211
Archived Theses
0
DOIs Assigned
0%
DOI Rate
Discipline
İntervertebral diskektomide noktasal plazma tabanlı cerrahi cihaz tasarımı
Tez çalışması, cerrahi operasyonlarda kullanılan mekanik sistemler ve elektrocerrahi sistemlerine alternatif olarak plazma tabanlı (plazma jet) cerrahi cihaz sisteminin tasarımı ve yapılandırmasını ve canlı dışı testler ile prototip sistemin performans testlerini kapsamaktadır. Bu tez çalışmasındaki amaç; plazma ile kontrollü bir şekilde doku buharlaşmasını sağlamak ve çevre dokularda oluşabilecek hasarın minimuma indirgenmesini sağlayacak prototip bir cihaz oluşturmaktır. Tez çalışması aynı zamanda bursiyerliğini üstlendiğim 116E144 numaralı TÜBİTAK 1001 Bilimsel ve Teknolojik Araştırma Projesi olan "Omurga Diskektomi Ameliyatları İçin Cerrahi Alet Tasarımı ve Gerçeklemesi" projesi sürecinde yapılan çalışmalar sebebiyle spesifik olarak omurga diskektomi operasyonlarında kullanılabilecek nitelikte bir prototip cihazı ele almaktadır. Sistem, elektronik tasarım olarak; yüksek voltaj güç kaynağı devresi ve pedal-tetik modülünü içeren devre tasarımlarını barındırmakta, mekanik tasarım olarak; prob düzeneği ve cihaz kutu düzeneğinin tasarımlarını bulundurmaktadır. Oluşturulan tasarımlar neticesinde uygun sistem entegrasyonunun tamamlanmasıyla birlikte cihaz çalışma parametreleri, elektriksel güvenlik testleri ve "tıbbi cihaz yönetmeliği" incelemesi ile cihazın sınıflandırılması araştırmaları gerçekleştirilmiştir. Tüm bu çalışmalar sonucu, cihazın canlı dışı performansının belirlenebilmesi için standart bir referans sentetik polimer malzeme üretimi yapılarak deney tasarım matrislerine uygun şekilde cihaz canlı dışı testleri gerçekleştirilmiştir. Sonuç olarak, yapılandırılan prototip cihaz ile referans sentetik materyal üzerinde oluşturulan tahribatların "taramalı elektron mikroskobisi (SEM)" ile alan bilgisinin analizi ve "atomik kuvvet mikroskobisi (AFM)" ile tahribatın çevre dokuya etkilerinin analizleri ortaya konulmuştur.
Azot içerikli karbon nanopartikül üretimleri için kolay uygulanabilir bir yöntem önerisi: yoğun ortam plazması ve üretime etki eden faktörlerin istatistiksel analizi
Gerçekleştirilen tez kapsamında sınırlı sayıda araştırmacının üzerinde çalıştığı sıvı fazda yoğun ortam plazma teknolojisi (dense medium plasma) (SFYP) ile yapılan üretim prosesine etki eden işlem faktörleri(parametreleri) belirlenmiş olup, literatürde SFYP yöntemi ile çalışması bulunmayan azot içerikli karbon bazlı nanopartikül üretimleri yapılmıştır. Nanopartiküllerin büyüklüğüne göre kazandıkları özellikleri değişmektedir ve kullanılacağı uygulama alanına göre bu boyutlar değişim gösterdiğinden uygulama alanına göre seviyelerde seçim yapılabilmesi önemlidir. SFYP teknolojisi kullanılarak oluşturulan üretim prosesine etki eden bu faktörlerin nanopartiküllerin kritik kalite özelliği olan nanopartikül boyutu üzerine etkisi, istatistiksel deney tasarımı kullanılarak incelenmiştir. Tez çalışmasında, istatistiksel analizler deney tasarımı metotlarından tam faktöriyel deney tasarımı kullanılarak yapılmıştır. Faktör değerlerinin analiz edilmesi için dört faktör, her faktör için iki seviye belirlenmiş, 24 tam faktöriyel deney tasarımı yöntemi kullanılarak incelenmiştir. Kontrollü nanopartikül boyutunda üretimi sağlamak için bu üretimi etkileyebilecek dört faktör olarak süre, elektrotlar arası mesafe, akış hızı ve amin seçilmiştir. Faktörlerin alt ve üst seviyeleri süre 45 saniye (sn)- 90 sn, elektrotlar arası mesafe 2 milimetre (mm)- 5mm, akış hızı 3 litre/ dakika(l/dk)- 6 l/dk, amin ise 0,5 mililitre (mL)- 2 olarak belirlenmiştir. Nanopartiküllerin morfolojik ve yüzey analizinin yapılması amacıyla taramalı elektron mikroskopisi analizinden, elementsel analizinin yapılabilmesi için enerji dağılım spektrometresinden (EDX) ve kimyasal analiz için elektron spektroskopisiden (ESCA) yararlanılmıştır. Nanopartikül boyutları Image J programı ile piksel olarak ölçülmüş bu piksel ölçüm uzunluğu nano değerine çevrilmiş, boyut dağılımı bu değerlerden elde edilmiş ve Minitab 19 programında istatistiksel analiz ile incelenmiştir. Bu çalışma sonucunda süre, elektrotlar arası mesafe, akış hızı ve amin ana faktörleri anlamlı çıkmış, ikili ve üçlü etkileşimlerde anlamlılık olmasının yanında bazı etkileşimler arasında anlamsızlıklar olduğu gözlemlenmiştir. Faktörler arasındaki dörtlü etkileşimin ise anlamsız olduğu sonucuna varılmıştır.
Mikroskobik gölge görüntüleme tabanlı mikroakışkan sitometrisi
Hücre sayımı ve konsantrasyonlarının belirlenmesi teşhiste, tedavinin takibinde ve bilimsel araştırmalarda sıklıkla kullanılmaktadır. Akış sitometrisi hücreleri otomatik olarak sayan ve konsantrasyonlarını belirleyen standart bir yöntemdir. Araştırma amaçlı ve klinik teşhiste yaygın olarak kullanılmaktadır. Klasik akış sitometrisi hücreleri görüntülemeden, ışık saçılımı, geçişi ve emilimi ilkelerine dayanarak sayar. Cihaz büyük, hantal ve pahalıdır ayrıca oldukça gelişmiş bir optik ölçüm yöntemi olması nedeniyle yerinde teşhis uygulamaları için uygun değildir. Erken teşhis ve tedavinin hızlanması için yerinde teşhis önemlidir. Ayrıca kaynak kısıtlı bölgelerde gelişmiş laboratuvarlar olamayabileceği için yerinde teşhis yapabilen cihazlara ihtiyaç duyulmaktadır. Hücrelerin üsten aydınlatılmasıyla gölge görüntülerinin bir mikro akışkan içinde elde edilmesine mikroskobik gölge görüntüleme denir. Bu yöntem geniş alan lensiz bir görüntüleme sistemidir. Bu tez çalışmasında akış sitometirisi kanalına benzer bir mikro kanal düzeneği ve hücreler akış halindeyken mikro kanal içinde gölge görüntüleme yöntemiyle görüntüleyen bir geniş alan mikroskop sistemi tasarlanmıştır ve üretilmiştir. Elde edilen görüntülerden otomatik hücre sayımını gerçekleştiren Hough Dönüşümü tekniğine dayanan bir yazılım da üretilmiştir. Sistem küçük ve performansı düşük bir masa üstü bilgisayarla rahatlıkla çalışmaktadır, boyutları 15cmx15cmx30cm'dir. Tüm tasarım yaklaşık 1500 Avro'ya mal olmuştur, prototip için kullanılan gelişmiş kamera ve ışık sistemi için uygun maliyetli çözümler önerildiğinde 200 Avro'ya kadar maliyet azaltılabilir. Sistem 40 ul solüsyondaki 1666 hücreyi 1 saniyede sayabilmektedir. Sistem %87,75 hassaslık oranına ve %77,77 özgüllük oranına sahiptir. Akış sitometrisinin yerinde teşhiste kullanılabilmesi toplumsal ve ekonomik yarar getirebilir.
Görünür ışığa duyarlı Ag taşıyıcılı – CMC/MA/ODA-MMT'nin agnp üretimini aktive eden kompakt sistem tasarımı ve üretilen nanokompozitin antimikrobiyal analizi
Gümüş nanopartiküllerin antimikrobiyal olarak kullanılma çalışmaları son yıllarda giderek artmaktadır. Bu nedenle çeşitli gümüş (Ag) taşıyıcılı polimer yapıları oluşturulup, farklı yöntemler ile gümüş nanopartikül (AgNP) oluşumu teşvik edilmektedir. Bu tezin amacı; üç farklı dalga boyundaki (mavi, yeşil, kırmızı renklerindeki) görünür ışığın Ag-taşıyan CMC/MA/ODA-MMT nanokompozitte nanopartikül oluşumuna etkisi, bu aktivasyon prosesinin incelenmesi ve takibi için düşük maliyetli bir sistem tasarlanmıştır. Literatürde üç farklı görünür dalga boyunda aktivasyon sağlayıp hem de aktivasyonun gerçekleştiğini verilerle gösterebilen bir sisteme rastlanamamıştır. Bu nedenle kompakt ve düşük bir maliyetli el yapımı bir sistem tasarlanmış, üç farklı dalga boyundaki (yeşil, mavi, kırmızı renklerindeki) görünür ışık ile Ag-taşıyan CMC/MA/ODA-MMT nanokompozit, nanopartikül oluşumu için aktive edilmiş ve bu aktivasyon PIN fotodiyotlar ile algılanarak aktivasyon süreleri gözlemlenmiştir. Tasarlanan sistemle AgNP'lerin oluşum süresi boyunca potansiyel farkı tespit edilirken aktivasyon prosesinin bitişiyle potansiyel farkın sabitlendiği gözlemlenmiştir. Nanokompozit aktivasyonundan sonra mavi, yeşil ve kırmızı LED'ler ile aktive edilen numunelerin potansiyel fark- zaman eğrileri analiz edilmiştir. Aktivasyon süresince tüm LED'lerden alınan potansiyel farkının zamana karşı eksponansiyal eğri ile azaldığı tespit edilmiş, aktivasyon prosesinin bitişiyle potansiyel farkın sabitlendiği gözlemlenmiştir. Nanokompozitin aktivasyondan sonra her bir dalga boyu ile aktive edilen numunenin TEM-SEM analizleri, antimikrobiyal testleri yapılarak numuneler nanopartikül boyutları, antimikrobiyal aktiviteleri bakımından kıyaslanmıştır. Farklı dalga boylarıyla AgNP aktivasyonu yapılmış AgNP/CMC/MA/ODA-MMT'nin nanopartikül boyutlarında, LED'lerin enerji değerlerine göre kıyaslandığında; enerjisi yüksek olan LED'in AgNP boyutunun küçük olduğu tespit edilmiştir (AgNP boyut ortalamaları sırasıyla mavi LED ile aktive edilen numunenin 4-6 nm, yeşil LED ile aktive edilen numunenin 6-8 nm ve kırmızı LED ile aktive edilen numunenin 12-14 nm). Dalga boyunun yani enerjinin aktivasyon süresine etkili olduğu tespit edilmiştir. Enerjisi en yüksek olan LED'in AgNP aktivasyon süresinin daha kısa olduğu ölçülmüştür (ortalama aktivasyon süreleri sırasıyla mavi LED ile aktive edilen numunenin 12 dakika, yeşil LED ile aktive edilen numunenin 18 dakika ve kırmızı LED ile aktive edilen numunenin ise 24 dakikadır). Antimikrobiyal aktiviteyi gözlemlemek ve konsantrasyonun (2,5 mg/ml, 0,5 mg/ml, 0,1 mg/ml, 0,05 mg/ml, 0,01 mg/ml, 0,005 mg/ml, 0,001 mg/ml, 0 mg/ml) antimikrobiyal aktivite üzerindeki etkisini gözlemlemek için disk difüzyon testi yapılmıştır. Disk difüzyon testinin (Gram negatif E.coli 25922, P.aeruginosa 27853, Gram pozitif E.faecalis 29212 bakterileri ve maya olarak Candida albicans 10231) yapıldığı AgNP/CMC/MA/ODA-MMT'nin antimikrobiyal aktivitesinde numunelerin nanopartikül boyutları yaklaşık olarak aynı olduğu için nanopartikül boyutunun (dalga boyunun) anlamlı bir farklılık yaratmadığı gözlemlenmiştir. AgNP/CMC/MA/ODA-MMT konsantrasyonu yüksek olan numunelerin antimikrobiyal aktivitesinin yüksek olduğu gözlemlenmiştir. Bu çalışma için antimikrobiyal aktivitede AgNP/CMC/MA/ODA-MMT'nin konsantrasyonun etkili olduğu gözlemlenmiştir. Çalışmanın sonuçlarına bakarak Covid-19 ile mücadele edilen bu dönemde çevreye zararsız ve kontrollü bir şekilde antimikrobiyal nanomalzeme üretmek için kullanımı kolay, kompakt ve düşük maliyetli bir antimikrobiyal sistem tasarlandığı söylenebilmektedir.
Segmentation on brain MR images by using deep learning network and 3D modelling
In the last few years, utilizing deep learning techniques for predicting tumor presence on brain MR images became quite common.We offer a semantic segmentation method that uses a convolutional neural network to autonomously segment brain tumors on 3D Brain Tumor Segmentation (BraTS) image data sets using four different imaging modalities in this research (T1, T1C, T2, and Flair). In addition, our research incorporates whole-brain 3D imaging and a comparison of ground truth and anticipated labels in 3D. This method was effectively applied to acquire specific tumor regions and measurements such as height, width, and depth, and images were presented in various planes including sagittal, coronal, and axial. In terms of tumor prediction, the evaluation findings of semantic segmentation performed by a deep learning network are extremely promising. The average prediction ratio was found to be 91.718. The mean IoU (Intersection over Union) score was 86.946 and the mean BF score was 92.938. Finally, the test images' dice scores revealed a considerable resemblance between the ground truth and predicted labels. As a result, semantic segmentation metrics and 3D imaging can both be viewed as useful for effectively diagnosing brain tumors. Calculating the surface areas of the brain, real and predicted labels, and applying this process to all slices is very useful in terms of comparing tumor volume information. As a result, the predicted volume values are very close to the ground truth volume values, showing that this study can determine the presence of tumors by the deep learning method and tumor size by surface area algorithm. In addition, the calculation of the brain tumor volume and 3D modeling will facilitate clear visualization of the tumor site and understanding the size of the tumor.
