Lenssiz mikroskopi sisteminin tasarlanmasıve tıbbi örnekler üzerinde test edilmesi
Designing lens-free microscopy system and testing on medical samples
Yazar: MUHAMMED ALİ PALA
Danışman: DR. ÖĞR. ÜYESİ MUSTAFA ZAHİD YILDIZ
Sakarya Uygulamalı Bilimler Üniversitesi / Lisansüstü Eğitim Enstitüsü / Biyomedikal Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2019
Konu: Biyomühendislik = Bioengineering ; Biyoteknoloji = Biotechnology ; Elektrik ve Elektronik Mühendisliği = Electrical and Electronics Engineering

Özet:
Tıbbi örneklerin görüntülenmesi, klinikte teşhis ve tedavi süreçlerinin yürütülmesinde büyük bir öneme sahiptir. Bu nedenle mikroskopların, medikal alanda geniş bir kullanım alanı bulunmaktadır. Günümüzde dahi, optik mikroskopların görüntüleme için uzmanlık gerektiren teknikleri, maliyetleri ve taşınabilir olmamaları gibi çeşitli dezavantajları bulunmaktadır. Yarı iletken teknolojisinin son yıllarda ki gelişmesi, lenssiz mikroskopları mikro boyutta görüntülemede etkili bir yöntem haline getirmiştir. Lenssiz görüntülemenin sunduğu; geniş görüş alanı, yüksek uzaysal çözünürlük, kullanım kolaylığı ve düşük maliyetli olması gibi avantajlar bu yöntemleri medikal alanda önemli hale getirmiştir.

Bu çalışmanın ilk aşamasında; klinik şartlar için elverişli, düşük maliyetli ve taşınabilir genel amaçlı bir lenssiz mikroskopi sistemi tasarlanmış ve üretilmiştir. Görüntüleme sistemini en iyi duruma getirebilmek için tasarım parametreleri kalibrasyon deneyleri doğrultusunda güncellenmiştir. Bu sayede gömülü bilgisayar yardımı ile tıbbi örneklerin gerçek zamanlı olarak görüntülenmesine olanak sağlanmıştır. İkinci aşamada; gerçek zamanlı olarak elde edilen görüntüler bölütlenmiş ve uzmanlara bir karar destek sistemi oluşturulmuştur. Son aşamada; farklı dalga boyuna sahip ışık kaynakları kullanılarak elde edilen görüntüler, tek bir görüntü haline getirilmiş ve böylece tıbbi örneklerden elde edilen görüntülerin kontrast değeri iyileştirilmiştir. Tasarlanan sistem, intraoperatif işlemlerde patolojik dokuların inceleme sürelerini azaltarak, kliniğe önemli bir katkı sağlayacaktır.

Abstract:
Imaging of medical samples are of great importance in clinical diagnosis and treatment processes. Therefore, microscopes have a wide usage area in medical field. Even today, optical microscopes have various disadvantages such as costs, bulky structure and techniques that require expertise for imaging. The development of semiconductor technology in recent years has made lens-free microscopy an effective method in micro-size imaging. Lens-free imaging has become important in medical field since it has advantages such as wide field of view, high spatial resolution, ease of use and low cost.

In the first step of this study; A general-purpose of lens-free microscopy system was designed and manufactured for low-cost and portable conditions suitable for clinical conditions. In order to optimize the imaging system, the design parameters were updated according to the calibration tests. With the help of the embedded computer, it was possible to display the medical samples in real time. In the second step of this study; images which obtained in real time, were segmented. Therefore, a decision support system was created for the medical experts. Finally, the images obtained using light sources with different wavelengths were combined into a single image. Thus contrast value of the images obtained from the medical samples was improved. The designed system may make a significant contribution to the clinics by decreasing the duration of examination of pathological tissues in intraoperative procedures.