Yüksek yoğunluklu odaklanmış ultrason (HIFU) dalgalarının dana karaciğeri üzerinde oluşturduğu termal ablasyonun görüntü işleme teknikleri ile analizi
Analysis of thermal ablation of high density focused ultrasound (HIFU) waves on calf's liver with image processing techniques
Yazar: KÜBRA KILIÇ
Danışman: PROF. DR. EMİNE DOĞRU BOLAT
Kocaeli Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Biyomedikal Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2020
Konu: Bilgisayar Mühendisliği Bilimleri-Bilgisayar ve Kontrol = Computer Engineering and Computer Science and Control ; Biyofizik = Biophysics ; Mühendislik Bilimleri = Engineering Sciences
Dizin: Ablasyon = Ablation ; Biyomedikal araştırmalar = Biomedical research ; Biyomedikal mühendisliği = Biomedical engineering ; Metroloji = Metrology ; Ultrasonik dönüştürücü = Ultrasonic transducers ; Ultrasonik tedavi = Ultrasonic therapy

Özet:
Kanser tanı ve tedavisinde etkili, doğru ve minimum hasta zararı önemlidir. Günümüzde kemoterapi, radyasyon tedavisi, cerrahi yöntemler, radyofrekans ablasyonu, immuno terapi gibi yöntemler tedavi amaçlı kullanılmakta olup Yüksek Yoğunluklu Odaklanmış Ultrason (HIFU, High Intensity Focused Ultrasound) tedavisi de bu yöntemler arasında yerini almaktadır. HIFU, ultrason dalgalarının içbükey bir ultrason probu ile çıkış noktasından 4-5 cm uzaklıkta 2 mm x 2 mm x 15 mm boyutlu bir alanda etkili olan odaklama prensibine dayalı bir sistemdir. Odak noktasında enerjileri birleşen ultrason dalgaları kısa sürede yüksek sıcaklık ve basınç değerlerine ulaşarak, ısı, basınç ve kavistasyon etkisi ile mekanik doku hasarı oluşturur. Kanserli dokularda tedavi termal ablasyon ile gerçekleştirilir.
Tez çalışması, deneysel olarak gerçekleştirilmiştir. 1,1 MHz frekans değerlerinde çalışan HIFU probu kullanılmıştır. HIFU uygulaması kalp, böbrek, karaciğer ve akciğer dokularında gözlemlenmiştir. HIFU dalgaları 350-300-250-200 mVRMS genlik değerlerine ayarlanarak sırasıyla 30-20-10 sn sürelerde ex-vivo karaciğer dokusu üzerine uygulanmıştır. HIFU uygulaması sonucunda karaciğer dokusu üzerinde oluşan lezyonlu bölgelerin MATLAB programı kullanılarak görüntü işleme teknikleri ile alanları hesaplanmıştır.

Abstract:
Effective, accurate and minimal patient damage is important in the diagnosis and treatment of cancer. Today, chemotherapy, radiation therapy, surgical methods, radiofrequency ablation, immunotherapy are used for treatment purposes and HIFU (High Intensity Focused Ultrasound) therapy takes place among these methods. HIFU is a system based on the principle of focusing the ultrasound waves with a concave ultrasound probe, which is effective in an area of 2 mm x 2 mm x 15 mm at a distance of 4-5 cm from the point of origin. The ultrasound waves, which combine energies at the focal point, reach high temperature and pressure values in a short time and create mechanical tissue damage with the effect of heat, pressure and cavitation. Cancerous tissues are treated by thermal ablation.
The thesis was conducted experimentally. HIFU probe operating at a frequency of 1,1 MHz was used. HIFU was performed in the heart, kidney and lung tissues. HIFU waves were adjusted to 350-300-250-200 mVRMS amplitude values and applied on ex-vivo liver tissue for 30-20-10 sec periods respectively. The areas of the lesion on liver tissue after HIFU application were calculated by using image processing techniques in MATLAB environment.