Klinik laboratuvar örneklerinde hemoliz, lipemi ve ikter belirlenmesi için preanalitik okuyucu tasarlanması
Klinik laboratuvarlarda temel amaç, bir konsantrasyonun veya aktivitenin gerçek değerini belirlemektir. Bununla birlikte, sonuçlar genellikle hemoliz, ikterus ve lipemi interferan maddelerin varlığından dolayı etkilenir ve bu, numunenin görünümündeki renk değişikliği veya bulanıklık ile anlaşılmaktadır. Hemoliz, ikter ve lipemi serum indeksleri günümüzde spektral analiz ve görsel değerlendirme olmak üzere iki farklı yöntem ile tespit edilmektedir. Her biyokimya laboratuvarı maliyeti yüksek, yüksek teknolojik otoanalizör sistemlerine sahip değildir. Bu nedenle ölçümler sıklıkla görsel değerlendirme prosedürü uygulanarak yapılmaktadır. Serum örneklerindeki renk değişikliği kalibrasyon örnekleri ile görsel olarak karşılaştırılarak hemoliz, ikter ve lipemi seviyeleri derecelendirilmektedir. Görsel değerlendirmede sonuçların öznel kararlara bağlı olmasından, personelin tecrübesinden, iş yüküne bağlı olarak yorgunluğundan, laboratuvar ortam ve ışık koşullarından vb. nedenlerden dolayı sıklıkla etkilenmektedir. Sistemin mekanik kısımları SolidWorks ile tasarlanmış ve üç boyutlu bir yazıcı ile üretilmiştir. Okuyucu sistemin elektronik kontrolcüsü olarak Esp32 ve görüntü kayıtları için Ov2640 kamera kullanılmıştır. Okuyucu sistem gömülü yazılım çalışmaları Arduino IDE platformu C ve C++ programlama dilleri kullanılarak yapılmıştır. Görüntü işleme süreçleri için Python programlama dili ve yapay zekâ algoritmaları kullanılarak serum bölgesini oluşturan görüntü alanının renk verileri elde edilmiştir. Farklı indeks seviyelerine sahip 788 örneğin, hemoliz için 519 – 628 nm, ikter için 467 - 519 nm, lipemi için 467 – 519 - 628 nm dalga boyuna sahip ışık altında görüntü kayıtları yapılmıştır. R, G ve B renk değerleri ile hemoliz, ikter ve lipeminin serum indeksi değerleri ile arasında sırasıyla 0.92, 0.90 ve 0.86 oranında negatif ve güçlü korelasyon ilişkisi bulunmuştur. Elde edilen regresyon denklemlerinin determinasyon katsayısı hemoliz için 0.86, ikter için 0.82, lipemi için 0.88 olarak hesaplanmıştır. 197 test örneğinin görüntüleri kaydedilerek regresyon denklemlerinin ve manuel algoritmanın serum indeks seviyelerini tahmin etme başarıları hesaplanmıştır. Regresyon denklemlerinin hemoliz, ikter, lipemi serum indekslerinin var/yok (> H+, I+, L+) tespit doğruluğu sırasıyla %89, %72, %99 olarak bulunmuştur. Ayrıca regresyon denklemleri ile derecelendirilmiş hemoliz, ikter ve lipemi örnekler üzerinde başarı hesaplamaları yapılmıştır. H+ dereceli hemoliz için %86, H++ dereceli hemoliz için %86, I+ dereceli ikter için %82, I++ dereceli ikter için %89, I+++ dereceli ikter için %96, I++++ dereceli ikter için %98, L+ dereceli lipemi için %99 doğruluk oranı bulunmuştur. Geliştirilen manuel algoritma ile hemoliz, ikter, lipemi serum indekslerinin var/yok (> H+, I+, L+) tespit doğruluğu sırasıyla %78, %81, %99 olarak bulunmuştur. Bu çalışma sonucunda görsel değerlendirme yöntemine kıyasla sonuçların daha nesnel, hassas, kararlı ve doğru olduğu yeni bir serum indeks hesaplama yöntemi geliştirilmiştir. Çalışma sonucunda ticari oto analizörlere kıyasla uygun maliyetli, laboratuvar koşullarına uyumlu ve kullanıcı odaklı bir preanalitik okuyucu sistem geliştirilmiştir.
Düşük maliyetli 3 boyutlu biyo yazıcı tasarlanıp geliştirilmesi
Sanal ortamda tasarladığımız bir ürünü gerçeğe dönüştürmemizi sağlayan ya da hali hazırda var olan nesnelerin bire bir kopyalarını oluşturmamızı sağlayan cihazlar 3 boyutlu yazıcılardır. Günümüzde hızla yaygınlaşan bu teknoloji hemen her kesimin ilgisini çekmektedir. Kimisinin sadece hobi olarak gördüğü gibi kimisinin de malzeme tedariği için uygun bir yöntem olarak gördüğü sistemdir. Son zamanlarda klasik 3 boyutlu yazıcıların yanı sıra 3 boyutlu biyo yazıcılara olan ilgi de bir hayli artmıştır. İnsanların özellikle insanlar için doku ve organ basıp donör eksikliği, uyumlu organ sırası bekleme, bulunan organların vücuda uyumu gibi çeşitli sorunları ortadan kaldırma hayali bu sektörün gelişmesine katkı sağlamaktadır. 3 boyutlu yazıcıların özellikle de maliyetlerinden dolayı son yıllarda insanların kendi 3 boyutlu yazıcılarını yapma istekleri de artmış bulunmaktadır. Henüz yaygın olarak yapılmak istenen biyo yazıcılar olmasa da genel olarak kendi yazıcımızı üretmek hepimiz için heyecan verici hâle gelmiştir. Gerek maliyetler gerek kaynak bulma zorluğu bazı problemleri aşılamaz hale getirmektedir. Bütün bunlara rağmen gerekli malzemelerin bir kısmını başka bir 3 boyutlu yazıcıdan elde ederek hem malzeme tedariği zorlukları aşılıp hem de maliyet bir hayli düşürülebilmektedir. Bu çalışmada düşük maliyetli yeni bir 3B biyo yazıcı üretilmiştir. Klasik bir 3B yazıcıdan alınan baskılar ve açık kaynak olarak herkesin kullanımına sunulmuş olan Marlin yazılımı ile yeni bir 3 boyutlu biyo yazıcı üretilmiştir. Üretilmiş olan yazıcının ekstruder kısmı bir şırınga pompası şeklinde tasarlanmıştır. Tasarlanmış olan ekstruder kısmının tamamı Autocad Fusıon uygulaması ile sanal ortamda hazırlanmış ve 3 boyutlu yazıcıdan baskılanarak hazırlanmıştır. Yazıcının kontrolleri için Arduino Mega 2560 ve Ramp 1.6 kartları kullanılmıştır. Marlin yazılımı biyo yazıcı için uyumlu hâle getirilerek kartlara yüklenmesi ile sistemin kalibrasyonları yapılmış ve baskı yapılabilecek son şekline getirildi. Belli yüzdelerle hazırlanmış aljinat-jelatin çözeltileri ve el kremi ile bazı denemeler de yapılarak sistemin verimli çalışıp çalışmadığı kontrol edildi. Yapılan denemeler sonucunda üretilmiş olan bu yazıcının istenilen kalitede baskılar alınabilecek bir 3 boyutlu biyo yazıcı olduğu görülmüştür. Sonuçta kullanılan yöntemlerle üretim maliyeti bir hayli düşürülerek yaklaşık 2.000₺ maliyet ile bir biyo yazıcı üretilmesi başarılmıştır.
Uyuşturucuların/bağımlılık yapan malzemelerın test edılmesı /analızı ıçın mıkro/nano platformlar olarak yüzey modıfıye kalem grafıt elektrotlar (PGE'ler)
Son yıllarda sağlık alanında önemli olan uyuşturucu/bağımlılık yapıcı maddeler sağlık uygulamaları dışında belirli dozun üzerinde vücuda alındığında organizmada farklı nörolojik, fizyolojik ve davranışsal etkilere sahip olan ve alındığında ölüme yol açan önemli sorunlara yol açan maddeler olarak nitelendirilebilmektedir. Uyuşturucu kullanımı, dağıtımı ve benzeri uygulamalarda bulundurulması suç sayılan bu maddelerle ilgili yasal düzenlemeler geliştirilmiştir. Günümüzde test/analiz ve tarama işlemlerinde son derece hassas sonuçlar veren bazı immünokimyasal (Elisa, EMIT, CEDIA, FPIA) ve kromatografik teknikler (GC-MS, LC-MS/MS) mevcuttur, ancak bunu sağlayan taşınabilir sistemlere ihtiyaç vardır. özellikle saha testleri ve taramalarda hızlı ve doğru sonuçlar her geçen gün artmaktadır. Son yıllarda bu sistemler arasında özellikle elektrokimyasal temelli biyosensörler en çok tercih edilenler olup, hedeflenen ilaçların/benzer maddelerin varlığında elektrokimyasal değişiklikleri farklı prensiplere göre (voltametrik, amperometrik veya kondüktometrik gibi) ölçebilmektedir. Bunlar şu anda taşınabilir ve çok kısa sürede saha ölçümleri yapabilen sistemler olarak dikkat çekiyor. Bu çalışmanın kapsamı, elektrokimyasal tabanlı bir biyosensörde kurşun kalem grafit elektrotlarının (PGE'ler) yüzey modifikasyonudur. Bu kapsamda mikro/nano ölçekli kuyular veya tepeler oluşturularak PGE'lerin yüzey alanları/ölçüm kapasiteleri arttırılmaya çalışılmıştır. Mikro/nano kuyucuklar, ince bir polimerik film ile nefes figürü tekniği ile oluşturulur ve mikro/nano tepeler, hidroksiapatit kristallerinin PGE'lerin yüzeylerinde çökeltilmesiyle oluşturulur. Daha sonra, PGE'ler bakır sülfat ile işlendi ve mikro/nano platformların NaOH ile bazik koşullarda bakır oksitlerle süslenmesine izin verildi. Çalışmanın uygulama aşamasında model ilaç düşünülmüş ve bu maddenin fosfat tampon çözeltisi kullanılarak farklı konsantrasyonlarda çözeltileri hazırlanmış ve modifiye edilmiş PGE'ler ile bir kalibrasyon eğrisi elde edilmiştir. Platformların etkinlik testlerinde, konsantrasyonu bilinmeyen aynı numune kullanılarak nicel ölçümler yapılmıştır. Sonuçlar değerlendirildi ve özellikle mikro/nano tepelerden oluşan platformun umut verici olduğu anlaşıldı ve bu yöntem kullanılarak gerçek örneklerle çalışmaya devam edilmesine karar verildi.
Aylık lens kullanımı boyunca kontakt lens çözeltilerindeki ozmolalite değerinin stabilite değerlendirmesi
Kontakt lens çözeltileri (KLÇ), mercek protezi görevi gören kontakt lenslerin korunması, saklanması ve dezenfeksiyonu için önem taşımaktadır. Kontakt lens çözeltileri adeta in-vitro ortamda gözyaşının görevini yerine getirmektedir. Bu sebeple KLÇ'nin fiziksel ve kimyasal özellikleri gözyaşına benzer olmalıdır. Özellikle pH ve ozmolalite değerleri göz kuruluğu, göz yaralanmaları gibi hastalıklarda önem arz etmektedir. Tıbbi cihaz olarak değerlendirilen KLÇ'lerin klinik öncesi çalışmalarından onay aşamasına kadar birçok adım izlenmektedir. Bu adımlardan biri de ozmolalite stabilite testleridir. Bu tez çalışmasında, 7 farklı markaya ait KLÇ'lerin 30 gün boyunca günler arası çalışma periyotlarında ozmolalite değerleri arasında anlamlı bir fark olup olmadığının gözlemlenmesi için 3 farklı ölçüm grubu tasarımı modellenmiş ve ölçümlerden elde edilen sonuçların istatistiksel analizi yapılmıştır. Elde ettiğimiz bulgulara göre yapılan değerlendirmede bazı markaların ozmolalite değerinin stabilitesini kaybettiğini ve anlamlı farkların varlığı tespit edilmiştir. Çalışmada kontakt lens çözeltisinin, kontakt lens üzerindeki etkisi in-vitro ortamda gerçekleştirilmiş olup gelecekteki çalışmalarda kontakt lens kullanan bireylerin kontakt lens değiştirme periyotlarından alınan veriler ile değerlendirme çalışmalarının yapılabileceği öngörülmektedir.
Patojenlerin tutulması ve yok edilmesini sağlayan medikal maskelerin geliştirilmesi
Covid-19 salgını gibi hastalığın/hastalıkların bulaşmasını engellemenin en etkin yollarından biri olarak maske kullanımı öngörülmektedir. Söz konusu maske uygulamaları arasında en yaygın olanlar genel olarak cerrahi (ya da medikal) maske ve N95 tipi maskelerdir. Bu maskeler onlarca yıldır benzer amaçlarla yoğun ve yaygın olarak kullanılmaktadır. Bu maskelerden cerrahi maskeler özellikle sahip oldukları ekonomik avantajlardan dolayı en yaygın olarak kullanılan tür olmuş ve olmaya devam etmektedir. Öte yandan cerrahi maskelerin yeni nesil olan türlerinde bazı antibakteriyel ya da antiviral ajanların bu maskelere ilave edilmesiyle bu maskelere, bakteri ve/veya virüsleri yok ederek sadece bu gibi ajanların tutulması fonksiyonunun ötesinde bulaşmayı engelleyici/hayat kurtarıcı fonksiyonlar kazandırılması üzerine yoğun araştırmalar yapılmaktadır. Bu amaçla söz konusu yeni nesil maskelerde özellikle değişik biyosidal etkiye sahip ajanlarında kullanımı araştırılmaktadır. Yeni nesil maskelerin hazırlanmasında sentetik polimerik malzemeler (örneğin; naylon, polivinil alkol, vb.) kullanılabildiği gibi biyopolimerik yapılar da (örneğin; mikrobiyal polyesterler, ipek proteinleri, aljinat vb.) fiber malzemesi olarak kullanılabilmektedir. Maskelere biyosidal özellik kazandırılmak üzere değişik metal oksit nanoyapıların yukarıda belirtilen stratejilerden en uygun olan belirlenerek maske malzemelerine entegre edilmesi mümkün olabilmektedir. Biyosidal metal oksit malzemelere örnek olarak bakır ve çinko oksit yapıları sıklıkla değerlendirilen malzemelerdir. Sunulan tez çalışmasında, ipek fibroin kullanılarak yeni nesil maskelerin tasarımları gerçekleştirilmiş ve hidroksi apatit ile bakır oksitlerin kullanımıyla maskelere biyosidal özellikler kazandırılmaya çalışılmıştır. Yapılan çalışmalarda Staphylococcus aureus, Pseudomonas aeruginosa, Klebsiella pneumoniae, Micrococcus luteus bakterileri kullanılmış ve belirli oranda bakır oksidin Pseudomonas aeruginosa dışında tüm bakterilere karşı geliştirilen yapıların etkili olduğu anlaşılmıştır. Ayrıca bakır derişimin artmasıyla antibakteriyel etkinliğin arttığı belirlenmiştir.
