Kaos teorisi kullanılarak damarlardaki akış hastalıklarının tespiti

Kalp damar sistemi, vücudun her bir hücresine kan taşıyan karmaşık bir fiziksel sistemdir. Kan akışı, sağlıklı damarda laminardır. Damara ait daralma ve tıkanma gibi hastalıklar sıklıkla görülen hastalıklardır ve bu durumlarda kan akışı türbülanslı olur. Ayrıca akışkan rejimdeki türbülansın şiddeti, daralmanın derecesi arttıkça artar. Arterlerde oluşan bir daralma, karmaşık, dolayısı ile kaotik bir kan akışına sebep olur. Kaotik analiz (doğrusal olmayan analiz), damarsal hastalığa sahip bir damardaki kaotik ya da türbülanslı akışın karmaşıklığının tanımlanmasında ve karmaşıklığın (türbülansın) seviyesinin tespitinde klinik amaçlar için faydalı olabilir. Bu çalışmanın amacı, kaotik analiz metotlarını kullanarak, damara ait hastalıklar hakkında bilgi sahibi olmaktır. Bu çalışmada, damarlardaki akış karakteristiklerinin belirlenmesinde güvenilir bir teknik olan ultrasonik Doppler ile elde edilen Doppler akış işaretleri, kaotik analiz metotları ile değerlendirilmiştir. Doppler işaretlerine en büyük Lyapunov üsteli, ilinti boyutu, Renyi boyut spektrumu metotları uygulanarak, sağlıklı ve hastalıklı damarlardaki kan akışının kaotik davranışı incelenmiştir. Lyapunov üsteli, dinamik bir sistemin başlangıç şartlarına hassas bağlılığını ifade eder ve değeri, kaotik sistemler için pozitiftir. İlinti boyutu, sistemin davranışında etkili olan bağımsız değişkenlerin minimum sayısını verir. Kaotik niceliklerden her biri sistem karmaşıklığını farklı şekillerde ifade ederler. Bu çalışmada iç karotid atardamarından alınan sağlıklı ve çeşitli derecelerdeki darlık durumlarındaki Doppler işaretleri ve aort kapakçığından alınan sağlıklı, aort darlık ve aort yetmezlik durumlarındaki Doppler işaretleri analiz edilmiştir. Kaotik analizlerden elde edilen sonuçlara istatistiksel test uygulanarak, sağlıklı ve hastalıklı durumlar için anlamlı farklar bulunmuştur. Bu sonuçlar değerlendirilerek, hastalıklı durumların tespitinde, kullanılan kaotik analiz metotlarından hangilerinin daha etkili olduğu belirlenmiştir. Bu çalışmada, en büyük Lyapunov üsteli ve Grassberger-Procaccia algoritması kullanılarak yapılan ilinti boyutu analizlerinin, kan akışındaki karmaşık davranışın belirlenmesinde, hastalık durumlarının ve darlık derecelerinin tespitinde belirleyici oldukları görülmüştür. Sonuçlar, kaotik analiz metotlarının, damar hastalıklarının tespitinde etkili ve yararlı sonuçlar verdiğini göstermiştir.