Fotodinamik teranostik uygulamalar için insan serviks dokularındaki ışık dağılımının modellenmesi
Modelling of light distribution in human cervix tissues for photodynamic theranostic applications
Yazar: NEDRET EROL
Danışman: YRD. DOÇ. NECLA KENAR
Kocaeli Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Fizik Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2018
Konu: Fizik ve Fizik Mühendisliği = Physics and Physics Engineering
Dizin: Biyofizik = Biophysics ; Klasik fizik = Classical physics ; Optik fizik = Optical physics ; Tıbbi fizik = Medical physics

Özet:
Bu çalışmada farklı dalga boylarına sahip farklı doku geometrili insan serviks dokularında 1D, 2D ve 3D ışık yayılımlarının sağlanması amaçlandı. Bu çalışmada gerçekleştirilen modellemeler Fotodinamik Teranostik pencereden bakmayı mümkün kılarak dokuların kanserli olup olmadığı ve tedavi edilebilme durumlarını gösterdi.Foton taşınımı, Pertürbasyon Teorisi ve Monte Carlo Simülasyonları ile Difüzyon Denklemi kullanılarak zaman, konum ve açıya göre araştırmalar sağlanmıştır. Literatürden elde edilen ve bu hesaplamalarda kullanılan serviks dokusuna ait optik özellikler (absorpsiyon katsayısı (μa)), saçılma katsayısı (μs), kırılma indisi (n), anizotropi faktörü (g)) ile zamana bağımlı ve kararlı hal yansıması, iletme, soğurma, penetrasyon derinlikleri ve akıcılık değerleri modellenmiştir. Tüm modeller, ışığa duyarlılaştırıcı (PS) ve sürekli dalga (CW) ışık kaynakları için serbest PS ile incelenmiştir. 
Literatürden elde edilen optik özellikler kullanılarak serviks dokusunun yarı-sonsuz geometri için ışık doku etkileşimleri modellenmesi sonucunda, CIN 2 ve CIN3 dokularının saçılma pertürbasyonlarının ve penetrasyonlarının hemen hemen aynı olduğu gözlenirken, normal dokunun saçılma pertürbasyonunun CIN2 ve CIN3 ten daha az olduğu,  ortalama CIN 2 soğurmasının, ortalama CIN 3 soğurmasından düşük olduğu gözlemlenmiş olup, CIN 2 ve CIN 3 ün  normal servikal dokuya göre daha düşük ışık soğurması gösterdiği görülmüştür. Dört dalgaboyu arasında normal doku, CIN2 ve CIN3 dokularında homojen ve saçılma pertürbasyon değeri ile penetrasyon değerleri 811 nm olan dalgaboyunda maksimum olduğu gözlemlenmiştir. Soğurma Pertürbasyonunda ise 956 nm olan dalgaboyu dokular içerisinde en yüksek soğurma pertürbasyonuna sahip olan dalgaboyu olarak ölçülmüştür.

Abstract:
We aimed in this study to provide light propagations in 1D, 2D, and 3D in human tissues having different geometries for different wavelengths located Photodynamic Theranostic window  to show that tissue is cancerous or not and treat. 
Photon transport is investigated according time, position and angle using Diffusion Equation with Perturbation Theory and Monte Carlo Simulations. 
Optical properties (the absorption coefficient (µa)) , the scattering coefficient (µs), refractive index (n), anisotropy factor (g) used in these calculations obtained from literature. Time-dependent and steady-state reflectance, transmittance, absorbance, penetration depths and fluence values are modelled. All models are studied with photosensitizier (PS) and PS free for continuous wave (CW) light sources.
It was observed that the scattering perturbations and penetration of CIN 2 and CIN 3 tissues were almost the same as that of cervical tissue modeling of light-tissue interactions for semi-infinite geometry using the optical properties obtained from the literature, while scattering perturbation of normal tissue was less than CIN 2 and CIN 3, CIN III showed lower light absorption than normal cervical tissue. Between the four wavelengths, normal tissue, homogeneous in CIN2 and CIN3 tissues, and scattering perturbation and penetration values were observed to be maximal at the wavelength of 811 nm. In the Absorption Perturbation, the wavelength was measured as 956 nm, which has the highest absorption perturbation in the tissues.