Viral yapıların tayininde kullanılmak üzere elektrokimyasal temelli biyosensör platformlarının geliştirilmesi
Virüslerin neden olduğu bulaşıcı hastalıklar (influenza, Zika, insan immün yetmezliği, Ebola, dang, hepatit ve Covıd-19 virüsü gibi) yüzyılın son çeyreği boyunca tüm dünyanın gündeminde olan ve insanların en önemli sorunlarından biri haline gelen hastalıklardır. Hastalığa yakalanan kişilerin acil olarak tanımlanması, hastalığa yakalanan bu kişilerin etkili bir şekilde tedavi edilmesini sağlayacaktır. Bu bağlamda, polimeraz zincir reaksiyonu (PCR) bazlı yöntemler, hassasiyetle yanıt veren en genel ve yaygın olarak kullanılan yöntem olmuştur. Bununla birlikte, PCR uygulamalarında karşılaşılan bazı dezavantajlar nedeniyle (özellikle; test protokolündeki detaylar, zaman açısından uzun sürmesi, ekonomik olmaması, kullanıcının uzman olması gerekliliği, alanda/alan ölçümleri vb. için uygun olmaması vb), yeni nesil (bir başka deyimle hızlı sonuç verebilen, ekonomik, hassas, yerinde uygulama için uygun vb.) çözüm sağlayabilecek sistemlere ihtiyaç duyulmaktadır. Çok sayıda test tabanlı analiz yöntem ve tekniğinde kullanılan farklı test-teşhis uygulamaları konusunda elektroanalitik sistemlerin önemli avantajları vardır. Bu sunum kapsamında, elektrot yüzeylerinin uygun biyokimyasal ve viral yapılar kullanılarak yüzey baskılı elektrotlar için düşük maliyetli, minyatürleştirilmiş elektrokimyasal platformlar uygun ajanlarla dekore edilmiştir. Bu platformlar, viral patojenik hastalıkların tanımlanması için bazı özel viral proteinlerin belirlenmesi şeklinde kullanılabilir. Bu çalışmada; bakır ile modifiye edilmiş olan grafit elektrotlar geliştirilmiş ve SEM ile karakterize edilmiştir. Geliştirilen elektrotlar değerlendirilen numunelerdeki protein miktarını ölçmek için Covid-19 N proteini antikoru ile donatılmıştır. Dönüşümlü voltametri (CV) sinyallerine bakıldığında N protein antikoru kaplanmış elektrodun 1.156 mA olduğu, N protein antijeni ile kaplanan elektrodun 0.712 mA olduğu saptanmıştır. N protein saptamasında modifiye edilmiş elektrotların elektrokimyasal aktivitesi üzerinde bariz bir etkisi olduğu gösterilmiştir. Yapılan ölçümlerde önce bilinmeyen numuneler için bir kalibrasyon eğrisi hazırlanmış ve daha sonra N protein miktarı virüs pozitif veya virüs negatif olarak belirlenmiştir.
Radyoloji görüntülerinden COVID19 zatürresi analizi
COVID19, ilk olarak 2019 yılı sonunda Aralık ayında ortaya çıkmıştır ve ilk vaka Çin'in Wuhan kentinde görülmüştür. Birkaç ay içerisinde tüm dünyayı saran bir pandemi haline gelen hastalığa dönüşmüştür. Hastalığa sebep olan virüs, SARS virüs ailesine ait olan SARS-CoV-2'dir. Hastalığın başlıca belirtileri, yüksek ateş, halsizlik, öksürük ve nefes darlığıdır. Hastalığın ilerleyen safhalarında çeşitli sindirim sistemi rahatsızları, kalp rahatsızlıkları ve zatürre gibi mortaliteyi artıran sonuçlar görülebilir. Radyolojik görüntüler COVID19 pandemisi döneminde, hastalığın zatürre oluşturup oluşturmadığını incelemek ve eğer akciğerlerde zatürre oluştuysa bunun durumunun takibi için kullanılmaktadır. Radyolojik görüntüler birkaç başlık altında açıklanabilmektedir; röntgen görüntüleri, manyetik rezonans görüntüleri, pozitron emisyon tomografisi görüntüleri ve bilgisayarlı tomografi görüntülerinden oluşmaktadır. Bilgisayarlı tomografi genellikle kemik dokusu, damar dokuları, kalp dokusu ve akciğer dokuları gibi çeşitli bölgelerin incelenmesi amacıyla kullanılabilmektedir. COVID19 pandemisi döneminde de, zatürre tespiti için en çok kullanılan yöntemlerden birisi olmuştur. Bunun başlıca sebepleri, yüksek çözünürlüklü görüntüler sunması, kısa sürede sonuç alınabilmesi, çok katmanlı görüntüler sunduğu için detaylı bilgiler sunması şeklinde sayılabilir. Bilgisayarlı tomografi görüntüleri lezyonların tespitinin yanı sıra hastalığın akciğerler üzerinde seyrinin takip edilmesi için de kullanılabilmektedir. Bu çalışmada VGG16, ResNet50, ResNet50v2 ve katman eklenmiş ResNet50v2 mimarileri ile 12967 görüntü, oluşturulan sistem tarafından eğitilmiş ve test edilmiştir. Eğitilen katman eklenmiş ResNet50v2 modeli ile sınıf aktivasyonu görüntüler üzerinde görselleştirilmiştir. Yapılan testlerin sonuçlarına göre katman eklenmiş ResNet50v2 modeli %97.83 hassasiyet, %99.47 özgüllük ve %99.53 test kesinliği vermiştir.
Bilgisayar destekli sperm analiz sistemi
Dünya Sağlık Örgütü'nden (World Health Organization (WHO)) elde edilen verilere göre gebelik planlayan çiftlerin %15'i infertiliteden etkilenmektedir. İnfertilite, çocuk sahibi olmak isteyen çiftlerin bir yıl boyunca korunmasız cinsel ilişkide bulunup gebeliğin olmaması durumudur. İnfertilitenin kadın ya da erkek kaynaklı olup olmadığının doğru analiz edilebilmesinin en basit yolu sperm analizidir (spermiyogram testi). Geleneksel metotlar uygulanarak yapılan standart sperm analizleri, üreme kliniklerinde veya laboratuvarlarda rutin olarak uygulanmaktadır ve bu analiz, çocuk sahibi olmak isteyen çiftlerde infertilitenin teşhis ve tedavisi adına önem taşımaktadır. Bununla birlikte, sperm analizi subjektif değerlendirmelere bağlı olduğundan kantitatif sonuçlar elde edilememektedir. Son yıllarda sperm kalitesini analiz etmek için bilgisayar destekli sistemlerle görüntü işleme ve analizi yöntemleri kullanılmaya başlanmıştır. Bilgisayar Destekli Sperm Analiz (Computer Aided Sperm Analysis (CASA)) sistemlerinde spermatozoid motilitesi, mobilitesi ve morfolojisi analiz edilmektedir. Bu çalışmada da Ankara Şehir Hastanesi Onkoloji Binası Androloji-Üroloji Kliniği'nden elde edilen dijital görüntüler işlenerek sperm analizi gerçekleştirilmiştir. Çalışma sonucunda mevcut CASA sistemlerinden farklı olarak WHO'da belirtilen sperm kinematik parametrelerinin tamamını inceleyen, kullanıcı kaynaklı hataları minimize ederek daha doğru ve daha güvenilir sonuçlar elde eden bir sistem geliştirilmiştir.
Beyaz kan hücrelerinin evrişimli sinir ağları ile sınıflandırılması ve bölütlenmesi
Son yıllarda beyaz kan hücrelerinin kan yayma görüntülerinden derin öğrenme yöntemleri kullanılarak tespiti, sınıflandırılması ve bölütlenmesi oldukça yaygınlaşmıştır. Beyaz kan hücrelerinin sınıflandırılması ve bölütlemesi lösemi, anemi ve çeşitli enfeksiyonlar gibi hastalıkların teşhisinde önemli rol oynamaktadır. Son yıllarda kan yayma görüntülerinin mikroskop altında incelenmesi gibi manuel yöntemlerin ve geleneksel algoritmaların yetersizliği sebebiyle işlem gücünün de artmasıyla bu tür problemlerin çözümünde derin öğrenme yaklaşımları sıklıkla kullanılmaya başlanmıştır. Sunulan tez çalışmasında beyaz kan hücrelerinin sınıflandırılması ve bölütlenmesi için iki ayrı yapay sinir ağı modeli oluşturulmuştur. Sınıflandırmada beyaz kan hücreleri bazofil, nötrofil, eozinofil, monosit ve lenfosit olmak üzere 5 sınıfa ayrılmıştır. Bölütlemede ise bazofil hariç 4 sınıfa (nötrofil, eozinofil, lenfosit ve monosit) ayrılmıştır. Bazofil hücre tipi, çekirdek ve sitoplazmasının neredeyse aynı büyüklükte olması nedeniyle bölütlemede kullanılmamıştır. Beyaz kan hücrelerinin bölütlemesi için semantik bölütleme yöntemi kullanılmıştır. Bölütleme için arka plan, çekirdek ve sitoplazma olmak üzere üç piksel sınıf etiketi belirlenmiştir. Yapılan çalışmaların performansını değerlendirmek için çeşitli performans değerlendirme metrikleri kullanılmıştır. Sınıflandırma için doğruluk, kesinlik, duyarlılık ve F1 Skoru değerleri; bölütleme için doğruluk, BF skoru ve IoU değerleri hesaplanmıştır. Sunulan tez çalışmasında, önerilen yöntemin literatürde yer alan diğer çalışmalarla karşılaştırıldığında sınıflandırmada daha iyi performansa sahip olduğu tespit edilmiştir. Ayrıca önerilen bir diğer yöntem olan bölütleme algoritmasıyla birlikte elde edilen başarılı sonuçlar ile klinik alanda hastalıkların teşhisinde kullanılabilecek bir tanı aracı da gelecek perspektifini oluşturmaktadır. Bu sunulan çalışmada, beyaz kan hücrelerinin hızlı ve doğru şekilde sınıflandırılması ile bölütlenmesi sağlandığı için hastalıkların erken teşhisinde önemli bir rol oynayabileceği çalışmanın önemini arz etmektedir. Ayrıca oluşturulan sistemin eğitilerek büyük mikroskop görüntülerinden beyaz kan hücrelerinin olduğu kısımlar tespit edilerek bu hücreleri tanıyabilen bir sistem oluşturmak amaçlanmıştır.
Taramalı tünelleme mikroskobu (TTM) cihazı tasarım imalatı ve biyolojik uygulamaları
Taramalı Tünelleme Mikroskobu (TTM) yüzey topografisini angström (Å) mertebesinden mikron (?) seviyelerine kadar görüntüleyebilen prop mikroskop ailesine ait olup bir yeni kuşak mikroskoptur. TTM bir ön hazırlama aşaması olmadığı ve yüksek enerjili ışınlar kullanılmadığı için biyolojik moleküllerin üç boyutlu yapısını bozmadan, bulundukları ortamda görüntülenmesini sağlamaktadır.Sunulan bu tezin ana amacı bir TTM cihazı imal edilerek çeşitli biyolojik moleküllerin yüzey özelliklerinin incelenmesi çalışmalarına katkı sağlamaktır. Tasarlanan bu cihaz mekanik, elektronik, veri toplama ve bilgisayar yazılımı ana bölümlerinden oluşmaktadır.Tarama işlemi genel olarak yüzey ile TTM iğnesi arasında oluşan tünel akımının yüzey özelliklerine göre değişimi ve bu değişimin algılanması şeklinde çalışmaktadır. Tarama işlemini gerçekleştirecek piezoelektrik tüp için, bipolar güç kaynağı ile akım/voltaj çeviricisi tasarlanıp imal edilip elektronik performans açısından incelenmiştir. Tarama işleminin gerçekleştirileceği mekanik kısım ile algılanan akımın kontrolünü sağlayan bir PI kontrol devresi tasarlanıp imal edilmiştir. Alınan akım bilgisi bilgisayar ve yazılım yardımıyla görüntü haline getirilmiştir. Elde edilen görüntüler ticari cihazlardan alınan görüntülerle karşılaştırılıp üretilen tasarımın yetkinliği gözlemlenmiştir.
Dismorfik hastalıkların görüntü analizi ile ayırt edilmesi
Dismorfiğin kelime anlamı insanın doğuştan şekil bozukluğu olaraktanımlanmaktadır. Dismorfik otozomal kromozom hastalıkların günümüzde en sıkrastlanan sendromu trizomi 21 yani down sendromudur. Bu nedenle downsendromunun klinik ön tanı tespiti önem arz etmektedir. Klinik ön tanı, referanskitaplardaki örnek resimlerden karşılaştırma yolu ile veya hekimden hekime değişiklikgösteren tecrübe faktörü sayesinde konulabilmektedir. Bu çalışmada, downsendromu şüphesine sahip kişilere farklı klinik ön tanıların konulmasınıengelleyebilmek ve bu işlemi hekimlerin tecrübelerinden bağımsız bir halegetirebilmek için karşılaştırma yönteminin niteliksel olarak incelenip görüntü analizi ileklinik ön tanının konulabilmesi hedeflenmiştir. Çalışmada 5-6 yaş grubundaki 18 adetdown sendromlu çocuğun yüz fotoğrafları ile 18 adet normal morfolojiye sahipçocuğun yüz fotoğraflarından bir veri tabanı oluşturulmuştur. Fotoğraflarıntamamında elastik yüz demet grafik yöntemi ile yüzdeki kritik noktalar tespit edilmiştir.Daha sonra bu kritik noktalardan klinik ön tanı için 10'ar adet öz nitelik vektörü eldeedilmiştir. Öz nitelik vektörleri, oluşturulan MATLAB tabanlı bilgisayar programınıneğitilmesinde kullanılmıştır. Bu eğitim işlemi yapay sinir ağları ile gerçekleştirilmiştir.Sonuç olarak, kullanılan iki farklı yapay sinir ağı metodu ile %68,7 doğrulukta downsendromlu kişinin klinik ön tanısı konulabilmektedir. ?lerleyen çalışmalarda dahageniş veri tabanları oluşturularak başarı oranının arttırılması mümkün olacaktır. Busayede dismorfik hastalıkların klinik ön tanısının konulmasında standardizasyonaulaşılması hedefi sağlanabilecektir.
Biyomedikal uygulamalarında akıllı polimer kullanılması ve karakterizasyon yönteminin kuartz kristal mikro dengeleyici sistemler ile geliştirilmesi
Bu çalışmanın amacı akıllı polimerlerin karakterizasyon yöntemine yeni bir yaklaşımla quartz kristal mikro dengeleyici sistemlerle (QCM) daha hızlı, gerçek zamanlı, uygulaması kolay, hassas, sürekli tekrarlanan işlemler nedeni ile takip etme zorunluluğu olmayan etkin bir alternatif yöntem geliştirmek ve geliştirilen bu yöntemin uygulanabilirliğinin ilaç salınım sistemi ile ispat edilmesidir.İlk olarak farklı derişimlerde hazırlanan ksantan gam hidrojel örneklerinin (5 g/l, 10 g/l, 20 g/l) farklı pH değerlerindeki (pH:5, pH:6, pH:7 ve pH:9) şişme-büzüşme davranışları sonucunda oluşan, QCM ile ölçülen frekans değerlerinden yola çıkılarak hesaplanan kütle değişimleri tespit edilmiştir. Ardından aynı hidrojel örneklerinin farklı sıcaklıklardaki (40OC, 60OC ve 80OC) şişme-büzüşme davranışları aynı şekilde incelenmiştir.İlaç salınım sisteminin uygulanması için pH:7 değerindeki insülin solüsyonu hidrojel örneklerinin içerisine şişme davranışı sayesinde nüfuz etmesi ve ortamın pH değerlerinin değiştirilmesi ile nüfuz ettikleri insülin solüsyonunun bir miktarının dışarı tekrar salınması sağlanmış, kütle tespitleri QCM ile yapılan frekans ölçümleri sayesinde gerçekleştirilmiştir.
