Erken deri kanseri tanısı için,işlevsel örselemesiz optik görüntüleme ile doku hemoglobin derişimi ve oksijen doyumunun kestirilmesi.
The estimation of tissue hemoglobin concentration and oxygen saturation by functional non-invasive optical imaging for early skin cancer diagnosis.
Yazar: MAHMUT OZAN GÖKKAN
Danışman: DOÇ. DR. MEHMET ENGİN
Ege Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Elektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2014
Konu: Bilgisayar Mühendisliği Bilimleri-Bilgisayar ve Kontrol = Computer Engineering and Computer Science and Control ; Elektrik ve Elektronik Mühendisliği = Electrical and Electronics Engineering

Özet:
Deri kanserinin erken tanısı için, örselemesiz lazer tabanlı görüntüleme aracılığıyla, biyolojik bir dokudaki optik özellikleri tespit edebilmek, günümüz bilim dünyasında açık uçlu bir problemdir. Soğrulma ve saçılma katsayıları gibi optik özelliklerin, doğru ve güvenilir bir şekilde ölçülebilmesi oldukça önemlidir. Gerek spektroskopik, gerek kamera ve gerekse lazer tabanlı görüntüleme ile, sözkonusu katsayılarla ilişkili olan "difüz yansıma" değerinin bulunması, çalışmanın ana fikrini oluşturmaktadır. Bu çalışmada, 633 nm dalgaboyunda doku bileşenlerinin optik özelliklerini  birbirinden ayırt etmek daha kolay olduğundan, ilgili dalgaboyuna karşılık gelen değerler için deneysel, teorik ve benzetimsel açıdan hesaplamalar ve ölçümler yapılmıştır. İstatistiksel modelleme Monte-Carlo benzetimi ile yapılmış ve in vitro koşullu deneyler için lipid emülsiyonu ve mavi boya karışımı kullanılmıştır. Böylelikle hem spektroskopik hem de CMOS kamera tabanlı lazer ışık kaynağı kullanarak ölçümler yapılmıştır. Ayrıca, ex vivo koşullarında yapılan ölçümlerde, dört farklı hayvan doku türü kullanarak elde edilen iki-boyutlu görüntülerle, gerekli analizler yapılmıştır. Son olarak, üretilen tüm difüz yansıma parametrelerinin doğruluğuna yönelik, kullanılan Yapay Sinir Ağları ile eğitim, doğrulama ve test süreci neticesinde bir ters işlem gerçekleştirerek, optik özellikler kestirilmiştir.

Abstract:
Identification of biological tissue optical properties through non-invasive imaging has been considered for early skin cancer. Accurate measurements of both absorption and scattering coefficients is critical. Objective of this study was to obtain the diffuse reflectance, which can be taken into account as a physiological parameter, directly related to the coefficients mentioned through spectrophotometer and laser based imaging. Hence, in this project all data obtained were evaluated theoretically, experimentally and through simulative approaches. Values corresponding to the 633nm wavelength, which is easily distinguishable for optical properties of different tissues, were utilized as the basis of this study. For statistical modelling, Monte-Carlo simulation was implemented. A lipid emulsion and evans blue dye solvent was used for measurement of optical properties under in vitro  conditions. Thereby, mixture samples were measured using spectrophotometer and CMOS based camera with laser light source. Also, acquired images from ex vivo conditions were analyzed. Finally, all obtained diffuse reflectance values were used to estimate the optical properties by artificial neural networks for inverse modelling.