Yakın kızılötesi spektroskopisi ile girişimsel olmayan kan şekeri ölçümü
Noninvasive blood glucose measurement using near infrared spectroscopy
Yazar: ANIL KODAL
Danışman: YRD. DOÇ. DR. UMUT SEZEN
Hacettepe Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Elektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2014
Konu: Elektrik ve Elektronik Mühendisliği = Electrical and Electronics Engineering
Dizin: Infrared spektroskopi =  ; Kan şekeri =  ; Optoelektronik = Optoelectronic

Özet:
Şeker hastalığı diğer adıyla diyabet çağımızın en önemli hastalıklarından biridir. Şeker hastalığı pankreasın ürettiği insülinin yetersizliğinden, eksikliğinden veya işlevini yitirmesinden kaynaklanır. İnsülin olmayınca, besinlerle alınan şeker ve diğer besin unsurları ihtiyaç duyan hücrelere giremez. Bu durumda hücreler şekersizlik çekerken, kandaki şeker miktarı normal değerlerin üstüne çıkar. Kandaki şekerin çok artması zehir etkisi yaratır ve vücudun tüm hücrelerini tahrip eder. Mevcut uygulanan invazif yöntemde kan şekerini ölçmek için genellikle parmak ucu bir iğne yardımıyla delinir ve kanın vücut dışına çıkması sağlanır. Alınan kan örneği ölçüm cihazına bağlı test çubuğuna konur ve kan şekeri değeri ölçülür. Günde 1–4 kez kan ölçümü yapan bir hasta için bu yöntem acı vericidir, her ölçümde ayrı bir test çubuğu kullanılması gerektiğinden pahalıdır, derinin delinmesinden dolayı enfeksiyon riski taşımaktadır. Ayrıca zahmetli, zor ve acı verici olmasından dolayı sürekli ölçüm yapılamamaktadır ve kan örneği alınırken parmağa bastırılarak kanın sulandırılması ve test çubuklarının uygun koşullarda saklanmaması ölçüm sonucunu değiştiren faktörlerdir ve yanlış tanı sonucunda yanlış tedavi riski taşımaktadır. 
Bu çalışmanın amacı kan şekerinin, deri yüzeyinden acısız, kolay, hızlı ve enfeksiyon riski olmadan sürekli olarak izleyebilen bir sistem yardımıyla ölçüm maliyetini düşürebilmek ve diyabet hastalığının ön tanısında ve tedavisinde kolaylık sağlamaktır. Bu amaca yönelik olarak kan örneği alınmasına gerek olmadan vücut içine ışık göndererek kan şekerini izleyebilen bir sistem tasarımı yapılmıştır. 
Çalışma kapsamında, yakın kızılötesi spektroskopi yöntemi kullanılarak kan şekeri ölçümü üzerine deneysel bir yaklaşım geliştirilmiştir. Glikoz ve su moleküllerinin dalga boyuna göre ışığa olan tepkisi incelenmiş ve dalga boyu ile kan şekeri değeri arasındaki ilişki analiz edilmiştir. Yapılan testler sonucunda, yakın kızılötesi spektroskopi yöntemi kullanılarak farklı dalga boylarında sulu bir çözelti içindeki glikoz değerinin hesaplanabildiği ve kan örneği alınmasına gerek olmadan vücuttaki kan şekeri değerinin deri yüzeyinden gün içinde izlenebildiği görülmüştür.

Abstract:
Diabetes mellitus also known as simply diabetes is one of the most important diseases of our time. Diabetes are caused by the lack of insulin, by the inadequacy of insulin, or loss of the function of insulin produced by pancreas. Without insulin, sugar and other nutrients, taken with food, cannot enter the cells. In this case, while cells are suffering from gluconess, the amount of sugar in the blood rises above the normal value. Increasing of blood sugar levels too high creates the effect of poison and destroys all the cells of the body. In order to measure the blood glucose, usually fingertip is pierced by a needle and it helps removing blood from the body according to the invasive method currently applied. The blood sample is placed on the test strip connected to measuring device and glucose value measured. This method is painful for a patient who needs 1-4 times blood measurement per day, it is expensive because of using a separate test strip for each measurement, and it involves the risk of infection due to piercing of the skin. In addition, measurements cannot be made continuously due to the troublesome, difficult and painful. In addition, the dilution of the blood by pushing fingers and not be stored in appropriate conditions are factors that alter the measurement results, and it carries the risk of incorrect treatment as a result of wrong diagnosis.

The purpose of this study is to reduce the cost of measuring blood glucose by using a system that can continuously monitor blood glucose from the skin surface, quickly, without risk of infection, painless and easy to use, and to facilitate the pre-diagnosis and treatment of diabetes disease.	For this purpose a system design that can monitor the blood sugar without the need to take blood samples and sending light into the body is made.
Within this study, an experimental approach on blood glucose measurement using near infrared spectroscopy method has been developed. The interact of glucose and water molecules with light according to the wavelength were examined and the relationship between the blood sugar value and wavelength were analyzed. As a result of tests, it was found that glucose levels in an aqueous solution can be calculated by using near-infrared spectroscopy method at different wavelengths and found that blood sugar levels in the body can be monitored from the skin surface during the day without the need for blood sampling.