Nazometre sistemi ve nazometrik seslerin incelenmesi
Nazometre (Nasometer) cihazı sesli konuşma sırasında oluşan oral hava basıncı ve nazal hava basıncını ayrı ayrı ölçerek bu iki değer arasında bir oran hesaplamaya yaramaktadır. Daha önceden nazal yoğunluk değerleri bilinen hece, kelime ve cümleler hastaya okutularak, plaka üzerinde ve altında bulunan mikrofonlar aracılığı ile oral ve nazal yoldan gelen sesler birbirine karışmadan kaydedilmektedir. Kaydedilen seslerden, yazılım aracılığıyla hesaplanan orana ?nazalans oranı? denilmektedir, yüzde (%) olarak hesaplanmaktadır ve elde edilen değer hastanın konuşmasında ki nazalitenin göstergesidir.Sunulan bu tezin ana hedefi bir Nazometre cihazı imal ederek septoplasti hastalarının ameliyat öncesi ve sonrası durumlarının karşılaştırılmasını sağlamak ve daha sonra yapılabilecek olan çalışmaların önünü açmaktır. Elektronik, donanım, aksesuar ve bir bilgisayar yazılımı kısımlarından oluşan bu sistemi oluşturmak ve sorunsuz çalışır hale getirmek istenmektedir.Ses analizi işlemi Matlab ile hazırlanan bir GUI ile yapılmış ve ticari sistemlerle karşılaştırılarak yazılımın yetkinliği gözlemlenmiştir. Aynı zamanda Nazometre cihazı tasarlanıp imal edilerek elektronik olarak performansı incelenmiş ve hazırlanan yazılımla olan bağlantısı sağlanmıştır.ANAHTAR SÖZCÜKLER: Nazometri, Nazometre cihazı, nazalans skoru, yarık damak, yarık dudak, fonsiyonel nazalite problemleri, motor konuşma bozuklukları, işitme kaybı, palatal prostetik uygulamalar
Basınç, sıcaklık ve nem parametreli kalibrasyon sistemi
Günümüzde görülen hastalıkların teşhis ve tedavisine biyomedikal cihazların katkısının giderek arttığı bilinmektedir. Biyomedikal cihazların parametrelerinden biriside kritik değer aralığıdır. Kritik değer aralığı biyomedikal cihazlarda endüstriyel cihazlara nazaran daha önemlidir. Biyomedikal cihazların insanla doğrudan etkileşimde olması bunun en önemli nedenidir.Bu çalışmada, biyomedikal alanlarda kullanılan cerrahi vakum, medikal aspiratör ve tansiyon aleti gibi cihazların basınç ölçümü, etüv, termometre, benmari ve kan saklama dolabı gibi cihazların sıcaklık ve nem ölçümleri uygulamalarında kullanılmak üzere bir kalibrasyon sistemi tasarlanması amaçlanmaktadır.Tasarlanan biyomedikal amaçlı kalibrasyon sistemini kullanılarak insanla doğrudan etkileşime giren biyomedikal basınç cihazlarının kritik değer aralıklarının tespit edilip analizinin yapılması bu tip cihazların tasarımı ve üretimi açısından bir kaynak oluşturacaktır.
Litotripside kullanılan şok dalgasının simülasyonu ve dalga performansının optimize edilmesi
Litotripsi sistemleri günümüzde böbrek taşı tedavisinde kullanılan en yaygın sistemlerdir. Yeni gelişen tedavi teknikleri ve klinik araştırmalar sonucunda bu sistemler bazı ortopedik hastalıklarda da kullanılmaya başlanmış. Kardiyoloji ve kanser tedavilerinde ise şimdilik deneysel çalışmalar yürütülmektedir. Cihazların bu yeni kullanım alanlarındaki gereksinimleri karşılayabilmesi için tasarım değişikliklerine ihtiyaç vardır. Tasarım süresini ve maliyetleri azaltmanın en etkin yolu ise litotripsi sistemlerinin bilgisayar ortamında modellenmesidir.Bu çalışmada zamanda sonlu farklar yöntemi (Finite Difference Time Domain, FDTD) kullanılarak litotripsi sisteminin bilgisayar ortamında gerçek zamanlı matematiksel modeli oluşturulmuştur. Modelde litotripsi sistemini oluşturan birçok fiziksel parametre girdi ve/veya değişken olarak tanımlanmıştır. Model oluşturulduktan sonra gerçek verilerle denenmiş ve gerçekçi sonuçlar elde edilmiştir. Bu çalışmada ayrıca, performans artırmak amacıyla deneysel bir çalışma yapılmış ve sonuçlarına benzer girdi değerleri kullanan simülasyon sonuçları ile karşılaştırılmıştır. Yapılan bu çalışmada, simülasyon son olarak dalga kaynağı, reflektör boyutu, ortam koşulları gibi çeşitli girdi parametreleri ile denenmiş ve elde edilen sonuçlar yorumlanmıştır. Sonuç olarak gelecekte çok daha farklı alanlarda kullanım olanağı bulacak litotripsi sistemlerinin bu alanlara hızlı ve etkin bir şekilde uyarlanabilmesi için bilgisayar modellerine ihtiyaç vardır. Bu çalışmada geliştirilen model sayesinde bu ihtiyaca cevap verilmeye çalışılmıştır.
Yara örtüleri için alternatif doku iskeleleri: in vitro çalışmalar
Sunulan tez kapsamında gerçekleştirilen çalışmalarda, yara iyileşmesini destekleyecek ve hızlandıracak nanofibröz polikaprolakton (PCL) ve PCL/jelatin doku iskelelerinin hazırlanması amaçlanmıştır. Bu amaçla üretilen doku iskelelerinin karakterizasyon çalışmaları yapılmış ve in vitro etkileşimleri hücre kültürü çalışmalarıyla gözlemlenmiştir.Doku iskelelerinin fabrikasyonu için elektroeğirme yöntemi kullanılmıştır. Biyomalzeme olarak molekül ağırlığı 80000 Da olan PCL ve domuz derisi kökenli jelatin tip A kullanılmıştır. PCL için çözücü olarak N,N-dimetilformamid (DMF) ve diklorometan (DCM) karışımı (25:75), PCL/jelatin karışımı için çözücü olarak hekzafloroizopropanol (HFIP) kullanılmıştır. Elektroeğirme işlemini etkileyen parametreler optimize edilerek, nano ölçekte fiber çaplarına sahip doku iskelelerinin üretimi gerçekleştirilmiştir. SEM analizleri, fiber çaplarının PCL doku iskeleleri için 488±114 nm, PCL/jelatin doku iskeleleri için ise 663±107 nm olduğunu göstermiştir. Ayrıca yapılan gözeneklilik analizleri sonucu gözeneklilik değerleri, PCL doku iskeleleri için %79, PCL/jelatin doku iskeleleri için %68 olarak hesaplanmıştır.PCL ve PCL/jelatin doku iskelelerinin Dulbecco's Modified Eagle's Medium (DMEM) içerisinde yapılan biyobozunurluk çalışmaları 14 gün süresince 37?C'de, CO2 etüvünde gerçekleştirilmiştir. 3., 5., 7. ve 14. günlerde alınan örnekler SEM ve ATR-FTIR analizleriyle değerlendirilmiştir. Sonuçlar, 14 günlük inkübasyon boyunca PCL doku iskelelerinin kimyasal yapısının değişmediğini, bununla birlikte PCL/jelatin karışımı doku iskelelerinin bu süreç boyunca yüzey erozyonuna uğrayarak biyobozunmaya maruz kaldığını göstermiştir.Yara iyileşme mekanizmalarını hızlandırmak ve doku iskelelerinin biyolojik aktivitesini arttırmak için, nanofibröz doku iskelelerine kovalent olarak EGF immobilizasyonu gerçekleştirilmiştir. EGF immobilizasyonu kalitatif ve kantitatif olarak değerlendirilmiştir. Ayrıca hücre kültürü sırasında yapılan MTT analizleri ve alınan SEM görüntüleri, EGF immobilize edilen doku iskelelerinin hücre üremesi ve morfolojisini olumlu yönde etkilediğini göstermiştir.Yapılan çalışmalardan elde edilen sonuçlar ışığında, elektroeğirme ile üretilen ve yüzeyine EGF immobilize edilen nanofibröz doku iskelelerinin yara örtüsü uygulamaları için uygun nitelikte olduğu anlaşılmıştır.Anahtar Kelimeler: Elektroeğirme, nanofibröz doku iskeleleri, polikaprolakton, jelatin, epidermal büyüme faktörü (EGF), yara örtüleri, deri doku mühendisliği.
Ekokardiyografik sol ventrikül görüntülerinin gerginlik oranı tekniği ile incelenmesi
Dünya çapında önemli bir sağlık sorunu olan kalp hastalıklarının, teşhisinde ve tedavi yönlendirmesinde en çok ön plana çıkan hem kalp hareketlerinin hem de kalpteki kantitatif değerlerin tespitinde önemli bir teknik Ekokardiyografidir. Ekokardiyografi teknolojisindeki son yıllardaki gelişmeler klinisyenlere ve kardiyologlara bölgesel ve global miyokardiyal gerginliği (strain) ve gerginlik oranını (strain rate), girişimsel olmayan yöntemle ölçme imkanı vermektedir.Bu tezin ana amacı miyokardiyal gerginlik oranı tekniği kullanılarak kalpteki çeşitli hastalıklar sonucu oluşan herhangi bir hipokinezik durumu tespit etmektir. Bu çalışmada hastalardan alınan kalp görüntüleri MATLAB tabanlı bir Nokta İzleme algoritması ile incelenmiştir. Algoritma; genel olarak işaretlenen hareketli ekokardiyografi görüntülerinin bir video boyunca işaretlerinin takip edilerek kalp dokusunun gerginlik oranının ölçülmesi şeklindedir. Bu çalışmanın sonunda hasta ve sağlıklı deneklerden elde edilen gerginlik ve gerginlik oranı değerleri görüntülerin alındığı ekokardiyografi cihazında elde edilen değerlerle karşılaştırılmıştır. Cihazdan elde edilen gerginlik değerleri lateral bölge için -11,48 +/- 4,5 ve Septal bölge için -13,32+/- 4,41 dir. Çalışmamız sonucu elde edilen gerginlik değerleri ise lateral bölge için -13,02 +/-4,58 septal bölge için -13,81 +/-3,65 dir. Cihazdan elde edilen gerginlik oranı değerleri lateral bölge için -0,966 +/-0,537 iken septal bölge için -0,8863+/- 0,6085 dir. Çalışmamız sonucu elde edilen gerginlik oranı değerleri ile lateral bölge için -1,25+/- 0,64 iken septal bölge için -1,01 +/-0,47 dir. Bu sonuçlar çalışmanın gerginlik ve gerginlik oranı ölçümünde kullanılabilirliğini göstermektedir.
Katetere dayalı kalp haritalamasında konumsal aradeğerleme ve istatistiksel kestirim yöntemlerinin kullanılması
Katetere dayalı kalp haritalama yaklaşımları açık-kalp cerrahisi gerektirmediğinden gün geçtikçe daha sık tercih edilmekte olup, aritmi teşhis ve tedavisi (ablasyon) açısından ciddi yenilikler getirmiştir. Ancak katetere dayalı kalp haritalamasında işlem süresini uzatması ve kalp anatomisinin müsade etmemesi nedeniyle, arzu edildiği kadar çok sıklıkta ölçüm alınamamaktadır. Bu çalışmada, Aliev-Panfilov modeli kullanılarak oluşturulan kalbin iç (endokart) ve dış (epikart) yüzeylerine ait sınırlı sayıdaki benzetim verisinden, daha yüksek konumsal çözünürlüklü bir haritalama elde etmeye yönelik bir yaklaşım geliştirilmiştir. Çalışmamızın ilk bölümünde Newton'un doğrusal, Hardy'nin, Laplacian, eğik (spline) konumsal aradeğerleme yöntemleri kullanılmıştır. Sonuç olarak çok elektrotlu sepet kateter (ÇSK) ile alınan sınırlı sayıdaki ölçümler ile; ilinti katsayısı (İK): 0,992 ± 0,003, hata karelerinin ortalamalarının karekökü (HKOK): 1,793 ± 0,330, göreceli hata (GH): 0,044 ± 0,008 ve yerelleştirme hatası (YH): 3,998 ± 1,853 sonuçları elde edilmiştir. İkinci olarak kalp yüzeylerine ait sınırlı sayıda benzetim verileri kullanılarak, istatistiksel kestirim yöntemi uygulanmış, tüm yüzeylerin aktivasyon zamanı haritaları eş zamanlı olarak oluşturulmuştur. Sonuç olarak; İK: 0,995 ± 0,004, HKOK: 2,568 ± 0,727, GH: 0,033 ± 0,010 ve YH: 2,386 ± 2,101 elde edilmiştir. Ayrıca, aritmi kaynağına sebep olan noktanın kalbin hangi bölgesinde bulunduğu (sağ-sol endokart, epikart) tespit edilmeye çalışılmış, sol endokart kaynaklı aritmiler %100, sağ endokart kaynaklı artimiler %98,8 doğruluk oranı ile tahmin edilmiştir.ANAHTAR SÖZCÜKLER: Kalp haritalaması, konumsal aradeğerleme, istatistiksel kestirim, kalbin elektriksel aktivitesinin simülasyonu, Aliev-Panfilov modeli.
