pp .   1600 105 ,   2 014.   [1 8 ]   A .   A .   S a di q ,   M .   M .   A bdu l   J a m i l ,   a nd   N .   B .   O t hm a n,   S i ng l e - S i de M a g ne t i c   P a r t i c l e   I m a g i ng   us i ng   P e r i m a g   M a g ne t i c   N a no pa r t i c l e s ,   J ou r na l   o f   T e l e c om m un i c at i on ,   E l e c t r o ni c   and  C om pu t e r   E ng i ne e r i ng ,   s ubm i t t e f or   publ i c at i on .   [1 9 ]   A .   A .   S a di q ,   N .   B .   O t hm a n,   a nd  M .   M .   A bdul   J a m i l ,   E x c i t at i o c oi l   de s i gn  f o r   s i ng l e - s i de m agne t i c   pa r t i c l e   i m ag i ng   s c anne r ,   I I E E E   A s i a - P a c i f i c   C o nf e r e nc e   o n   A ppl i e E l e c t r o m a g ne t i c s ,   pp.   3 64 - 368 ,   D e c .   2 016 .   [2 0 ]   A .   A .   S a di q ,   N .   B .   O t hm a n ,   a n M .   M .   A bdul   J a m i l ,   C om pu t a t i on al   and  E x pe r i m e nt al   S t ud y   of   G r a di om e t e r   C oi l   Se ns or   D e s i g f o r   Si ng l e - Si de M ag ne t i c   P ar t i c l e   I m ag i n g,   I J o ur na l   o f   P h y s i c s :   C o n f e r e nc e   S e r i e s ,   v o l .   1049 ,   N o .   1,   pp .   012 068 ,   J u l .   20 18 .   [2 1 ]   A .   A .   S a di q ,   N .   B .   O t hm a n ,   M .   M .   A bdul   J a m i l ,   M .   Y o us e f f i ,   M .   D e ny e r ,   W .   W .   Z a ka r i a ,   a nd  M .   M .   T o m a r i ,   F o ur t h - O r de r   B u t t e r w o r t A c t i v e   B a ndpa s s   F i l t e r   D e s i g f o r   S i ng l e - S i de M a g ne t i c   P a r t i c l e   I m a g i ng   S c a nne r .   J our nal   o f   T e l e c om m uni c a t i o n,   E l e c t r oni c   and   C om pu t e r   E ng i ne e r i ng v o l .   1 0,   no .   1 - 17 ,   p p.   17 - 21 ,   201 8.   [2 2 ]   F .   T .   S a t t e l ,   T .   K no pp ,   S .   B i e d e r e r ,   B .   G l e i c h,   J .   W e i z e n e c ke r ,   J .   B o r g e r t ,   a nd  T .   B uz ug ,   S i ng l e - s i de de v i c e   f o r   m a g ne t i c   p a r t i c l e   i m a g i ng ,   J our na l   o f   app l i e ph y s i c s ,   v o l .   42 ,   no .   2,   pp .   1 - 5,   200 9.   [2 3 ]   A .   P a t ha k,   A e l e m e nt a r y   a r g um e nt   f o r   t he   m a g ne t i c   f i e l d   o ut s i de   a   s o l e no i d ,   E ur ope an  J o ur na l   o f   P hy s i c s ,   v o l .   38,   no .   1,   p p.   01 5201 ,   201 6.   [2 4 ]   K .   H .   S o ng ,   C .   K i m ,   C .   M .   C o bl e y ,   Y .   X i a ,   a n L .   V .   W a ng ,   N e a r - i nf r a r e g o l na no c a g e s   a s   a   ne w   c l a s s   o f   t r a c e r s   f o r   pho t o a c o us t i c   s e n t i ne l   l y m ph  no de   m a ppi ng   o a   r a t   m o de l ,   N ano  l e t t e r s ,   v o l .   9 ,   no .   1 ,   pp .   18 3 - 188,   2008 .   [2 5 ]   Y .   Z ha ng ,   H .   M u r a t a ,   Y .   H a t s u ka de ,   a nd  S .   T a na k a ,   S up e r p a r a m a g ne t i c   na no pa r t i c l e   d e t e c t i o us i ng   s e c o nd  ha r m o ni c   o f   m a g ne t i s a t i o r e s po ns e   R e v i e w   of   s c i e nt i f i c   i n s t r um e n t s ,   v o l .   84 ,   no .   9 ,   pp .   0947 02 ,   2 013 .   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
