Hematolojik analizler için alınan kandaki pıhtılaşma sürecini inceleme sistemi tasarımı
Design of the system to examining the coat  process in the blood taken for hematological analysis
Yazar: PARVİZ GURBANLI
Danışman: PROF. DR. BAHATTİN KARAGÖZOĞLU
Fatih Sultan Mehmet Vakıf Üniversitesi / Lisansüstü Eğitim Enstitüsü / Biyomedikal Mühendisliği Ana Bilim Dalı / Biyomedikal Mühendisliği Anabilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2023
Konu: Biyomühendislik = Bioengineering

Özet:
Hematolojik analizler, kanın içeriğini ve bileşenlerini değerlendirmek amacıyla yapılan testlere dayanır. Bu testler, hastalıkların tanısında ve takibinde önemli bir rol oynamaktadır. Hematolojik analizlerin bir parçası olan pıhtılaşma sürecinin incelenmesi, kanın pıhtılaşma yeteneğini değerlendirir ve kanama bozukluklarının tanısında yardımcı olur. Bu nedenle, hematolojik analizler için alınan kandaki pıhtılaşma sürecini incelemek için bir sistem tasarımı büyük önem taşır. Bu çalışmada pıhtılaşma ve kandaki hematolojik değişiklikleri gözlemenin bir yolu empedans değişimini izlemek olarak tanımlanmış ve amaca yönelik bir empedans ölçme ve takip cihazı tasarlanmıştır. 
Empedans ölçümü ortama sabit bir gerilim verip geçen akımı ölçmekle gerçeklenmektedir. AD5933, üniversal empedans ölçme çalışmaları için geliştirilmiş frekans tarama empedans spektrometresi (FTIS) çipi olup, kanın empedansını ölçmek için kullanılabilir. Pıhtı tayini ve hematolojik değişimleri izlemek için AD5933 tabanlı bir sistem geliştirilmiştir. Bu sistemin kullanımı için, aşağıdaki adımları izlememiz gerekmektedir: 
1. Örnek Hazırlığı: Kan örneğini K3 EDTA içerikli tüpün içerisine alarak hazırlıyoruz. K3 EDTA genellikle kanın pıhtılaşma faktörlerini deaktive eden bir reaktif eklemek anlamına gelir. 
2. Empedans Ölçümü: AD5933'ü kullanarak, belirli bir frekans aralığında (genellikle 80 kHz düzeyinde) kanın empedansını ölçüyoruz. AD5933, gerilim uygulayarak ve akımı ölçerek kompleks empedansı hesaplar. Bu sayede, kan örneğinin empedans değerini elde ediyoruz. 
3. Veri Analizi: AD5933 tarafından sağlanan empedans verilerini topluyoruz ve analiz ediyoruz. Pıhtılaşma durumu ortaya çıktıkça, pıhtının oluşumu empedans değerlerini etkiliyor. Elde edilen empedans verilerini zamanla ilişkilendirerek, pıhtılaşmanın belirli bir zamandaki empedans değişikliklerini inceliyoruz. 
4. Referans Noktalarının Belirlenmesi: Pıhtılaşmanın farklı aşamalarında belirli referans noktalarını tanımlıyoruz. Bu referans noktaları, pıhtı oluşumu ile ilişkili karakteristik empedans değerlerini temsil eder. Örneğin, pıhtının başlangıcı, tam oluşumu ve belirli bir süre sonrasındaki empedans değerlerini belirliyoruz. 
5. Pıhtı Tayini: Elde edilen empedans verilerini referans noktalarıyla karşılaştırarak pıhtının varlığını ve aşamalarını tespit ediyoruz. Pıhtının oluşumuyla ilişkili empedans değişikliklerini ve sürecin karakteristik özelliklerini değerlendiriyoruz. 
Geliştirilen sistemin uygulanabilirliğini ve elde edilen sonuçların tutarlığını göstermek için laboratuvar testleri yapılmış ve taze kan ile bekletilmiş kan örnekleri arasında empedans değişiklikleri başarı ile izlenmiştir. Pıhtılaşmayı inceleme sisteminin bir başka önemli özelliği, sonuçların hızlı ve doğru bir şekilde değerlendirilmesini sağlamaktır. Bu nedenle, sistemde bir veri analiz ve raporlama birimi tasarlanmış olup bu birim, empedans parametrelerini hesaplar, sonuçları grafiklerle görselleştirir ve sunar. 
Anahtar kelimeler: Hematoloji analizatörü, AD5933 uygulaması, Kan empedansı ölçümü, Pıhtılaşma süreci değerlendirmesi, Biyomedikal empedans analizi

Abstract:
Hematological analyzes are based on tests to evaluate the content and components of the blood. These tests play an important role in the diagnosis and follow-up of diseases. The examination of the coagulation process, which is part of the hematological analysis, evaluates the blood's ability to clot and aids in the diagnosis of bleeding disorders. Therefore, the design of a system to study the coagulation process in blood taken for hematological analysis is of great importance. In this study, a way of observing coagulation and hematological changes in blood was defined as monitoring the impedance change, and a purposeful impedance measurement and monitoring device was designed. 
Impedance measurement is carried out by applying a constant voltage to the medium and measuring the current passing. The AD5933 is a frequency scanning impedance spectrometer (FTIS) chip developed for universal impedance measurement studies and can be used to measure the impedance of blood as well. An AD5933-based system has been developed to detect clots and monitor hematological changes. To use this system, we need to follow the steps below: 
1. Sample Preparation: We prepare the blood sample by taking it into a tube containing K3 EDTA. K3 EDTA usually means adding a reagent that deactivates blood clotting factors. 
2. Impedance Measurement: Using the AD5933, we measure the impedance of blood in a specific frequency range (usually at the level of 80 kHz). The AD5933 calculates complex impedance by applying voltage and measuring current. In this way, we obtain the impedance value of the blood sample. 
3. Data Analysis: We collect and analyze impedance data provided by AD5933. As the coagulation condition occurs, the formation of the clot affects the impedance values. By correlating the impedance data obtained with time, we examine the impedance changes of coagulation over a given time. 
4. Determination of Reference Points: We define specific reference points at different stages of coagulation. These reference points represent characteristic impedance values associated with clot formation. For example, we determine the onset of the clot, its complete formation, and the impedance values after a certain time. 
5. Clot Detection: We detect the presence and stages of the clot by comparing the obtained impedance data with reference points. We evaluate the impedance changes associated with clot formation and the characteristics of the process. 
To show the feasibility of the developed system and the consistency of the results obtained, laboratory tests were carried out and impedance changes were successfully followed between fresh blood and stored blood samples. Another important feature of the coagulation examination system is to enable rapid and accurate evaluation of results. For this reason, a data analysis and reporting unit has been designed in the system, which calculates the impedance parameters, visualizes, and presents the results with graphs. 
Keywords: Hematology analyzer, AD5933 application, Blood impedance measurement, Coagulation process evaluation, Biomedical impedance analysis