Tıbbi tanı amaçlı ısıl görüntüleme uygulamaları için doku benzeri fantom ortam tasarımı ve karakterizasyonu
Tissue mimicking phantom design and characterization for thermal imaging applications on medical diagnosis
Yazar: ZEYNEP AYYILDIZ
Danışman: PROF. DR. MEHMET ENGİN
Ege Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Biyomedikal Teknolojiler Ana Bilim Dalı / Biyomedikal Teknolojiler Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2021
Konu: Bilim ve Teknoloji = Science and Technology
Dizin: Fantomlar-görüntüleme = Phantoms-imaging ; Meme kanseri =   ; Termal görüntüleme = Thermal imaging

Özet:
Meme kanserinin erken evrede tespit edilmesi, uygun tedavi ve öngörü (prognosis) yapılması durumunda hastaların hayatta kalma şansı artmaktadır. Meme kanserinin birden çok analiz yöntemleri mevcut olup günümüzde en fazla önem kazanan analiz yöntemlerinden biri de termal görüntülemedir. Termal görüntüleme, termal kamera kullanılarak memedeki termal profillerin anormalliklerini tespit etmek için uygulanan yeni tanı tekniklerinden biridir. Bu çalışma, meme tümörünün tespit edilebilmesi için iki adımdan oluşan deneysel ve benzetim çalışmaları içermektedir. İlk basamak; biyolojik dokuda ısı transferi benzetimlerine dayanan model tabanlı çalışmalardır. COMSOL Multiphysics ve onun Biyo-ısı Transfer Modülü kullanılarak model tabanlı benzetim çalışmaları gerçekleştirilmiştir. Biyo-ısı transfer modülü ile sağlıklı ve tümörlü doku arasında oluşan sıcaklık farkları elde edilmiştir. İkinci basamak; tıbbi tanı amaçlı termal görüntüleme uygulamaları için meme dokusu benzeri yapay organ olan fantom tasarımından oluşmaktadır. Isıl görüntüleme ile meme kanserinin doğru teşhis edilebilmesi ve termal görüntüleme cihazının kalibrasyonunun yapılabilmesi için de uygun fantomların geliştirilmesi son derece önemlidir. Meme içerisine tümör taklidi için ısı kaynağı (dirençler) eklenerek yapay organ tasarımı yapılmıştır. Fantomlar sayesinde meme tümörü karakterizasyonu in-vitro ortamda taklit edilmiştir. Bu çalışma sonucunda tümör bölgesinde sıcaklık artışı olduğu, fantom ve simülasyon tabanlı sonuçların birbiriyle uyumlu olduğu gözlemlendi. Bu nedenle meme tümörlerinin tanısında, termografinin umut verici bir yöntem olduğunu söyleyebiliriz.

Abstract:
Early diagnosis of breast cancer, applying the appropriate treatment and prognosis increases the survival chance of the patients.  There are many analysis methods of breast cancer, nowadays thermal imaging is one of the analysis methods that gained the most importance.  Thermal imaging is a new diagnosis technique to detect thermal profile anomalies in breasts using thermal cameras.  This study includes two-step; experimental and simulation studies for the detection of breast tumors.  The first step is the model-based study based on heat transfer in biological tissue. Model-based simulation studies were performed by using COMSOL Multiphysics and its Bio-Heat Transfer module. By using the Bio-Heat transfer module, temperature differences between healthy and tumorous tissue were acquired. The second step; consists of designing a medical diagnosis purposed, is breast tissue-like phantom design for thermal imaging applications. Designing an appropriate phantom is tremendously crucial for the calibration of the thermal imaging device and diagnosis of breast cancer with thermal imaging. For mimicking the tumor an artificial organ was designed by adding a heat source (resistors) into the breast. Hence breast tumor characterization was simulated in-vitro by phantoms. As a result of this study,  it was observed that there was an increase temperatures in the tumor region and phantom and simulation based results were consistent with each other. Hence we can say that thermography is a promising method in the diagnosis of breast tumors.