Tümörlü doku tespiti için pennes'in biyoısı transfer yaklaşımıyla kan perfüzyon parametresinin tahmininde hibrit bir model: zaman domeninde sonlu farklar yöntemi ve sezgisel algoritmalar


Tezin Türü: Yüksek Lisans

Tezin Yürütüldüğü Kurum: Gazi Üniversitesi, Sağlık Bilimleri Enstitüsü, Türkiye

Tezin Onay Tarihi: 2023

Tezin Dili: Türkçe

Öğrenci: Barış GÜRSU

Danışman: Elçin Özgür Büyükatalay

Açık Arşiv Koleksiyonu: AVESİS Açık Erişim Koleksiyonu

Özet:

İnsan vücudunda, vücut içi metabolik faaliyetlerle ısı üretimi olur. Dokuların aynı, tek tip sıcaklıkları yoktur. Dokulardaki sıcaklık farklılıkları, ısı transferine neden olur. İnsan vücudu, çevre ortamla bir ısı alışverişi içerisindedir. Dolayısıyla insan vücudu, termodinamik bir sisteme benzetilebilir. Canlı dokularda ısı transferi olan biyoısı transferi, ısı transferinden daha karmaşıktır. Kan perfüzyonu, metabolik ısı üretimi, dokularda iletim, kan yoluyla taşınım, damarsal yapı, komşu dokular, çevre ısıl şartları, dokuların, kanın, damarların fizyolojik özellikleri, sıcaklıkları gibi birçok parametre biyoısı transferinde etkilidir. Vücut dokularında iletim yoluyla, kanda taşınım yoluyla biyoısı transferi olur. Bunlar ve cilt aracılığıyla iletim, taşınım, ışıma ve buharlaşma yoluyla termoregülasyon sağlanır. Vücudun tümünde olan termoregülasyon, lokalde her bir dokuda da iletim ve taşınımla sağlanır. Biyoısı transferi, tümör tedavisi (hipertermiya, kriyodondurma vs.), yanık teşhis, tedavileri, algolojik tedaviler, elektromanyetik dalga kaynaklarının (cep telefonu, mikrodalga vs.) etkileri gibi birçok tanı, tedavi alanında matematiksel temel oluşturur. Tezde, Pennes’in biyoısı transfer yaklaşımıyla tümörlü doku tespitinde kan perfüzyonunun tahmini amaçlanmıştır. Temeli ısı difüzyon denklemi olan biyoısı transfer yaklaşımını, ilk, Pennes tanımlamıştır. Tümörlü doku tespitinde, cilt lokal sıcaklık referansıyla, Pennes’in biyoısı transfer denklemi, zaman domeninde sonlu farklar yöntemiyle(FDTD) çözülerek sıcaklıklar bulunurken, Sezgisel Algoritmalarla(SA) kan perfüzyonu bulunmuştur. SA’dan, Genetik Algoritmalar(GA) ve Diferansiyel Evrim Algoritması(DEA) kullanılmıştır. FDTD ve SA birlikte çalışmaktadır. FDTD, SA’ya sıcaklıkları bulurken, SA, FDTD’ye kan perfüzyonunu bulmaktadır. Programlama MATLAB’da yapılmıştır. Hibrit modelle, sadece kan perfüzyonu değil, metabolik ısı değerleri de tahmin edilmiştir. Hem kan perfüzyonu hem de metabolik ısı değerlendirmesiyle tümörlü doku tahmini yapılabildiği gibi, sadece metabolik ısı ve sadece kan perfüzyonu değerlendirmeleriyle de tümörlü doku tahmini yapılabilmiştir.

Anahtar Kelimeler : Biyoısı Transferi, Kan Perfüzyon Oranı, Metabolik Isı Zaman Domeninde Sonlu Farklar, Sezgisel Algoritmalar