In do n e s i a J   E l e c   E ng  &   Co m S c i     IS S N :   2502 - 4752       Magne t i c   p ar t i c l e   i m agi ng  s i gnal   a c qui s i t i on  us i ng   s e c ond   ( Muham m ad  Mahad i   A bdu l   J am i l )   239   [2 6 ]   S .   W a a nd e r s ,   M .   V i s s c he r ,   R .   R .   W i l de bo e r ,   T .   O .   B .   O d e r k e r k,   H .   J .   K r o o s ho o p,   a nd  B .   T .   H a ke n ,   A   ha ndhe l d   S P I O - ba s e s e n t i ne l   l y m ph  no de   m a pp i ng   de v i c e   u s i ng   di f f e r e n t i a l   m a g ne t o m e t r y ,   P hy s i c s   i n   m e di c i ne   an bi o l og y ,   v o l .   6 1,   no .   22 ,   pp .   8 120 - 813 4,   20 16 .   [2 7 ]   K .   G r ä f e ,   M .   W e be r ,   T .   S a t t e l ,   a nd   T .   B uz ug ,   T he   pr e c i s i o o f   a M P I   S c a nne r   C o ns t r uc t i o n:   R e g i s t r a t i o o f   M e a s u r e a nd  S i m ul a t e M a g ne t i c   F i e l ds ,   B i om e di c a l   E ng i ne e r i n g/ B i om e di z i n i s c he   T e c hni k ,   v o l .   58 ,   n o .   1 ,   pp .   1 - 2,   201 3.   [2 8 ]   T .   K no pp,   a nd  T .   M .   B uz ug ,   M a g ne t i c   pa r t i c l e   i m a g i ng:   a i n t r o duc t i o t o   i m a g i ng   pr i nc i p l e s   a nd  s c a nne r   i ns t r um e n t a t i o n .   Sp r i nge r   Sc i e nc e   &   B u s i ne s s   M e di a ,   B e r l i n ,   2012 .         B I O G R A P H I ES   O F   A U T H O R S       T s .   D r .   M uh a m m a M a ha d i   B i n   A bdul   J a m i l   i s   a A s s o c i a t e   P r o f e s s o r   a t   U n i v e r s i t i   T un   H us s e i n   O nn  M a l a y s i a .   H e   i s   ho l d i ng   a   P hD   o f   E l e c t r o ni c   E ng i ne e r i ng   i B i o m e di c a l   E ng i ne e r i ng   f r o m   U ni v e r s i t y   o f   B r a df o r d,   U K .         A bdul ka d i r   A buba k a r   S a di i s   a   s t ud e nt   w ho   i s   c ur r e nt l y   unde r t a ki ng   hi s   P hD   s t udy   pr og r a m   unde r   F a c ul t y   of   E l e c t r i c   a n E l e c t r o ni c   E ng i n e e r i ng ,   U T H M ,   J o ho r .           T s .   M uh a m m a S h ukr i   A hm a i s   a   S e n i o r   L e c t ur e r   a t   D e pa r t m e n t   o f   E l e c t r i c a l   a nd  E l e c t r o ni c   E ng i ne e r i ng ,   U n i v e r s i t i   T un   H us s e i O n M a l a y s i a .   H e   i s   ho l di ng   a   M a s t e r   o f   E l e c t r i c a l   E ng i ne e r i ng   f r o m   T e c hni c a l   C o l l e g e   U n i v e r s i t i   T un   H us s e i n   O nn ,   M a l a y s i a .         N oo r di A s i m i   M o hd  N o o r   i s   a A s s o c i a t e   P r o f e s s o r   a t   F a c ul t y   o f   I nnov a t i v e   D e s i g a nd   T e c hno l o gy ,   U ni v e r s i t i   S u l t a n   Z a i na l   A bi di n .         N ur   A di l a A bd   R a hm a n   i s   a   s t u de n t   w ho   i s   c ur r e n t l y   unde r t a k i ng   he r   P hD   s t udy   pr o g r a m   unde r   F a c ul t y   o f   E l e c t r i c   a nd  E l e c t r o ni c   E ng i ne e r i ng ,   U T H M ,   J o ho r .   S he   i s   ho l d i ng   a   M a s t e r   o f   E l e c t r i c a l   E ng i n e e r i ng   i n   B i o m e d i c a l   E ng i ne e r i ng   f r o m   U n i v e r s i t i   T un  H u s s e i n   O nn   M a l a y s i a .         D r .   N ur m i z a   O t hm a i s   a   S e ni o r   L e c t ur e r   a t   U ni v e r s i t i   T u H u s s e i O nn  M a l a y s i a .   S h e   i s   ho l di ng   a   P hD   o f   E ng i ne e r i ng   i E l e c t r i c a l   a nd  E l e c t r o ni c   E ng i n e e r i ng   f r o m   K y us hu  U n i v e r s i t y ,   J a pa n.     Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.