Giyilebilir optik biyosensör yöntemleri kullanılarak insan kan gruplarının spektroskopik özelliklerinin incelenmesi
Investigation of spectroscopic properties of human blood types using wearable optical biosensor methods
Yazar: SEVAL İLERİ
Danışman: DR. ÖĞR. ÜYESİ ŞAKİR ALTINSOY
İstanbul Yeni Yüzyıl Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Biyomedikal Mühendisliği Ana Bilim Dalı / Biyomedikal Mühendisliği Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2022
Konu: Biyomühendislik = Bioengineering ; Biyoteknoloji = Biotechnology
Dizin: Kan grupları = Blood groups ; Noninvaziv yöntemler = Noninvensive methods ; Optik sensörler = Optical sensors ; Spektrometri = Spectrometry

Özet:
Kan transfüzyonu, kanser ilaçlı tedavisinde, doğum kanama travması, ani kaza travmaları dahil olmak üzere çeşitli hematolojik durumlar için kritik bir tedavidir. Biyosensörlerin sağlık alanında kullanılmaya başlaması sonuçların daha hızlı elde edilebilmesi, tespit ve tedavi sürelerinin kısalabilmesi açısından önem arz etmektedir. Bu çalışmada, non-invaziv için giyilebilir bir biyosensör gerçekleştirmeye yönelik geliştirilen teknikte hemoglobin için temassız optik sensor (UV-Vis) geliştirilerek farklı kan gruplarının spektrumu incelenmiştir. Gönüllü olan farklı iki yaş grubu ile çalışılmıştır. Sol el bilek, sol başparmak üzerinde fotospektral duyarlılıkları incelenmiştir. Aynı zamanda yaş ve cinsiyet bilgileri ayrı olarak kaydedilmiştir. Çalışmada TCS34275 sensörü kullanılmıştır. Sensör üzerindeki lüx, beyaz LED (AlGaInP ve InGaN maddelerinden oluşmuş), 300 nm ve 700 nm arasında (UV-Vis) üç farklı dalga boyu taraması yapılmıştır. Çip üzerine dalga boyu algılayıcı fotodiyotlar entegre edilmiş ve bu sayede cisim fotodiyot spektral duyarlılığı ile fotolüminesanas aralığı elde edilmiştir. Fotodedektör, sinyal işleme yöntemlerini bir arayüz Arduino programı kullanılarak kan gruplarının spektroskopik özellikleri, karakterizasyonunu, sinyallerin iki farklı yaş grubunda ve vücudun farklı iki bölgesinde kararlılığı, kan gurubu tespitinde sonuçlandırma hızı, Arduino serial ekran ile incelenmiştir.
Elde edilen sonuçlara göre; A-, A+ ,B+, AB+, O+ kan gruplarının farklı değerler verdiği ve farklı spekrum duyarlılıkları olduğu gözlenmiştir. Sol baş parmak ve sol bilek ölçümlerinde çok azda olsa farklı PL duyarlılığı olduğu gözlemlenmiştir. Çok açık tenli ve çok ince damar yoluna sahip bireylerde sol baş parmak ve sol bilek ölçümünde diğer yapılan ölçümlere göre duyarlığının sayısal bildirimlerinde fark olduğu görülmüştür. Diğer bir sonuç ise; yaş faktörü ve farklı bölge de yapılan ölçümlerin fazla etkisinin olmadığı tespit edilmiştir.

Abstract:
Blood transfusion is a critical treatment in the medicated treatment of cancer, for various hematological conditions, including birth bleeding trauma, sudden accident traumas. The use of biosensors in the field of health is important in order to achieve results faster, to shorten detection and treatment times. In this study, the spectrum of different blood types was examined by developing a non-contact optical sensor (UV-Vis) for hemoglobin in a technique developed to perform a wearable biosensor for non-invasive. It has been studied with two different age groups who are volunteers. The photo spectral sensitivity of the left hand on the wrist and the left thumb have been examined. At the same time, age and gender information were recorded separately. The TCS34275 sensor was used in the study. Lux on the sensor, white LED (AlGaInP material and InGaN), between 300nm and 700nm (UV-Vis) a scanning was conducted in three different wavelength. Wavelength sensor photodiodes have been integrated on the chip and thus the photoluminescence spacing with the spectral sensitivity of the object photodiode has been achieved. Photodetector, signal processing methods using an interface Arduino program spectroscopic properties of blood types, characterization, stability of signals in two different age groups and in two different parts of the body, the speed of conclusion in the detection of blood groups, Arduino serial display have been studied.
According to the results obtained; It has been observed that A-, A+, B+, AB+, O+ blood groups give different values and have different spectra sensitivity. It has been observed that there is a slightly different PL sensitivity in the measurements of the left thumb and left wrist. It has been observed that there is a difference in the numerical notifications of sensitivity of the left thumb and left wrist measurement in individuals with very fair skin and very thin vascular pathways compared to other measurements. Another result is; It has been determined that the measurements made in the age factor and different regions do not have much effect.