Epileptik kaynak yerelleştirmesinde geri problem çözüm tekniklerinin uygulanması
Epilepsi gibi beyin hastalıkları tedavisi için, beyindeki epileptik aktivasyonun kaynağı olan bölge veya bölgelerin yerlerinin tespit edilmesi oldukça önemlidir. Bu amaçla günümüzde, uzaysal çözünürlükleri yüksek olmasına rağmen, zamansal çözünürlükleri düşük olan fonksiyonel görüntüleme sistemleri ile beraber zamansal çözünürlüğü daha yüksek olan elektroensefalografi (EEG) veya manyetoensefalografi (MEG) gibi beyin yüzeyinden elde edilen elektromanyetik verilerin kullanıldığı Elektromanyetik Kaynak Görüntüleme (EMKG) yöntemleri kullanılmaktadır. EMKG'de, EEG veya MEG ölçümleri alınan kafanın bilgisayar modeli üzerinde geri problem çözümleri gerçekleştirilmekte ve böylece bu ölçümlere neden olan epileptik kaynaklar tespit edilmektedir. Bu çalışmada, ilk olarak dört tabakalı ideal kafa modeli oluşturulmuştur. Bu modelde, 8 cm yarıçapında yarıküre şeklindeki kafa derisi üzerinde EEG elektrotlarının olduğu varsayılmıştır ve 7 cm yarıçapında yarıküre şeklindeki korteks üzerinde yüzeye dik olarak 930 adet dipol konumlandırılmıştır. Her bir dipol için analitik olarak ileri problem çözümü yapılmıştır. Ardından, literatürde mevcut olan minimum norm (MN), ağırlıklanmış MN (WMN), LAURA ve EPIFOCUS geri problem algoritmaları farklı sayıda EEG elektrotları için uygulanmıştır. Ayrıca, 10, 20 ve 30 dB sinyal gürültü oranına (SNR) sahip olacak şekilde gürültü eklenmiş EEG verileri üzerinde kesilmiş tekil değer ayrıştırması (tSVD) yönteminin de sonuca etkisini araştıracak şekilde analizler gerçekleştirilmiştir. Yukarıda belirtilen tek dipol kaynaklı analizlerden sonra, hem EPIFOCUS, hem de MN geri problem çözüm yöntemlerinin çift dipol kaynaklı analizleri de yapılmıştır. Sonuç olarak, tek dipol kaynaklı çalışmalarda, hem gürültüsüz hem de gürültülü veriler için en iyi sonuçlar EPIFOCUS geri problem yönteminin uygulanması sonrası ortaya çıkmıştır. Fakat birden fazla dipol kaynağının bulunduğu durumlarda, EPIFOCUS'un performansının oldukça düştüğü görülmüştür. Tek dipol kaynaklı gürültülü analizlerde, elektrot sayısı ve gürültü seviyesi arttıkça, genel olarak, dipol yerelleştirme performanslarının net bir şekilde düştükleri gözlemlenmiştir. Gürültülü ölçümler için elektrot sayısı arttıkça, tSVD iyileştirmesinin daha fazla etkili olduğu görülmüştür.ANAHTAR SÖZCÜKLER: Kaynak yerelleştirmesi, EMKG, EEG ileri-geri problem.Danışman: Yrd. Doç. Dr. Bülent YILMAZ, Başkent Üniversitesi, Biyomedikal Mühendisliği Bölümü.
Obstruktif uyku apne sendromlu hastalarda GT dağılımının incelenmesi
Uyku apnesi, uyku esnasında geçici solunum durması şeklinde tanımlanabilecek bir çeşit uyku bozukluğudur. Uykuda gerçekleşen nefes alıp vermeler arasında 10 sn ve daha fazla süre geçmesine standart olarak uyku apnesi denmektedir. Solunum çabasının olmasına rağmen fiziksel bir engel dolayısıyla ağız ve burunda hava akımının olmaması ise ?obstrüktif? uyku apnesi olarak adlandırılmaktadır. Obstrüktif uyku apne sendromlu (OUAS) hastalarda gece boyunca solunumun çok sık durması kalbi etkilemekte ve EKG dalga şekillerinde belirgin farklılıklar meydana gelmesine sebep olmaktadır. Bu tezin öncelikli amacı; uzun EKG kayıtlarındaki her bir kalp atımında görülen Q, R, S, T-başlangıç ve T-son gibi noktaların otomatik olarak belirlenebilmesi için gürültülere dayanıklı bir algoritma geliştirmektir. İkinci olarak; bu algoritmayı değişik gürültü tiplerine ve dalga şekillerine sahip EKG kayıtları üzerinde denemek ve son olarak da; OUAS'li hastalar ve kontrol grubundan (OUAS teşhisi konulmayan) alınan EKG kayıtları üzerinde uygulayıp, OUAS'nin uyku EKG'si üzerindeki etkilerini istatistiksel olarak analiz etmektir.Bu tez çalışmasında, Matlab kullanılarak her bir kalp atımında bulunan Q, R ve S noktaları türev tabanlı bir algoritma yardımıyla, T dalgasının başlangıcı ve sonu ise Haar dalgacık dönüşümü tabanlı bir algoritma yardımı ile otomatik olarak tespit edilmiştir. Geliştirilen algoritmayı test etmek ve OUAS'nin farklı uyku evrelerindeki QT ve RR dağılımlarına etkisini belirleyebilmek için, Ankara Gülhane Askeri Tıp Akademisi Ruh Sağlığı ve Hastalıkları Anabilim Dalı uyku laboratuarında kaydedilmiş 25 EKG verisi (14 OUAS'li birey, 11 OUAS teşhisi konulmamış birey) kullanılmıştır. Öncelikle, geliştirilen algoritmanın performansını test etmek için farklı QRS ve T dalgası morfolojilerine sahip örnek bir EKG veri grubu oluşturulmuştur. Daha sonra Kahramanmaraş Devlet Hastanesi'nden iki kardiyoloji uzmanı Matlab'da geliştirilen bir grafiksel kullanıcı ara yüzü kullanarak bu veri grubu üzerindeki Q ve T-son noktalarını işaretlemiştir. R noktaları tezin yazarı tarafından işaretlenmiştir. Algoritmanın bulduğu düzeltilmiş QT (QTc) ve RR aralıkları ile kardiyoloji uzmanlarının işaretlediği QTc ve RR aralıkları arasındaki hata oranı hesaplatılmış ve algoritmanın QT aralıklarını %4,47, RR aralıklarını ise %1,31 hata payı ile bulduğu belirlenmiştir.Son olarak, OUAS teşhisi konulan 14 ve bu teşhisin konulmadığı 11 bireyde farklı uyku evreleri için tespit edilen QTc, QTc dispersiyonu (maksimum QTc ve minimum QTc arasındaki fark, QTcd) ve RR parametreleri arasında anlamlı bir fark olup olmadığı t testi kullanılarak analiz edilmiştir. Yapılan analizler sonucunda QTc dağılımlarının farklı uyku evrelerinde anlamlı bir fark göstermediği ancak OUAS'lı ve sağlıklı popülasyonlar karşılaştırıldığında farklı dağılımlar gösterdiği görülmüştür. Ayrıca, QTcd ve RR parametreleri de uyku evresi temel alınarak karşılaştırıldığında farklı dağılımlar göstermektedir.ANAHTAR SÖZCÜKLER: Obstruktif uyku apne sendromu, QT dağılımı, dalgacık dönüşümü, t testiDanışman: Yrd. Doç. Dr. Bülent Yılmaz, Başkent Üniversitesi, Biyomedikal Mühendisliği Bölümü.
Cerrahi operasyonlar sonrası hasta vücudunda unutulan cerrahi malzemelerin tespitine yönelik cihaz tasarımı ve imalatı
Ameliyatlar sonrasında hasta vücudunda unutulan cerrahi malzemeler tümdünyada insan sağlığı açısından tehlikeli durumlar oluşturmaktadır, hata bazıdurumlarda ölümlere dahi sebep olabilmektedir. Bu problemin önüne geçmek içingünümüzde çeşitli yöntemler ve ticari ürünler geliştirilmiş olmasına rağmen yeterlibaşarıya ulaşılamamaktadır.Sunulan bu tezin ana hedefi ameliyatlarda hasta vücudunda unutulan cerrahimalzemelerin tespitine yarayacak, radyo frekans (RF) iletişime dayanan bir cihaztasarlamak, imal etmek ve performans denemelerini gerçekleştirmektir. Tezçalışması kapsamında, piyasada kolaylıkla bulunabilen 433,92 ve 868 MHzfrekanslarında RF sinyalleri ile çalışan alıcı-verici modüle sahip mikroişlemcikontrollü bir sistem oluşturulmuştur. Etiket adını verdiğimiz vericiler, insan karnınıtemsil etmek üzere içlerinde iletkenlikleri ve hacimleri birbirinden farklı su bulunankapların ve marketten alınmış bir tavuğun içerisine yerleştirilerek ameliyathaneortamına benzer bir ortamda denemeler yapılmıştır. Bu denemelerde, ayrıca, alıcıkısımda elde edilen güç değerlerinin vericinin uzaklığına bağlı olarak nasıl değiştiğide araştırılmıştır. 433,92 MHz frekansında su içerisinde yapılan denemelerde havaortamına göre 5?10 dBm, doku denemelerinde kullanılan tavuk içerisinde ise 15?20 dBm seviyelerinde sinyal gücünde azalmalar tespit edilmiştir. Yapılançalışmalar, 433,92 MHz'de çalışan etiketlerin daha iyi bir performans sergilediğiniortaya koymuştur ve tasarlanan sistemin cerrahi malzemelerin tespiti içinkullanılmasının uygun olduğunu göstermiştir.
Optokinetik nistagmus sistemi tasarımı
Optokinetik nistagmus (OKN) testi hastaların OKN'sini tetiklemek ve OKN'de ortaya çıkan anormal durumları gözlemlemek için kullanılır. Göz kliniklerinde hastaya ilk göz muayene testleri yapılırken hastaların gözü önünde üzerinde siyah beyaz şeritler olan ve el ile çevrilen mekanik bir optokinetik silindir çevrilir ve hastadan herhangi bir rengi seçip devamlı takip etmeleri istenir. Hasta gözleriyle silindirin dönme yönünde seçtiği renkteki şeridi takip eder. Şerit takip edilemeyecek hale geldiğinde göz hızlı bir hareket (sakkadik hareket) yaparak eski konumuna döner ve yeni bir şerit seçerek takibe devam eder. Buna optokinetik nistagmus denir ve her iki göz de aynı optokinetik silindire bakarken sakkadik hareket sayılarının aynı olması gerekir. Farklı olduğu durumlar göz kasları, beyinsel ya da iç kulaktaki sorunlara işaret eder. Doktor hastaya teşhisi bu sorunu görsel gözlemlemesi ile koyar.Sunulan bu tezin hedefi elektromekanik bir optokinetik nistagmus sistemi (optokinetik silindir) tasarlayarak, göz kliniklerde OKN testi için kullanılan mekanik optokinetik silindirde olmayan programlanabilen sabit bir hızda dönmeyi sağlamak, bu sayede doktorların hastadan elektro okülografi, elektronistagmografi ya da video nistagmografi cihazları ile sayısal veriler almalarını sağlamaktır. Tasarlanan sistemin ön panelindeki düğmelerden, eş zamanlı olarak da sistem için tasarlanan bilgisayar yazılımından istenilen hızda ve yönde OKN testi yapmak mümkün olmaktadır.
Kuartz kristal yüzeyine protamin immobilizasyonu
Yapılan çalışmanın amacı kuartz kristal yüzeyine protamin immobilizasyonu yapıp, heparin miktarının kuartz kristal mikrobalans (QCM) ile ölçülmesidir. QCM cihazı; kütle değişimine göre frekans değişimi vermektedir. Çalışma sırasında bu ilkeden yararlanarak immobilizasyon sırasında moleküllerin ne miktarda tutunduğu ölçülmüştür.Kristaller; farklı derişimlerde hazırlanmış olan sistamin ve glutaraldehit çözeltilerinde etkileştirilmesiyle optimum derişim bulunmaya çalışılmıştır. Daha sonra sistamin ve glutaraldehit immobilizasyonunun gerçekleştiği kristallerde, fosfat tamponunda hazırlanmış olan protaminle immobilizasyon yapılmıştır. Protamin immobilizasyonundan sonra biyosensör oluşturulması aşamasında tedavi edici doz aralığında fosfat tamponu ile hazırlanmış olan heparin ölçümü yapılmaya çalışılmıştır.ANAHTAR SÖZCÜKLER: Protamin, heparin, biyosensör, QCM, Kalp Akciğer Makinesi, Kardiyopulmoneri bypass, aktifleşmiş pıhtılaşma zamanı (ACT)
Bluetooth ile EKG verilerinin iletimi
Kalp rahatsızlıklarını belirlemede çok etkili bir yöntem olan EKG ölçümü, kalbin elektriksel sistemindeki değişimlere dayanmaktadır. Kalpte oluşan bu biyopotansiyellerin gürültüsüz şekilde bilgisayara aktarılması için geliştirilecek kablosuz bir sistem, hem hasta hem de kullanıcı için önemli düzeyde bir kolaylık sağlar.Bu tezin amacı, aküyle çalışan, taşınabilir, yedi kanaldan EKG ölçümü yapan ve bu ölçüm verisini Bluetooth kablosuz haberleşme teknolojisi kullanarak bir bilgisayar arayüzüne ileten bir sistem geliştirmektir.Tasarlanan bu sistemde Matlab 7.8 kullanılarak, bir görsel kullanıcı arayüzü (GUI) hazırlanmıştır. Kullanıcı, program aracılığıyla verdiği komutlarla, bu tez için kullanılmış olan EKG devresini denetler. Verilen komutlarla istenen EKG kanal ve izlenecek frekans aralığı seçimi gibi denetimler sağlanabilmektedir. Sistemde ayrıca nabız ölçümü yapılmaktadır.Seri Kapı Profili kullanan Bluetooth modülleriyle sağlanan haberleşme sayesinde, EKG cihazı ile kullanılan kişisel bilgisayar arasında kablosuz bir bağlantı kurulmuştur.
