Lazer temelli biyomedikal sensörü ve gaz kromatografisi yöntemleriyle hastalıkların teşhisi için nefes analizi
Breath analysis to diagnose diseases with laser based biomedical gas sensor and gas chromatography methods
Yazar: HATİCE AKMAN
Danışman: YRD. DOÇ. DR. İSMAİL BAYRAKLI
Süleyman Demirel Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Elektronik ve Haberleşme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2017
Konu: Biyomühendislik = Bioengineering

Özet:
İnsan nefesi, azot, oksijen, karbondioksit, su, asal gazlar ve uçucu organik bileşenler (UOB) içerir. Bazı organik bileşenler her insanda müşterek bulunurken, bazıları her insanda farklı farklı bulunur. Ortak bulunan UOB 'lerin nefes testi, hastalıkların teşhis, ilerleme ve tedavi süreçlerinin takibi ve insan metabolizmasının incelenmesi ve için güvenilir bir yöntem sağlayabilir.
Bu tez çalışmasında nefeste bulunan moleküllerin analizi için hassas ölçüm yapabilen bir lazer spektrometresi geliştirilmiştir. Lazer spektroskopi yöntemi ile obstruktif uyku apnesi sendromu (OUAS) hastalarının nefeslerindeki CO2 miktarı ve valproik asit (VPA) ilacı alan epilepsi hastalarının nefeslerindeki amonyak molekülü miktarları incelenmiştir. Çalışmada lazer sistemin frekans kararlılığı için simülasyon yapılmıştır. Ayrıca, analitik metotlardan TD-GC/MS ile OUAS hastalarının nefesleri analiz edilmiştir. Aynı yöntem ile nörolojik hastalıklarda ve farklı ilaç kullanan epilepsi hastalarında lipit peroksidasyon metabolizması sonucu nefeste açığa çıktığı bilinen hekzanal molekülü incelenmiştir.
Nefes analizi metodunda geliştirilecek ve araştırılacak alan çoktur. Ülkemizde bildiğimiz kadarı ile çalışmalar sadece tarafımızdan yürütülmektedir. Çalışmalarımız sonucunda hassas bir şekilde nefes analizi yapabilmemizi sağlayan lazer spektrometresi başarı ile geliştirilmiştir. Hastaların nefesleri optik ve analitik olarak farklı iki yöntemle incelenmiş ve gelecek vaat eden sonuçlar elde edilmiştir.

Anahtar Kelimeler: Nefes Analizi, Lazer Spektroskopi, TD-GC/MS, Uyku Apnesi, Epilepsi, Multiple Skleroz, Parkinson.

Abstract:
Human breath contains, nitrogen, oxygen, carbon dioxide, water, inert gases and volatile organic compounds (VOCs). Some organic compounds are common in every human being, some compounds differs from person to person. The breath test of commonly found UOBs, can provide a reliable method for observing diagnosis, progression and treatment of diseases and examining human metabolism.
In this thesis, laser spectrometry was developed which can measure and analyze breath moleküls precisely. The amount of CO2 in the breath of patients with obstructive sleep apnea syndrome (OSAS) and the amount of ammonia molekül in the breath of patients with epilepsy taking valproic acid (VPA) were examined by laser spectroscopy. A simulation was made for frequency stability for the laser system. Breath air of the OSAS patients were analyzed. In the same way, the hexanal molekül known to be exhault in breath with the lipit peroxidation metabolism from the breath of the neurological patients and epilepsy patients who use VPA was examined.
The method of breath analysis has many area to be developed and investigated. Studies are only carried out by our group in our country as much as we know. We have successfully developed a laser spectrometry, that allows us to perform a breathing analysis precisely as a result of our work. Patients' breaths were examined by two different methods, optically and analytically, and promising results were obtained.

Keywords: Breath Analysis, Laser Spectroscopy, TD-GC/MS, Sleep Apnea, Epilepsy, Multiple Sclerosis, Parkinson's Disease.