Lazer tarayıcılı sistem ile adli delil ve iz arama bulmada yöntem araştırması
Method research for searching and finding forensic evidence and trace with laser scanner system
Yazar: AYŞEN GÜRKAN ÖZER
Danışman: PROF. DR. SALİH CENGİZ ; PROF. DR. GÖNÜL ÖZEN
İstanbul Üniversitesi / Adli Tıp Enstitüsü / Fen Bilimleri Ana Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2013
Konu: Adli Tıp = Forensic Medicine ; Elektrik ve Elektronik Mühendisliği = Electrical and Electronics Engineering ; Fizik ve Fizik Mühendisliği = Physics and Physics Engineering
Dizin: Adli belge = Forensic document ; Adli tıp = Forensic medicine ; Delil = Evidence ; Lazerler = Lasers ; Narkotikler = Narcotics ; X ışını = X ray

Özet:
Bu tezin konusu lazer-doku etkileşimi bazında yapılabilen biyomedikal optik çalışmalarının Adli Bilimler bünyesinde uygulanabilmesidir. Mide içerisinde bulunan bir materyalin suç teşkil eden bir narkotik madde olup olmadığını anlamaya yönelik bir denemedir, türünün ilk örneğidir. X-ışınları kullanılarak midenin içini ayrıntılı olarak görüntülemek mümkündür; ancak X-ışınlarının enerjisi çok yüksektir ve insan sağlığına çok zararlıdır. Bu nedenle buna alternatif olabilecek bir uygulama düşünülmüştür, görüntülemek değil ama mide içerisinde bulunan bir maddenin, poşete sarılı olsa bile ne olduğunun anlaşılabilmesi amaçlanmıştır. Bu doğrultuda dört aşamadan oluşan bir deneyler zinciri tasarlanmıştır. 
Mide dokusuyla etkileşebilecek lazer dalgaboyunun kararlaştırılabilmesi için mide dokusunun optik özelliklerinin bilinmesi gereklidir. Bu nedenle ilk deney olarak mide dokusunun optik özellikleri, toplayıcı küreler kullanılarak fiilen ölçülmüştür. İkinci deneyde sağaltıcı pencere kullanılarak mide dokusunu soğurulmadan geçebilecek, ardındaki hedef madde (HCL-morfin) ile etkileşip ayırt edici sinyal gönderebilecek, düşük güçle çalışabilecek, insan sağlığına zararlı olmayan bir lazer dalgaboyu tahmin edilmiş (635 nm) ve 650 nm, 980 nm, 1070 nm ve 1940 nm dalgaboylarındaki medikal lazerlerin semt kasabından temin edilen kuzu midesi dokusu üzerinde denemeleri yapılmış ve aralarından 650 nm kızılaltı lazeri seçilmiştir, uygunluğu deneysel olarak gösterilmiştir. Üçüncü deneyde ise, ikinci deneyde kullanılması kararlaştırılan 650 nm dalgaboyundaki lazerin, fiziksel görünüm olarak hedef maddeye benzeyen ve hedef maddenin de aralarında bulunduğu farklı maddelerle etkileşimi elektriksel sinyal bazında değerlendirildi. Etkileşimler yansıyan ve geçen sinyal olarak ölçüldü. Lazerin biyolojik dokuyla etkileşimi sırasında oluşacak zayıflamalardan mümkün olduğunca az etkilenmesi için yansıyan sinyaller kullanılmaya karar verildi. Hedef maddeden yansıyacak sinyalleri incelemek ve maddeyi kimliklendirebilmek için de Raman Spektroskopisi yöntemi kullanılması kararlaştırıldı. Dördüncü ve son aşamada açık ve kapalı sistem Raman cihazlarıyla ölçümler yapıldı, hedef maddenin hem doku varken dokunun ardından hem de doku yokken spektrumu elde edildi ve her iki durum karşılaştırmalı olarak detaylandırıldı. İncelemeler sonucunda Raman spektroskopi cihazının açık ve kapalı olduğu durumların her ikisinin de avantaj ve dezavantajları değerlendirildi. 
Hedef maddeyi fiziksel temas olmaksızın tespit etmekle birlikte, çalışmanın başındaki temel amaçlardan biri de aradaki mesafeyi mümkün olduğu kadar uzun tutmaktı. Bu durum göz önüne alındığında açık Raman sistemi, kapalı Raman sistemine orantısal olarak 10 katlık bir avantaj sağlamaktadır. Kapalı sistemin çalışma mesafesi 1 mm iken açık sistemin çalışma mesafesi 10 mm'dir. Ayrıca kapalı sistemde kullanılan lazerin dalgaboyu 780 nm iken açık sistemde 632.8 nm'dir ve teorik sonuca daha yakındır. Her iki sistemden elde edilen spektrumlar da hedef maddeyi narkotik olarak ınıflandırabilmektedir. İleri dönük çalışmalarda böyle bir taşınabilir tipli Raman cihazı tasarlanırsa açık sistem prensibi üzerinde durulacağı sonucuna varıldı.

Abstract:
The subject of this thesis is about the forensic applications of Biomedical Optics performed by laser-tissue interactions. Being the first study on the world, it tries to understand whether a substance inside the stomach is of narcotics or not. It is possible to monitor the stomach in detail using X-rays but X-rays have high energy and are dangerous to human health. So an alternative approach to X-rays are taken, distinguishing the substance inside the stomach even when wrapped by a plastic bag is tried. Hence a four step experiment was setup.
In order to determine the wavelength of the laser that can interact with the stomach tissue, optical properties of the target tissue must be known. So the first experiment was to measure the optical properties of stomach tissue by integrating spheres. On the second experiment, a suitable wavelength for the laser is determined (635 nm) using theurapeutic window that will penetrate the stomach tissue without absorption, interact with the target material (HCL-morfin) behind the tissue and send a differentiating signal, consume low power and have no harm to human health. Trials are made using medical lasers with wavelengths of 650 nm, 980 nm, 1070 nm and 1940 nm on lamb stomach tissue. Amongst these wavelengths, 650 nm infrared were chosen and proved to be of use. On the third experiment, interactions of target matter and different materials looking physically the same with the target matter using 650 nm laser is evaluated on an electrical signal basis. Interactions were measured both by reflecting and transmitting signals. Reflecting signals are decided to be used because of the weakening of the laser after interaction with the tissue. Raman spectroscopy is used to investigate the signals reflected from target matter and identify the substance. On the last step of the experiment, measurements were made both by open and closed system Raman devices and spectrum of the target matter was aquired both in the presence and absence of the tissue. Then both cases were compared. After this comparison both open and closed system Raman spectroscopy is evaluated for advantages and disadvantages.
Main purposes of this study were to identify the target substance at longest range as possible and to perform without any physical contact. Considering the range, open system Raman gives an advantage of 10 times longer range over the closed system Raman. Working distance for open system is 10 mm while working distance for closed system is 1 mm. Also the laser wavelength of the closed system is 780 nm while the wavelength for the open system is 632.8 nm which is closer to the theurapeutic value. Spectrums acquired from both systems can classify the target substance as narcotics or not. If a mobile Raman device may be developed, an open system is determined to give better results for future experiments.