Yutkunmanın kalp hızı değişkenliği analizlerine etkisi
Otonom sinir sistemi (OSS) aktivitesinin girişimsiz bir göstergesi kabul edilen kalp hızı değişkenliği (KHD) analizleri son yıllarda klinikte ve bilimsel araştırmalarda geniş kullanım alanı bulmuştur. Bu çalışma kapsamında ilk önce literatürde ilk defa olmak üzere yutkunmanın standart KHD parametreleri üzerine etkileri incelenmiştir. Bu amaçla gerçekleştirilen deneyden elde edilmiş KHD sinyallerindeki yutkunmalı ve yutkunmasız bölgelere ait KHD parametreleri istatistiksel yöntemlerle karşılaştırılmıştır. Yutkunmasız bölgeye göre yutkunmalı bölgede bazı KHD parametresinde anlamlı değişimler gözlenmiştir. Buna göre ya KHD analizlerinin yutkunmaların tespitine imkân veren bir yöntem ile birlikte yapılıp yutkunmalı kısımların analizlere dahil edilmemesi, yada yutkunmaların KHD üzerindeki etkilerinin yok edilmesi için bir yöntem geliştirilmesi gerektiği sonucuna varılmıştır. Yutkunmaların KHD analizlerine etkisinin yok edilmesi için daha önce kayıp verilerin güç spektrumu üzerine etkilerinin giderilmesinde kullanılmış olan bir yöntem bu probleme uygulanmıştır. Yöntemde, yutkunmadan etkilenen KHD bölgeleri kayıp veri kabul edilerek güç spektral yoğunluğu (GSY) hesaplanmıştır. Yöntemin etkinliği simülasyonlar ve gerçek KHD sinyalleri ile test edilmiş ve KHD analizlerinde yutkunma etkisini gidermede kullanılabilirliği gösterilmiştir. Son olarak, KHD'de görülen yutkunma kaynaklı değişimlerin sebebinin araştırılması için yapılan deneysel ve matematiksel model tabanlı çalışmalar sonucunda, bu değişimlerin yalnızca yutkunma sırasındaki solunum değişimlerinden kaynaklanmadığı ortaya konulmuştur. KHD'de görülen değişimlerin yutkunma sırasında boğaz bölgesinde oluşan basınç değişimlerinin baroreseptörler veya vagus siniri üzerine yaptığı etkinin bir sonucu olarak ortaya çıkmış olabileceği kanaatine varılmıştır.ANAHTAR SÖZCÜKLER: kalp hızı değişkenliği, yutkunma, EKG, GSY, istatistiksel test
Bilirubin biyosensör tasarımı ve üretimi
Bilirubin bir safra pigmentidir ve memelilerde yaşlanmış kırmızı kan hücrelerindeki hemoglobin katabolizması sonucu oluşur. İnsan vücudundaki fonksiyonu zincir kıran bir antioksidan olduğu tahmin edilmektedir. Ayrıca bu madde beyin dokusunda biriken toksik bir maddedir. Bilirubin seviyesi yüksek olan hiperbiluribinemi hastalarının tedavisinde plazmadan bilirubin uzaklaştırılması teknikleri kullanılmaktadır. Bilirubin seviyesinin ölçülmesi hastalığın teşhisinde ve tedavisinde önem taşımaktadır. Bu ölçümlerin yapılmasında standart olarak deri test cihazları, kimyasal olmayan fotometrik cihazlar ve laboratuar analizatör kullanılmaktadır. Bu çalışmanın amacı kuartz kristalleri kullanarak yeni bir bilirubin biyosensörünün tasarımı ve üretimidir. Biyosensör üretimi için ilk aşamada kuartz kristal üzerine çapraz bağlama ve kovalent bağlama immobilizasyon yöntemleri kullanılarak albümin immobilizasyonu yapılmıştır. Van der Walls etkileşimi ile kristal üzerindeki albümin üzerine bilirubin bağlanmıştır. Kuartz kristal üzerine bağlanan bilirubin miktarı frekans değişimlerinden yaralanılarak hesaplanmıştır. Böylece yapılan çalışmalarda başarılı bir şekilde bilirubin biyosensörü tasarlanmıştır. Geliştirilen tasarımla, düşük maliyetle bilirubin seviyesini ölçebilen cihazlar tasarlanabilecektir.
Mediasten bölgesine uygulanan radyoterapinin otonom sinir sistemi üzerindeki etkilerinin incelenmesi
Bu çalışmada, otonom sinir sisteminin (OSS) girişimsiz bir göstergesi olarak kabul edilen kalp hızı değişkenliği (KHD) analizleri kullanılarak, mediastinal radyoterapinin OSS üzerindeki etkileri incelenmiştir. Bu amaçla, bir deney hazırlanmış ve Hacettepe Üniversitesi Tıp Fakültesi Radyasyon Onkolojisi Kliniği'ne başvuran 19 gönüllü hastaya uygulanmıştır. 1. ve 15. fraksiyonlarda, ışınlamanın hemen öncesinde 5 dakika (I. bölge), ışınlama sırasında (II. bölge) ve ışınlamadan hemen sonraki 5 dakika (III. bölge) boyunca hastaların elektrokardiyogramları kaydedilmiştir. Ortalama RR aralığı, RR aralıklarının standart sapması, KHD'nin LF, HF güçleri ve LF/HF oranı hesaplanmıştır. Üç bölgeden seçilen sinyaller birbirleriyle karşılaştırılarak, radyasyonun OSS üzerindeki kısa dönem etkileri hem 1. hem de 15. fraksiyon için araştırılmıştır. İlk fraksiyonda, VLF, LF ve LF/HF oranı ışınlama boyunca anlamlı düzeyde yükselmiştir. 1. ve 15. fraksiyonlar için hesaplanmış parametreler mediastinal radyoterapinin OSS aktiviteleri üzerindeki uzun dönem etkilerini incelemek için karşılaştırılmıştır. 1. ve 15. fraksiyonların III. bölgeleri karşılaştırıldığında, ssRR, VLF, LF ve HF'nin önemli ölçüde düştüğü görülmüştür. Buna göre mediasten bölgesine uygulanan radyasyonun, alınan radyasyon dozuna bağlı olarak otonom sinir sistemi aktivitelerinde azalmaya sebep olabileceği sonucuna varılmıştır.
QCM heparin biyosensör tasarımı
Kandaki heparin miktarının izlenmesine olanak sağlayan direk ölçüm yöntemi bulunmamaktadır. Heparin; ekstrakorporal uygulamalarda pıhtılaşmanın önlenmesi için kullanılan sülfatlı polisakkarit molekülüdür. Sunulan tez çalışması kapsamında kuvars kristallerin yüzeyine kimyasal immobilize afinite ligand ile etkileşimin neden olduğu frekans değişimi ile bir akış hücresinde insan plazmadan heparin ölçümü yapılması hedeflenmektedir. Uygulanacak kimyasal immobilizasyon yöntemi ile ligand molekülünün kristal yüzeyinde uzun süre kalması ve tekrarlanarak kullanılması hedeflenmektedir. Sunulan tez çalışması kapsamında; 1 ) Elektromekanik ve Elektronik Tasarım 2) Sensör oluşturulması 3) Plazmadan heparin ölçümü gerçekleştirilmiştir. Kuvars kristal frekansının ölçülebilmesi için elektronik devre ( osilatör devresi ve frekans sayıcı devresi 12 MHz. LCD göstergeli ) tasarlanmış ve üretilmiştir. Akış hücresi teflon malzemeden tasarlanmış ve üretilmiştir. Kapalı akış devresi oluşturularak fosfat tamponundan ve plazmadan heparin ölçümü sıcaklık kontrollü ortamda gerçekleştirilmiştir.
Fosforilkolin kaplı oksijenatör fiberlerine protein adsorbsiyonunun incelenmesi
Açık kalp cerrahisi esnasında kalp ve akciğerler geçici bir süre devre dışı bırakılmaktadır. Bu esnada hastanın hayati fonksiyonları olan dolaşım ve solunum fonksiyonları kalp-akciğer pompası ile sürdürülmektedir. Oksijenatör akciğerlerin yerini almakta ve hastanın yaşamsal fonksiyonunu devam ettirmek için gerekli olan oksijeni sağlamaktadır. Hava ağız yada burundan girer ve buralarda filitrelenip ısıtıldıktan sonra yutak ve gırtlağı takip eder nefes borusunu geçtikten sonra bronş dallara ulaşır. Oksijenatörler O2 ve CO2 değişimi yapılan ortamlardır. Membran oksijenatör; kabarcık ve film oksijenatöre göre öndoldurma hacimi daha azdır ve gaz geçişini daha iyi sagladığı için ve kan ile gazın direk temasta olmaması nedeniyle, hemoliz gibi travmaları da en aza indirir. Bir membran oksijenatör, vücut dışı dolaşım devresinde kan ve gaz akışını ayıran gaz geçirgen ince bir zardan oluşur. Yapay yüzeyle kanın teması; sistematik enflamasyon, kanama eğilimi ve organ kayıplarına neden olabilir. Bu sorunların çözümü için çeşitli kaplama türleri geliştirilmiştir. Fosforilkolin bu kaplamalar içerisinde nisbeten yeni bir kaplama türüdür. Biyomalzeme yüzeylerinin kan proteinleri ile etkileşimi biyouyumluluk çalışmalarına ışık tutmaktadır. Bu bağlamda fiber yüzeylerine adsorbe olan kan proteinleri nanoteknolojik ve yeni biyosensör yöntemleriyle incelenecektir. Adsorblanan toplam protein ölçülecek ve diğer kaplamalarla karşılaştırılacaktır. Ayrıca yüzeye adsorblanan protein profili kalınlığı elektron mikroskobisi ve nanoteknolojik görüntüleme yöntemleri incelenecektir.
Uyku apnesi parametrelerinin cerrahi tedavi öncesi ve sonrasında değerlendirilmesi
Bu çalışmada, uyku apnesi hastalığının en yaygın tedavilerinden biri olan UPPP ameliyatının başarımının nicel mühendislik parametreleri ile araştırılması amaçlanmıştır. Bu amaç doğrultusunda 21 adet hastaya ait elektrokardiyogram (EKG) ve elektroensefalogram (EEG) kayıtları kullanılmıştır. Çalışma kapsamında her hasta için ameliyat öncesi ve sonrası toplam 1400'er epok (yaklaşık 12 saat) uyku kaydı analiz edilmiştir. EKG' de kalp atım hızı değişkenliği bilgisinden elde edilen alçak frekans -yüksek frekans bölgeleri enerji oranı (AF/YF), dakikadaki kalp atım sayısı, form faktör (FF), EEG' de delta, teta, beta, alfa aktivitesi enerjileri, ortalama güç, toplam enerji ve ortanca frekans parametreleri hesaplanmıştır.Hekimlerle yapılan görüşmeler ışığında, hastalar, ameliyat sonrası apne-hipopne ve solunum bozukluğu indeksi azalanlar ve artanlar şeklinde sınıflandırılmıştır. Buna göre hesaplanan sayısal değerler de gruplandırılmıştır. İstatistiksel analizlerde, ön araştırmalar için Mann Whitney U testi, asıl araştırmalar için ise Wilcoxon testi uygulanmıştır. Elde edilen sonuçlar hekimlerle birlikte tıbbi açıdan yorumlanmıştır.Sonuç olarak, delta aktivitesi ve FF parametresi ameliyat sonrası kayıtlarda anlamlı olarak değişmiştir. Bunun yanında her parametreden elde edilen sonuçlar, hastaların fizyolojik durumlarına göre yorumlanmıştır.
Akut miyokard hasarının troponin biyosensör ile ölçülmesi
Koroner kalp hastalıkları Türkiye'de yetişkinlerde ölüm oranının en yüksek olduğu hastalıklardan biridir. Özellikle kardiyopulmoner bypass ameliyatı sonrası hastalarda miyokard enfarktüs riski oldukça yüksektir. Amerikan Kardiyoloji Derneği ve Avrupa Kardiyoloji Birliği kardiyak troponinleri miyokard enfarktüs tanısı için biyokimyasal belirteç olarak önermektedir. Bu nedenle, ameliyat sonrası hastanın hayati değerleri ile birlikte kandaki troponin seviyesinin ardışık olarak ölçülmesi gereklidir. Ancak sürekli ölçüm yapabilen hassas bir sistem henüz bulunmamaktadır. Bu çalışmanın amacı kandaki troponin protein seviyesini hassas, hızlı ve ucuz olarak ölçebilen bir sistem geliştirmektir. Bu amaçla, QCM kristalleri yüzey temizliği işleminden sonra anti-cTnT immobilize edilmiştir. Troponin konsantrasyonu, QCM sensörünün frekans değişimi ile gözlemlenmiştir. Aynı sensör farklı troponin konsantrasyonları ile test edilmiş ve frekans değerinin, troponin konsantrasyonu ile doğru orantılı olarak değiştiği gözlemlenmiştir. Bu sonuç TEM görüntüleri ile desteklenmiştir. Geliştirilen sensör sistemi troponin seviyesinin gözlemlenmesi için önerilen hızlı, etkili ve ucuz bir yöntemdir.
Pulsatile akışın heparin kaplı oksijeneratör ile biyouyumluluğunun araştırılması
Açık kalp ameliyatlarının odak noktası olan kardiyopulmoner bypass'ın olabildiğince yan etkisiz olarak gerçekleştirilebilmesi için perfüzyon tekniklerinin detaylı incelenmesi gerekmektedir. Genellikle kardiyopulmoner bypas sırasında pulssuz karakterde bir dolaşım sağlamaktadır. Geliştirilen alternatif yöntemlerden biri pulslu perfüzyondur. Kardiopulmoner bypas'ın temel zararlı etkilerinden birisi, bu sırada oluşan ve fizyolojik olmayan pulssuz akımdır. Daha fizyolojik, fakat ek tartışmalar getiren bir yöntem, vücudun doğasına uygun olarak dolaşımın pulslu olarak sağlanmasıdır. Birçok araştırmacı pulslu ve pulssuz perfüzyon arasında fark görememesine rağmen organ işlevleri, histoloji, metabolizma, mikrodolaşım ve hemodinami ile ilgili yapılan incelemelerden elde edilen bulgular pulslu perfüzyonun, pulssuz perfüzyona göre bazı durumlarda dokunun metabolizmasını ve işlevini korumakta daha etkili olduğunu göstermiştir.Bu çalışmada pulssuz akışın biyouyumluluğa etkisi araştırılmıştır.Bu etkilerin araştırılması için çalışmaya dahil edilen hastalarda, açık kalp ameliyatı sırasında 3 hastaya pulslu, 3 hastaya pulssuz perfüzyon uygulanmıştır. Kullanılan vücut dışı dolaşım devresindeki heparin kaplı medos HILITE 7000 model oksijenatör çıkartılarak üzerinde yapılan işlemler sonucunda iki akış tipi arasındaki biyouyumluluk farkı araştırılacaktır. Oksijenatör yüzeyinde tutunan toplam protein ve tam kan değerleri ölçülerek, akış tiplerindeki biyouyumluluk farkları incelenecektir.ANAHTAR SÖZCÜKLER: pulslu akış, ekstrakorporal dolaşım, Medos oksijenatör , heparin kaplama, biyouyumluluk.
QCM akış ölçer tasarımı ve üretimi
Günümüzde sıvıların akışkanlığının ölçülmesinde çeşitli yöntemler kullanılmaktadır. Endüstriyel boyuttaki bu akış ölçerlerde ölçümler makro düzeydedir. Biyomedikal uygulamalarda ise sıvıların akış hızının mikro boyutlarda ölçülmesi farklı tekniklerle yapılmakla birlikte pahalı ve birçoğu özel kurulum gerektirmektedir. QCM (kuvartz kristal mikroterazi- Quartz Crystal Microbalance) kullanılarak akış hızının ölçülmesi ile ilgili ticari bir ürün bulunmamaktadır. Literatürde sıvı ortamda QCM ile yapılan çalışmalar oldukça fazla olmasına karşın akış altında ölçüm yapılması ile ilgili yapılan çalışmalara nadiren rastlanmaktadır. Deneysel olarak yapılan bu laboratuar çalışmaları, akış hızının ölçülmesinden ziyade, akış altında sıvının özelliklerinin (viskozite, yoğunluk gibi) belirlenmesi yönündedir ve ürün haline getirilmemiştir. Sunulan tez çalışması kapsamında, QCM kristaller kullanılarak akış hücresinden geçen sıvının akış hızının neden olduğu frekans değişiminden yararlanılarak akış ölçer tasarımının yapılması hedeflenmiştir. Ayrıca tasarımda kullanılan QCM ile ürünün ticari değerinin olması hedeflenmiştir. Sunulan tez çalışması kapsamında; 1) Elektronik Devre Tasarımı 2) Akış Hücresi Tasarımı 3) Frekansmetre Tasarımı ve 4) Bilgisayar Haberleşme Tasarımı gerçeklenmiştir. QCM kristalin çalışması için osilatör devresi ve frekansın ölçülmesi için LCD göstergeli elektronik devre tasarlanmış ve üretilmiştir. Elektronik devre ile bilgisayar arasındaki haberleşme sağlanmış ve kullanıcıya yönelik bir grafik ara yüz programı yazılımı tasarlanmıştır. QCM kristalin içine yerleşeceği bir akış hücresi de akrilik malzemeden tasarlanmış ve üretilmiştir.
