İletim hattı bazlı sensörler ve sinyal işleme ile invaziv olmayan kan şekeri tespiti
Non-invasive blood glucose detection with transmission line-based sensors and signal processing
Yazar: FİKRET ALPAY TEKŞEN
Danışman: DR. ÖĞR. ÜYESİ VOLKAN AKDOĞAN ; PROF. DR. MUHARREM KARAASLAN
İskenderun Teknik Üniversitesi / Lisansüstü Eğitim Enstitüsü / Elektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2024
Konu: Elektrik ve Elektronik Mühendisliği = Electrical and Electronics Engineering

Özet:
Diabetes Mellitus, halk arasında şeker hastalığı olarak bilinen ve kronik bir sağlık sorunu olan bu hastalık, vücudun yeterli miktarda insülin üretememesi veya üretilen insülini etkili bir şekilde kullanamamasıyla ortaya çıkar. Diyabet, hızla artan küresel bir sağlık sorunu olup, ciddi komplikasyonlara yol açabilen önemli bir halk sağlığı sorunudur. Yüksek kan şekeri seviyeleri, organ ve dokularda hasara neden olarak kalp hastalıkları, böbrek yetmezliği, göz problemleri ve sinir hasarı gibi ciddi sağlık sorunlarına yol açabilir. Bu nedenle diyabet, metabolik bir hastalık olarak hem ciddi sağlık sorunlarına yol açmakta hem de büyük bir ekonomik yük oluşturmaktadır.
Diyabetin etkilerinin azaltılmasında toplumda farkındalığın artırılması, sağlıklı yaşam tarzı alışkanlıklarının geliştirilmesi ve erken teşhis olanaklarının yaygınlaştırılması hayati önem taşır. Diyabetli bireylerin kan şekeri seviyeleri genellikle parmak ucundan kan örneği alınarak ölçülür, ancak bu yöntem bazı zorluklar barındırır. Bu zorlukların üstesinden gelmek için, özellikle mikrodalga teknolojisi gibi yenilikçi yaklaşımlar kullanılarak, glikoz ölçüm teknikleri geliştirilmektedir.
Bu tez kapsamında elektromanyetik özellikler ile yeniden yapılandırılabilen mikrodalga sensörler tasarlanmış ve bu sensörler ile deneklerden alınan kan örnekleri üzerinde şeker ölçümleri gerçekleştirilmiştir. Ayrıca, farklı kan örneklerinin kompleks dielektrik parametreleri 1GHz ile 20GHz frekans bandı arasında karakterize edilmiştir. Elde edilen verilerle tasarlanan yeni sensörler ile yapılan ölçümlerde, sensöre damlatılan kan ve fantomlar üzerinden frekans kaymaları gözlemlenmiştir. Bu tezin sonuçları, diyabetle mücadelede non-invaziv ölçüm tekniklerinin geliştirilmesinde önemli bir adım olarak değerlendirilebilir. Mikrodalga teknolojisi gibi yenilikçi yaklaşımlar, diyabet hastalarının yaşam kalitesini artırma potansiyeline sahip olup, günlük şeker ölçümlerini daha konforlu hale getirebilir. Ayrıca, bu tür teknolojilerin yaygınlaştırılması, diyabetle ilişkili komplikasyonların önlenmesine ve genel halk sağlığının iyileştirilmesine katkıda bulunabilir.

Abstract:
Diabetes Mellitus, popularly known as diabetes mellitus, is a chronic health problem that occurs when the body cannot produce enough insulin or cannot effectively use the insulin produced. Diabetes is a rapidly increasing global health problem and is an important public health problem that can lead to serious complications. High blood glucose levels can cause damage to organs and tissues, leading to serious health problems such as heart disease, kidney failure, eye problems and nerve damage. Therefore, diabetes, as a metabolic disease, not only causes serious health problems but also creates a great economic burden.
Increasing awareness in the society, developing healthy lifestyle habits and expanding early diagnosis opportunities are of vital importance in reducing the effects of diabetes. Blood glucose levels of individuals with diabetes are usually measured by taking a fingertip blood sample, but this method has some difficulties. To overcome these challenges, glucose measurement techniques are being developed, especially by using innovative approaches such as microwave technology.
In this thesis, microwave sensors that can be reconfigured with electromagnetic properties were designed and glucose measurements were performed on blood samples taken from subjects with these sensors. In addition, the complex dielectric parameters of different blood samples were characterised between 1GHz and 20GHz frequency band. In the measurements made with the new sensors designed with the data obtained, frequency shifts were observed over the blood and phantoms dripped into the sensor. The results of this thesis can be considered as an important step in the development of non-invasive measurement techniques in the fight against diabetes. Innovative approaches such as microwave technology have the potential to improve the quality of life of diabetic patients and may make daily glucose measurements more comfortable. Furthermore, the dissemination of such technologies may contribute to preventing diabetes-related complications and improving overall public health.