Arındırma, kurutma ve koagülasyon işlemlerinin biyolojik doku örneklerinin optik parametrelerine etkisinin incelenmesi
Investigation of the effect of purification, dehydration and coagulation processes on the optical parameters of biological tissues
Yazar: BAHAR PEHLİVANÖZ
Danışman: DR. ÖĞR. ÜYESİ HALİL ARSLAN
Sakarya Uygulamalı Bilimler Üniversitesi / Lisansüstü Eğitim Enstitüsü / Biyomedikal Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2020
Konu: Biyomühendislik = Bioengineering ; Fizik ve Fizik Mühendisliği = Physics and Physics Engineering

Özet:
Işığın çeşitli hastalıkların teşhis ve tedavisinde uzun yıllardır klinik olarak kullanıldığı bilinmektedir. Doğru teşhisin konabilmesi veya tedavinin başarılı bir şekilde gerçekleştirilebilmesi için hedef dokunun ana optik parametrelerinin bilinmesi son derece önemlidir. Bununla birlikte, dokunun yapısında veya bileşenlerinin dağılımında değişime sebep olan işlemler, optik parametrelerinin de değişmesine neden olabilmektedir.    
Bu tez çalışmasında, fazla kan kalıntılarından arındırma, kurutma ve pıhtılaştırma işlemlerinin dokuların optik parametreleri üzerindeki etkileri incelenmiştir. Tavuk karaciğer dokusu kullanılarak dört farklı deney grubu oluşturulmuş ve gerçekleştirilen işlemlerin ardından, 635 nm dalga boyuna sahip lazer cihazı ve tekli toplayıcı küre sistemi ile kurulan deney düzeneğinde ölçümler gerçekleştirilmiştir. Alınan ölçüm sonuçları, Ters Ekleme-Katlama (IAD) programı ile analiz edilerek soğurma ve indirgenmiş saçılma katsayıları belirlenmiştir. Söz konusu parametrelerin, taze ve temizlenmiş doku örnekleri için benzer değerlere sahip olduğu gözlemlenmiştir. Ancak, kurutma işleminin soğurma katsayısında, koagülasyon işleminin ise indirgenmiş saçılma katsaysında bir artışa neden olduğu görülmüştür. Ayrıca, her bir deney grubu doku örneği ayrı ayrı modellenmiş ve Monte Carlo simülasyonları ile doku modelleri içindeki optik güç yoğunluğu dağılımları elde edilmiştir. Sonuç olarak, taze ve arındırılmış doku örneklerine kıyasla, kurutulmuş ve koagüle edilmiş doku örneklerinin optik parametrelerinde daha büyük değişimler meydana gelmiş ve optik penetrasyon derinliği ise önemli ölçüde azalmıştır.

Abstract:
It is known that light has been used clinically for many years in the diagnosis and treatment of various diseases. In order to be able to make the correct diagnosis or to perform the treatment successfully, it is extremely important to know the main optical parameters of the target tissue. However, processes that cause the changes in the structure of the tissue or the distribution of its components may affects its optical parameters too.
In this thesis, effects of blood purification, dehydration and coagulation processes on the optical parameters of tissue have been investigated. Four different experimental groups have been prepared with chicken liver tissue and the measurements have been performed in the setup established with a 635 nm laser device  and a single integrating sphere system. The absorption and reduced scattering coefficients have been determined by analyzing the measurement results with Inverse Adding-Doubling (IAD) program. Such parameters have been found to have similar values for fresh and purified tissue samples. However, it has been observed that the drying and coagulation processes caused an increase in the absorption and the reduced scattering coefficients, respectively. Moreover, tissue samples of each experimental group have been modeled separately and the optical fluence rate distributions in the tissue models have been obtained by using Monte Carlo simulations. As a result, compared to the fresh and purified tissue samples, changes in the optical parameters of dehydrated and coagulated tissue samples is greater, and optical penetration depth is lower.