Pulslu ve pulssuz akışın kaplamalı oksijenatörlerde biyouyumluluğa etkisinin sem (taramalı elektron mikroskop) ile incelenmesi
Açık kalp ameliyatlarının uygulanabilmesi için kalbin ve akciğerlerin fonksiyonlarını durdurmamak ve kalbin içindeki kanı boşaltmak gerekir. Bu esnada kalbin ve akciğerlerin görevlerini yapan makinelere ihtiyaç duyulur. Bu makinelere KALP AKCİĞER MAKİNESİ denir. Kalp-akciğer makinesinde karbondioksitin uzaklaştırılıp oksijenlendirildiği kısım oksijenatördür. Oksijenatörler akciğer gibi O2 ve CO2 değişimi yapılan ortamlardır. Bu cihazın görevi hastadan alınan CO2 konsantrasyonu yüksek olan kanı temizleyip oksijen konsantrasyonu artırılmış bir biçimde hastaya sunmaktadır. Hastaların kalp ve akciğerleri geçici bir süre devre dışı bırakılmaktadır. Bu esnada hastanın yaşamsal faliyetleri kalp-akciğer pompası ile sürdürülmektedir. Oksijenatör akciğerlerin yerini alarak hastanın hayatı için gerekli olan oksijeni sağlamaktadır. Bunun yanında açık kalp ameliyatlarında hastalar pulslu ve pulssuz olmak üzere iki şekilde perfüze edilmektedir. Pulslu akışın, pulssuz akışa göre sahip olduğu yüksek enerjinin hastaya ve oksijenatör fiberine farklı etkileri olabilmektedir. Özellikle perfüzyon tipinin oksijenatör fiberi üzerine etkileri tam olarak bilinmemektedir. Sunulan bu çalışma da pulslu ve pulssuz perfüzyonun heparin kaplamalı ve kaplamasız oksijenatör fiberleri üzerine etkileri araştırılmıştır. Fiberlerin yüzeylerine SEM taramalı elektron mikroskobu ile bakılarak adsorbe olan protein kalınlığı ve kan hücreleri miktarları hesaplanarak kaplamalı ve kaplamasız oksijenatörlerle karşılaştırılmıştır. Bu bağlamda bir biyouyumluluk çalışması yapılmıştır.
Anti-CD62P biyosensör ile platelet aktivasyonunun ölçülmesi
Bu çalışmanın amacı platelet aktivasyonunun kuvars kristal mikroterazi sistemlerle (QCM) daha hızlı, uygulaması kolay, hassas ve etkin bir şekilde ölçülmesidir. Gerçek zamanlı algılama özelliği ile anlık veri alınması mümkün hale gelmektedir. QCM'in klinik teşhiste son yıllarda kullanımı artarak devam etmektedir ve bu çalışma ile platelet aktivasyonunun ölçümüne alternatif bir yöntem geliştirilmiştir. Çalışmanın ilk aşamasında gümüş elektrotlu piezoelektrik kristal yüzeylerin modifikasyonu gerçekleştirilmiştir. Kristal yüzeyinin temizlenmesi işleminin ardından yüzeye sistamin immobilizasyonu yapılmıştır. Bu işlemlerden sonra sistamin üzerine bifonksiyonel gluteraldehit bağlanması gerçekleştirilmiştir. Çalışmanın ikinci aşamasında gluteraldehit bağlanmış yüzeylere platelet aktivasyonunu tanıyan ligand bağlanması sağlanmıştır. Hazırlanan kan örnekleri kullanılarak platelet aktivasyonunun varlığı anti-CD62P immobilize edilmiş kuvars kristaller ile belirlenmiştir. Bu şekilde, tasarlanan kristalin biyosensör olarak kullanılması ile platelet aktivasyonunu tanıyan yeni bir yöntem geliştirilmiştir.
Trombosit hücre membranına annexın v bağlanmasının piezoelektrik algılayıcılar ile ölçülmesi
Trombositler hemostazın sağlanmasında görev alan kan hücreleridir. Trombositler endotel dışına çıktığında ya da yabancı bir yüzeyle etkileştiğinde pıhtılaşma kaskadı devreye girer. Trombositlerin agregasyona uğramadan önceki formları oldukça önemli olup, apoptosis öncesi hakkında bilgi vermesi teşhis ve tedavi süreçlerini dolayısı ile hastanın hayatını doğrudan etkilemektedir. Bu amaçla erken trombosit apoptosisi tespiti hayati öneme sahiptir. Bu çalışmanın amacı, trombosit aktivasyonu ve erken trombosit apoptosisini hassas, hızlı ve ucuz olarak ölçebilen bir sistem geliştirmektir. Bu amaçla piezoelektrik kristallerin yüzey temizliği, hidrofilik yüzey eldesi işlemlerinin ardından sistamin ve glutaraldehit immobilizasyonu yapılarak uzatma kolu oluşturulmuştur. Erken trombosit apoptosisi tanıyıcı molekülü olan Annexin V immobilizasyonu sonrası farklı trombosit sayısı içeren kan derişimlerinde deneyler yapılmıştır. Farklı derişimler Annexin V biyosensörleri ve farklı derişimlerdeki kan süspansiyonlarındaki frekans değişimi Annexin V konsantrasyonu ve trombosit sayısıyla orantılıdır. Bu sonuç AFM ve SEM görüntüleriyle de desteklenmiştir. Geliştirilen piezoelektrik biyosensörle mevcut sistemlere göre hızlı, hassas ve ucuz bir sistemdir.
Anterior kolon kırığının ilioinguinal yaklaşım tedavi tekniği ile medial stoppa tedavi tekniğinin biyomekanik dayanımı açısından karşılaştırılması
Anterior kolon kırığı tedavisinde ilioinguinal yaklaşım altın standard olarak kullanılmaktadır. Medial stoppa tekniği ise pelvise ve asetabulumun medyal duvarına ulaşarak asetabulum kırıklarının tedavisinde kullanılan yeni bir cerrahi yaklaşımdır. Medial stoppa tekniğinin ilioinguinal yaklaşıma göre bazı avantajları vardır. İlioinguinal yaklaşımda açılan inguinal bağın üzerindeki pencerelerin stoppa yaklaşımında açılmaması, inguinal bağın ve kanalın, lateral kütanöz femoral ve femoral sinirlerin korunması, eksternal iliyak damar hasarının daha az oranda gözlenmesi bunlardan bazılarıdır. Medial stoppa tekniğinin avantajları olsa da yeni bir cerrahi yöntem olduğu için literatürde çalışmaları azdır. Bu çalışmada, anterior kolon kırığı tedavisinde kullanılan bu iki yöntemin biyomekanik dayanım açısından karşılaştırılması yapılmıştır. Deneyde on beş adet sawbone pelvis kullanılmıştır. Bunlardan beş tanesine her hangi bir işlem yapılmadan kuvvet uygulanmış ve sawbone'ların kuvvet karşısındaki cevabı kaydedilmiştir. On tanesinde ise pelvisin her iki kolonunda da kırık çizgisi oluşturulmuş ve her iki kolonda oluşturulan bu iki kırık her iki yöntem ile tedavi edilmiştir. Daha sonra her iki cerrahi yöntemin mekanik olarak rijitliğini karşılaştırmak için implant uygulanmış numunelere aksiyel eksende yük uygulanmıştır. Sonuç olarak; Medial stoppa tekniğinin cerrahi açıdan avantajları olsa da biyomekanik dayanım açısından ilioinguinal yaklaşım ile tedavi edilen kolon medial stoppa tekniği ile tedavi edilen kolona göre daha rijit çıkmıştır.
HT-29 kanser hücrelerinin metastaz takibi için mikrokanallarda tespiti ve sayılması
Kanserden ölümlerin sebebi bir çok durumda metastazlar olup, temel olarak tümörler değildir. Primer tümör dışına yayılmadan önce hastaya kanser teşhisi konulduğu zaman hastanın hayatta kalma şansı artar. Metastazın ne zaman ve nasıl başladığı, açık değildir. Tümör hücrelerinin lenf bezi sistemi ile yayıldığı ve kan dolaşımına katıldığı bilinmektedir. CTC'ler tümörden ayrılıp kan dolaşımı içerisinde az sayıda bulunan tümör hücreleridir ve CTC'leri ayırmak zor bir hedeftir. Piyasada bulunan, CTC'lere yönelik tek kan testi sadece hücrelerin sayımında kullanılmaktadır. Ancak doktorların uygun tedavi şeklini seçmek için analiz edeceği kadar hücre saptanamamaktadır. Bu çalışmada, tasarlanan sistem sayesinde milyarlarca sağlıklı hücre arasında tek bir CTC tespit edilebilmektedir. Bir çeşit sıvı biyopsi olarak da düşünülebilecek bu sistemde bir mikroçip kullanılmaktadır. Mikroçip yüzeyi tümör hücrelerine özgün olarak bağlanan antikorlarla kaplanmıştır. HT-29 hücre kültürü kullanılmış ve kan ile karıştırılmıştır. Kan çip yüzeyi ile etkileştiğinde içerisindeki kanserli hücreler alıkonulmaktadır. Tasarım sayesinde CTC'ler tespit edilebilir ve sayılabilmektedir. Deney sonuçlarında 1.5 dakika boyunca uygulanan oksijen plazma süresinin hücre yakalama etkinliği açısından en yüksek değeri gösterdiği belirlenmiştir (%66±8). Kan içerisinde 5, 10, 25, 50, 100, 500 konsantrasyonlarında bulunan HT-29 hücrelerinin yakalanma etkinliği genel olarak %65 olarak belirlenmiştir. CTC'lerin metastaz oluşturmadan önce tespiti ve sayılması; hastalığın seyrinin takibinde, kişiye özel tedavi protokollerinin geliştirilmesinde ve metastazik tümörleri hedefleyecek yeni ilaçların geliştirilmesinde faydalı olacaktır. Böylece geleneksel kemoterapinin yıkıcı ve maliyetli tedavi yöntemine alternatif sağlanarak, bireylerin sağlıklı yaşam süresini uzatılabilir.
MCF-7 kanser hücrelerinin antikor tabanlı mikrokanallar içerisinde yakalanması ve incelenmesi
Kanser Dünya'da olduğu gibi Türkiye'de de ölümlerin başlıca sebebidir. Dünyadaki nüfus artışına ve nüfustaki yaşlanmaya bağlı olarak kanser artış hızı yükselmiştir. Uluslararası Kanser Ajansı özellikle meme kanserindeki artışa dikkat çekmiştir. Meme kanseri kadın kanserleri içerisinde en fazla görülen ve en fazla ölüme sebep olan kanserdir. Bugün Dünya'da kadın kanser hastalarının 4'ünden 1'i meme kanseridir. Bu nedenlerle, kanserin erken teşhisi; metastaz gerçekleşmeden kanser hücrelerinin kanda veya vücut sıvılarındaki dolaşımları esnasında tespit edilmesi çok önemlidir. Dolaşımdaki kanser hücrelerinin tespiti için bir test yapmak diğer klasik yöntemlere göre daha az invaziv, daha duyarlı, hızlı, az maliyetli ve daha az zaman alıcı bir yöntem olabilir. Bu amaçlar doğrultusunda, çalışma kapsamında, dolaşımdaki kanser hücrelerinin tespitinin araştırılması için mikroçipler üretilmiş, bu mikroçipler içerisine yüzey modifikasyonu uygulanarak meme kanseri hücrelerinde bulunan EpCAM yüzey belirtecine özgül anti-EpCAM antikorsi ile kaplanmıştır. Meme kanseri hücre hattı olan MCF-7 hücrelerinin PBS ve kan ile karıştırılarak mikroçipler içerisinde yakalanması hedeflenmiştir. Yapılan deneyler sonucunda, mikroçipler Fluoresan mikroskobu ile incelenmiştir. Mikrokanallar içerisinde MCF-7 hücreleri yakalanmıştır. Deneyler tekrarlanarak yöntemin çalışma amacına özgül olduğu ve güvenilirliği doğrulanmıştır. Yakalama etkinliği ortalamalarının PBS için %76±11, kan için % 65±5 olduğu, yapılan istatistik çalışmasıyla farklı hücre konsantrasyonları deneylerinin mikrokanallar içerisinde hücre yakalama etkinlikleri üzerinde anlamlı bir değişikliğe neden olmadığı görülmüştür.
Titanyum alaşım biyomalzemelerde plazma polimerizasyon tekniği kullanılarak kemik morfogenetik protein tutuklamasının incelenmesi
Ortopedi, omurga cerrahisi, ve diş hekimliği uygulamalarında vida, plak vb benzer malzemelerin üretiminde titanyum alaşım içerikli metaller tercih edilirken( mükemmel mekanik özellik, kimyasal kararlılık, biyouyumluluk vs.) bu malzemelerin, kemik hücreleri ve dokusu ile bağlanmasındaki zayıflık bir süre sonra implantın çıkmasına, kaynamamasına, kırılmasına ve buna bağlı ciddi klinik bulguların ve/ya tekrarlayan revizyon cerrahilerine neden olmaktadır. Çok sık karşılaşılan eksik kaynama problemlerinin önüne geçilmesi, maddi olarak sarfiyat azaltma, hasta konforu vs. açısından son derece önemlidir. Bu nedenle, bel ve omurga cerrahi uygulamalarda sıklıkla kullanılan yöntem, kemik dokusu ile olan etkileşiminin (osteointegrasyon) en üst seviyeye çıkartılması için, kemik dokusu gelişimini indukte eden proteinlerin kemik morfogenetik proteinin (rhBMP-2) kemiğe sürülmesi ve sonrasında titanyum alaşım implant malzemesinin (transpediküler vida) fikse edilmesidir. Ancak, tümüyle doğal (bu nedenle biyouyumlu) bu proteinin, toz halinde omurilik bölgesine dökülmesi, hem maliyeti artırmakta hem de kemikteki doz fazlalığından dolayı hala komplikasyonlar (heterotropik ossifikasyon, osteoliz, enflamatuar kist formasyonları vs.) oluşturmaktadır. Günümüz teknolojisinde ayrıca dinamik stabilizasyon ve perkütan enstrumantasyon teknikleri giderek yaygınlaşmaktadır. Dinamik stabilizasyonda omurgalar arası füzyon (füzyon: kemiksel birleşme ile iki omur arasındaki anormal hareketin önlenmesi) uygulanmamakta, minimal invaziv perkütan cerrahi de ise füzyon interbody füzyon şeklinde uygulanabilmektedir. Her iki cerrahide de sistemin stabilitesi açısından vida kemik integrasyonu çok önem kazanmaktadır. Ülkemizde benzer amaçla, açık cerrahide kullanılabilen hidroksiapatit kaplı vidalar mevcuttur. HA kaplamasının pahalı olması, ülkemizde yapılamaması bu tekniğin dezavantajlarıdır. Ayrıca HA ile yapılan kaplamalarda metal ve HA 'in yoğunluk farkından kaynaklı kırılma problemleminden kaynaklı implantın çıkma problemleri sıklıkla görülmektedir. Araştırmada bu problemi çözmek amacıyla, plazma polimerizasyon tekniği ile malzeme yüzeyinde uygun kimyasal gruplar olusturulması ve devamında (rhBMP-2) implant üzerine direkt tutuklanması yaklaşımı kullanılmıştır. Plazma polimerizasyon tekniğinde, özgün monomer (sisteamin) ve yük boşalım tipi (radyo frekansI), kullanılmıştır. Ayrıca yöntemdeki işlem parametreleri (güç (W), süre (dak), monomer akış hızı (ml/dak) değiştirilerek yüzeyde meydana gelen fiziksel ve kimyasal farklılıklar, çeşitli karakterizasyon teknikleri ile tanımlanmıştır. Bu sonuçlar degerlendirilerek, nanomertebe film oluşturulmasında, akış dinamik ortaminda en kararli olan plazma polimerizasyon parametresi seçilmiştir. Kararlılığa göre en uygun parametre güç: 30W süre: 9 dak akış hızı : 10 ml/dak' dır. Seçilen işlem koşullarında plazma polimerizasyon tekniği ile modifikasyon ve sonrasında % 2.5 v/v 'lik glutaraldehit ile aktivasyon aşamaları devamında % 1.5 mg/ml rhBMP-2, 2 saat süreyle tutuklanmıştır. İmplant yüzeyde (rhBMP-2) tutuklanması ile kemik dokusu gelişimini arttırdığı histolojik testlerle kanıtlanmıştır. Sonuç olarak, spinal implantların plazma polimerizasyon tekniğiyle kemik yapımını arttırıcı rhBMP-2 ile kaplanması yaklaşımı, canlı dışı (in vitro) / ve canlı içi (in vivo) ortamlarda test edilmiş ve değerlendirilmiştir.
