Doku içinde biyolüminesans ışık taşınımının fiziği

Bu tezin temel hedefleri, biyolojik doku içinde biyolüminesans ışık taşınımının fiziğini araştırmak ve tanımlamak, biyolüminesans tomografi kaynak yapılandırmasını incelemek ve tümör biyolüminesansından çıkan ışık şiddetini zamana göre formüle etmektir. Bölüm 1 medikal görüntülemenin tarihini, biyolüminesans olgusunu, biyoluminesans görüntülemeyi ve soğrulma ve saçılma temelinde dokuların optik özelliklerini içermektedir. Bölüm 2 biyolojik dokularda foton yayılımı için en çok başvurulan yöntem olan Işınımsal Taşıma Teorisini sunmaktadır. Bu bölümde ışınımsal taşıma denkleminin elde edilmesini ayrıntılı şekilde bulabilirsiniz. Ayrıca, ışınımsal taşıma denklemine difüzyon yaklaşımı uygulayarak difüzyon denklemini de türeteceğiz. Bölüm 3 biyolüminesans tomografi için genel matematiksel yapıyı incelemektedir: Doğru ve ters problem, sonlu elemanlar yöntemi, biyolüminesans tomografi kaynak yapılandırması, en küçük kareler minimizasyonu, Tikhonov düzenlemesi ve Newton-Raphson tekrarlama yöntemi. Bu bölümde, geleneksel olarak, biyolüminesans ışık şiddetinin zamana göre değişmediğini, konuma göre değiştiğini farzedeceğiz. Fakat gerçek ölçümlerde, lüsiferaz etkinliğinden üretilen ışık şiddeti lüsiferin konsantrasyonuna doğal olarak bağlılık göstermektedir. Bu amaçla, Bölüm 4 tümör biyolüminesansından çıkan ışık şiddetini zamana göre formüle etmek için 2-bölmeli bir farmakokinetik model içermektedir. Bu bölümde, tomografik kaynak yapılandırmada kullanılabilecek, transgenik bir fareye karın zarından enjekte edilen lüsiferin konsantrasyonu ile farenin içindeki tümörden üretilen ışık şiddetini zamana göre ilişkilendiren bir formül türeteceğiz.