Serebral dolaşımın anevrizma ile ilişkisinin araştırılması ve anevrizma öngörüsü için değerlendirilmesi /
Yazar: ENGİN TEKİN
Danışman: PROF. DR. MURAT PEHLİVAN
Ege Üniversitesi / Sağlık Bilimleri Enstitüsü / Biyofizik Ana Bilim Dalı / Biyofizik Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2022
Konu: Biyofizik = Biophysics ; Radyoloji ve Nükleer Tıp = Radiology and Nuclear Medicine
Dizin: Anevrizma = Aneurysm ; Biyofizik = Biophysics ; Kan akış hızı = Blood flow velocity ; Kontrast maddeler = Contrast media ; Manyetik rezonans görüntüleme = Magnetic resonance imaging ; Radyoloji = Radiology ; Radyolojik görüntüleme =   ; Yapay sinir ağları = Artificial neural networks ; İntrakraniyal anevrizma = Intracranial aneurysm

Özet:
Faz kontrast manyetik rezonans görüntüleme tekniği kan ve beyin omurilik sıvısının akış hızı değerlerini belirlemede geniş uygulama alanına sahiptir. Beyin anevrizması beyin arterlerinde oluşan balon şeklindeki genişlemedir ve yırtıldığında (rüptür) yüksek bir mortaliteye sahiptir. Bu araştırmada, sağ ve sol taraf servikal damarlarından ve beyin omurilik sıvısından faz kontrast tekniği ile elde edilen akış dinamiklerinin anevrizma öngörüsü için değerlendirilmesi amaçlanmıştır. 
Araştırmaya retrospektif tarama sonrasında belirlenen, beyin damarlarında anevrizma oluşan dört hasta ve dört sağlıklı gönüllü dahil edildi. Faz kontrast tekniği ile hasta ve sağlıklı deneklerin sağ ve sol iç karotis ve vertebral arter, iç jugular ven kan ve beyin omurilik sıvısı hız-zaman eğrileri bir kardiyak döngü boyunca elde edildi. Arterlerin kan akış hızı değerleri ile sağ ve sol arteriyel pulsatil indeks değerleri elde edildi. Hız-zaman eğrilerindeki hız değerleri (kardiyak faz görüntü sayısı) doğrusal interpolasyon yöntemi ile 128 değere çıkarıldı. Anevrizmanın sıklıkla tek taraflı olduğu kabulünden hareketle, sağ ve sol taraf servikal damarların kan akış hızı değerleri ve beyin omurilik sıvısı kan akış hızı değerleri ile koherens analizi gerçekleştirildi. Sağ ve sol taraf kan akım dinamikleri arasındaki farklılıklar araştırıldı. Kan ve beyin omurilik sıvısı kan akım değerleri, pulsatil indeks ve koherens analizi değerleri yapay sinir ağları sınıflandırıcısında kullanıldı.
Bu araştırma sonucuna gore, anevrizma grubunda, sağ ve sol taraf servikal arter kan akış hızı değerleri arasında anlamlı fark bulundu (p<0,05). Sağ ve sol taraf pulsatil indeks değerleri arasında da anevrizma grubunda belirgin fark vardı. Sağ ve sol taraf için gerçekleştirilen koherens analizi değerleri de anevrizma grubunda, kontrol grubuna göre düşük bulundu. Yani sağ ve sol tarafın benzerliği, anevrizma grubunda düşüktü. Böylelikle, kafa içinde oluşan anevrizmanın, servikal arterlerin kan akışında bir asimetri yarattığı gösterildi. Kan ve beyin omurilik sıvısı akış dinamikleri yapay sinir ağı sınıflandırıcısında kullanılarak hastalık-sağlık ayırımı gerçekleştirildi.  
Elde edilen sonuçlar, sağ ve sol taraf servikal arterlerinde görülebilecek asimetrik akışın anevrizma farkındalığı oluşturabileceğini gösterdi. Ayrıca, anevrizma grubundaki asimetriyi ortaya koyan koherens ve pulsatil indeks parametrelerinin anevrizma öngörüsünde kullanılabileceğini ortaya koydu.

Abstract:
The phase contrast magnetic resonance imaging technique has wide application in determining the flow velocity values of blood and cerebrospinal fluid. Brain aneurysm is a balloon-shaped enlargement in the brain arteries and has a high mortality when ruptured. In this study, it was aimed to evaluate the flow dynamics obtained from the right and left side cervical vessels and cerebrospinal fluid by phase contrast technique for the aneurysm prediction.
Four patients with aneurysm in the brain vessels and four healthy volunteers determined after retrospective screening were included in the study. With the phase contrast technique, the velocity and time curves of the right and left internal carotid and vertebral artery, internal jugular vein blood and cerebrospinal fluid of patients and healthy subjects were obtained during a cardiac cycle. The velocity values (number of cardiac phase images) in the velocity-time curves were increased to 128 by the linear interpolation method. Based on the assumption that the aneurysm is often unilateral, coherence analysis was performed with blood flow velocity values of the right and left side cervical vessels and cerebrospinal fluid velocity values. Differences between right and left side blood flow dynamics were investigated. Blood and cerebrospinal fluid blood flow values, pulsatility index and coherence analysis values were used in artificial neural network classifier.
According to the results of this study, a significant difference was found between the right and left side cervical artery blood flow velocity values in the aneurysm group (p <0.05). There was also a significant difference between the right and left side pulsatility index values in the aneurysm group. Coherence analysis values for the right and left sides were also lower in the aneurysm group compared to the control group. In other words, the similarity of the right and left sides was low in the aneurysm group. Thus, aneurysm occurring in the intra-cranial has been shown to create an asymmetry in the blood flow of the cervical arteries. Disease-health separation was achieved by using blood and cerebrospinal fluid flow dynamics in the artificial neural network classifier.
The results showed that asymmetric flow in the right and left side cervical arteries can create aneurysm awareness. It also revealed that coherence and pulsatile index parameters that reveal asymmetry in the aneurysm group can be used for aneurysm prediction.