EOG'nin kodlanmasına dayanan bilgisayar tabanlı gözle yazı yazma sistemi geliştirilmesi
İşaret diliyle ya da konuşarak iletişimini sağlayamayan (Amyotrofik Lateral Skleroz (ALS), Locked-in Sendromu, felç gibi hastalıkları olan) kişilerin iletişimi için çok çeşitli sistemler önerilmiştir. Bunlar içinde, bu hastaların gözlerinin kontrolünü nadiren kaybettikleri bilgisine dayalı olarak, gözle yazı yazma sistemleri öne çıkmaktadır. Göz hareketlerinin kamera veya elektrookülogram (EOG) ile takip edilip yazıya çevrildiği şimdiye kadarki sistemlerin yazma hızları, genellikle 10 kelime/dakika civarındadır. Bu çalışmada ilk önce, daha önce gözle yazı yazmak için geliştirilmiş bir sistem üzerinde yazma hızı ve yazılmak istenen karakterin doğru tespit edilebilme oranını etkileyen faktörleri tespit etmeye dönük çalışmalar gerçekleştirilmiştir. Bu çalışmanın sonuçları dikkate alınarak; gözlerin 4 farklı yön, 2 farklı bakma açısı ve bakılan yönde farklı bekleme süreleriyle durulması ile karakterlerin kodlandığı yeni bir gözle yazma yöntemi önerilmiştir. Önerilen yöntemin uygulanması için bilgisayar tabanlı bir sistem geliştirilmiştir. Geliştirilen sistem donanım ve yazılım olmak üzere iki kısımdan oluşmaktadır. Donanım kısmı yatay ve düşey göz hareketleri sırasında ortaya çıkan EOG sinyallerini alıp işleyerek bilgisayara atarken, yazılım kısmı bu sinyalleri anlamlandırıp seslendiren ve yazıya çeviren programları içermektedir. Önerilen yeni yöntemin etkinliği yazma hızı ve karakterlerin doğru kodlanma oranı parametrelerine göre analiz edilmiştir. Önerilen yeni yöntem ve geliştirilen sistemle ulaşılan azami yazma hızı 17,5 kelime/dakikadır. 126 harften oluşan bir metnin yazılmasının ilk denenmesinde %92,5'lik doğru kodlama oranı sağlanmışken dördüncü denemeden itibaren %100'lük doğru kodlama seviyesine ulaşılmıştır. Ayrıca tekrarlamalar sonucu yazma hızı ve doğruluğunun birlikte arttığı görülmüştür. Buna göre geliştirilen sistemin, etkin kullanımı için harflerin nasıl kodlanacağının öğrenildiği bir alışma dönemi gerekmesine rağmen, bu dönem atlatıldığında, daha önce önerilen benzer sistemlere göre en az %50 daha hızlı şekilde gözle yazı yazılmasına olanak vereceği sonucuna varılmıştır.
Kalp ve solunum seslerinden uyku apnesi tespitinin yapılabilirliğinin incelenmesi
Uyku apne sendromu, uyku sırasında ağız ve burundaki hava akımının 10 saniye veya daha fazla süreyle durmasından kaynaklanan ve uyku düzeninin bozulmasına sebep olan önemli bir rahatsızlıktır. Tedavi edilmediği durumlarda, kalp krizi, felç gibi ciddi sağlık sorunlarına neden olabilmektedir. Hastalığın tanısında kullanılan altın standart inceleme yöntemi polisomnografidir (PSG). Fakat yöntemin pahalı ve zaman alıcı olması, özel ekipman ve eleman gerektirmesi gibi dezavantajlarının bulunması, uyku apne tespitinde farklı yöntemlerin araştırılmasına yol açmıştır. Sadece elektrokardiyogramdan (EKG) elde edilen özelliklerle uyku apnesi tespitinde önemli başarılar elde edilmesi ve son yıllarda yapılmış bir çalışmada kalp seslerinin morfolojisinde solunumla birlikte değişimler olduğunun rapor edilmesinin motivasyonuyla; bu çalışmada, literatürde ilk defa olmak üzere kalp ve solunum seslerinden elde edilen özelliklerle uyku apnesi tespitinin mümkün olup olmadığı araştırılmıştır. Bu amaçla 20 hastadan polisomnografi ile eş zamanlı olacak şekilde kalp ve solunum sesleri kaydedilmiştir. PSG cihazının apneli ve apnesiz olarak belirlediği sinyal bölgeleri referans alınıp, K en yakın komşuluk ve destek vektör makineleri sınıflandırıcıları ile uyku apnesi sınıflandırılması çalışmaları yapılmıştır. Kalp ve solunum seslerinden elde edilen zaman ve frekans düzlemi parametrelerinin çeşitli kombinasyonları ile yapılan sınıflandırma çalışmaları sonucunda; en başarılı sonuca kalp ve solunum sesi zaman ve frekans düzlemi parametrelerinin birlikte özellik vektörü olarak kullanıldığı, K en yakın komşuluk algoritması kullanılan sınıflandırıcı ile ulaşılmıştır. Ancak en iyi durumda dahi, apnesiz sinyal bölgeleri %100 doğru tespit edilirken, apneli bölgelerin ancak %48'inin doğru tespit edilebildiği görülmüştür. Sonuç olarak; apne hastalarında çoğunlukla görülen horlamaların sınıflandırmayı güçleştirdiği ve çalışmada kullanılan kalp ve solunum seslerinden elde edilen özelliklerin uyku apnesinin başarılı şekilde tespiti için yeterli olmadığına karar verilmiştir.
2 boyutlu (2D) ve 3 boyutlu (3D) FULL HD laparoskopi sistemleri için eğitim fantomu tasarımı ve gerçekleştirilmesi
Laparoskopik cerrahi günümüzde açık cerrahiye oranla minimal ınvazif cerrahi yöntemler kullanması, hastanın kısa sürede iyileşmesi ve hasta konforu için yaygın olarak tercih edilen bir yöntemdir. Laparoksopi sistemlerinin cerraha kolaylık sağlamasının yanısıra, ameliyat olan hastaya da faydası vardır. Ameliyat sürelerinin kısalması buna bağlı olarak anestezi alan kişinin daha az anestezik ajanlara maruz kalması, hastanın kısa sürede iyileşmesi ile iş gücü kaybının önlenmesi laparoskopi sistemlerinin avantajları arasındadır. Laparoskopik vakalarda görüntüleme sisteminin çok büyük önemi vardır. Özellikle günümüz endüstrisi ile gelişen yüksek çözünürlüklü ve 3 boyutlu sistemlerin medikal sektöre uyarlanması ile laparoskopinin daha ayrıntılı ve daha hızlı yapılabilmesi mümkün olmuştur. Gelecek seneler içerisinde 3D FULL HD laparoskopik sistemler bir standart haline gelecek, cerrahlar bu sistemler sayesinde gerek manüplasyonda gereksede sütur (dikiş) atarken hızlı ve konforlu bir biçimde bu işlemi gerçekleştirebilmeleri mümkün olacaktır. 3D FULL HD Laparoskopik sistemler cerrahın derinlik duygusuna hitap etmekte, bunun sonucunda hasta içinde yakma ve koagülasyon işlemleri daha kısa sürede ve daha başarılı bir şekilde gerçekleştirilebilmektedir. Laparoskopik cerrahi yapacak olan doktorun ameliyat öncesinde gerek laparoskopik donanımların kullanılması gerekse ameliyat tekniklerinin uygulanması ile ilgili eğitimler alması gerekmektedir. Bu eğitimler fantom adı verilen ve hastayı simule eden donanım veya yazılım ağırlıklı eğitim simülatörleri üzerinde yapılmaktadır. Bu tez çalışması kapsamında laparoskopik cerrahi uygulayacak cerrahların eğitimleri için yeni bir eğitim fantomu (trainıng box) tasarlanmış ve gerçekleştirilmiştir. Bu fantom üzerinde 2D FULL HD ve 3D FULL HD laparoskopi sistemleri denenmiş ve bu sistemlerin özellikle süturlu platformdaki başarımları karşılaştırılmıştır. Eğitim fantomu olarak tasarlanan simulatör; cerrahın sütur atma, diseksiyon ve manüplasyon işlemlerini gerçekleştirebileceği bir platformudur. Bu platform üzerinde eğitim yapacak olan cerrahların ve tıp fakültesi öğrencilerinin, 2D FULL HD ve 3D FULL HD laparoskopi sistemleri ile yaptıkları tüm işlemlerin süreleri ve kolaylık dereceleri ölçülerek ve karşılaştırılmıştır.
Elektrik eğirme yöntemini kullanarak nanofiberlerin elektrtik alan ile yönlendirme olasılığının araştırılması
Elektrostatik eğirme ile nanofiber üretimi, polimer çözeltisine uygulanan yüksek voltajın etkisiyle gerçekleşmektedir. Bu işlem ile oluşturulan nanofiberler, genellikle polimer jetinin kaotik hareketinden dolayı rastgele bir dizilim sergilemektedir. Bu çalışmada, polimer jetinin kaotik uçuşunun bastırılması ve düzenli nanofiberlerin elde edilebilmesi için, boş silindirik iletken elektrotlar ve iletken paralel plakalar kullanılarak ikincil elektrik alanlar oluşturulmuştur. Çalışmanın ilk aşamasında herhangi bir elektrot ya da paralel plaka kullanılmadan klasik elektrostatik eğirme işlemi gerçekleştirilmiştir. Daha sonra, toplayıcı plakadaki fiber saçılım genişliğinin düşürülmesi için sisteme silindirik iletken elektrotlar eklenmiştir. Son aşamada ise, iletken paralel plakalar dâhil edilerek, toplayıcı plakadaki nanofiber diziliminin, örgü geometrisinde yönlendirilebilme olasılığı araştırılmıştır. Çalışma sonucunda, silindirik elektrotlar üzerindeki alanlar sayesinde, fiber saçılım genişliğinin azaltılması sağlanmıştır. Paralel plakalar aracılığıyla yaratılan elektrik alan sayesinde nanofiberlerin örgü geometrisinde düzenlenmesi için deneyler yapılmıştır. SEM (Taramalı Elektron Mikroskobu) fotoğraflarında fiber çaplarının 800 nm ile 3 µm arasında değiştiği görülmüştür. Son olarak görüntü üzerinden fiberler sayılıp, bulundukları doğrultudan sapma açıları hesaplanarak, herhangi bir açı yapmadan %37,5 oranında düzenlenme görülmüştür.
Moro refleks ölçümleri için sistem tasarımı
Yenidoğanlarda vücut dengesinin aniden bozulmasına karşı ya da aşırı ani uyaranlara karşı istem dışı yapılan koruyucu motor yanıt şeklinde tanımlanan Moro refleksin hiç görülmemesi, zayıf görülmesi veya kaybolması gereken zamanda hala var olması, bebekte işlevsel bozukluk veya beyin hasarı olduğunu gösterir. Bu nedenle Moro refleks değerlendirmesinin doğru yapılması, sinir sisteminde bir hasar varsa doğru tanı koyarak, zamanında tedaviye başlanılması çok önemlidir. Moro refleks değerlendirmesinin klinikteki uygulaması, doktorun bebeği ellerinden tutup kaldırarak düşürür gibi yatağın üzerine bırakması sırasında kol ve bacak hareketlerinin takibini gözle yapması şeklinde uygulanmaktadır. Değerlendirmede tanı ve tedavinin doğruluğu doktorun deneyimiyle doğrudan alakalıdır. Teşhisin objektif olabilmesi için literatürde moro refleks parametrelerinin ölçümlenmesine çalışan birkaç çalışma bulunmaktadır. Ancak bu çalışmalarda önerilen yöntemler ancak birkaç araştırmada kullanılmış, klinikte uygulama alanı bulamamıştır. Bu çalışmada, bebeğin hareketinin basit bir web kamerası ile takip edilmesine ek olarak literatürde ilk defa olarak hareketlerin 3 eksenli ve milisaniyeden küçük hassasiyetle ölçümünü sağlayabilecek bir ivmeölçer ile algılanmasını sağlayacak, klinikte kolayca uygulanabilecek, objektif bir mororefleks ölçüm ve analiz sistemi geliştirilmesi amaçlanmıştır. Geliştirilen sistem ile latens (moro gecikmesi) süresi ve toplam moro refleks süresi hem kamera görüntüsünden hem de 3 eksendeki ivme verilerinden tespit edilebilmektedir. Geliştirilen sistem ile ayrıca bebeğin kollarındaki hareketlerin 3 eksendeki değişimlerinin korelasyonu hesaplanarak bebeğin kollarının simetrik hareket edip etmediği bilgisi de objektif olarak değerlendirilebilmektedir. Geliştirilen sistemle iki doktora yaptırılan uygulama sonuçlarına göre, ölçüm sonuçlarının oldukça tutarlı olduğu, kayıt ve analiz için sadece 3-4 dakikanın yeterli olduğu tespit edilmiştir. Sonuç olarak; maliyeti oldukça düşük, kullanımı kolay, klinikte rahatlıkla uygulanabilecek bir mororefleks ölçüm ve analiz sistemi ortaya konmuştur.