Küçük hücreli dışı akciğer kanseri hastalarında radyoterapi etkinliğinin titreşim spektroskopisi yöntemleri ile belirlenmesi
Determination of radiotherapy efficiency in non-small cell lung cancer patients by vibration spectroscopy methods
Yazar: YILMAZ ŞAHİN
Danışman: PROF. DR. MUHAMMET YILDIRIM ; DR. ÖĞR. ÜYESİ HİLAL KIZILTUNÇ ÖZMEN
Atatürk Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Fizik Ana Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2022
Konu: Fizik ve Fizik Mühendisliği = Physics and Physics Engineering
Dizin: Akciğer neoplazmları = Lung neoplasms ; FTIR = FTIR ; Kemometri = Chemometrics ; Raman spektroskopisi = Raman spectroscopy

Özet:
Amaç: Bu çalışmada Küçük Hücreli Dışı Akciğer Kanseri (KHDAK) hastalarına ait radyoterapi öncesi (RÖ) ve radyoterapi sonrası (RS) kan serumu örnekleri üzerinden radyoterapi etkinliğinin farklı titreşim spektroskopi teknikleriyle belirlenmesi amaçlandı.
Yöntem: Çalışma toplamda 6600 cGy radyoterapi dozu almış 20 hastanın kan serumu örnekleri üzerinde yapıldı. RS ve RÖ spektrumlarında örnekler arası varyasyonları saptamak için Gözetimsiz Örüntü metotları olarak Temel Bileşen Analizi (PCA) ve Hiyerarşik Kümeleme Analizi (HCA) metotları kulanıldı. Gözetimli Örüntü metotları olarak da Destek Vektör Makine Metodu (SVM),Temel bileşen analizi-lineer diskriminant analizi (PCA-LDA) metotları kullanıldı.
Bulgular: PCA skor grafiklerine göre hem Raman hem de FTIR spektrumları için RS ve RÖ grupları birbirinden belirgin bir biçimde ayrıldığı görüldü. Gruplar arası farklılıkları ifade eden temel bileşenlerdeki varyasyonlar FTIR da  %87 iken Raman spektroskopisinde bu oran %97 olarak elde edildi. PCA skor ayrımları HCA ile doğrulandı. Elde edilen ayrımlara yönelik metodun güvenilirliğini test etmek için oluşturulan eğitici ve test veri setlerine PCA-LDA ve SVM uygulandı. Hem eğitici hem de test veri setindeki örneklerin %100 doğrulukla kendi gruplarında sınıflandığı görüldü. Aynı analiz FTIR spektroskopi ile yapıldığında gruplar arası farklılıkları ifade eden temel bileşenlerdeki varyasyonların %87 olduğu görüldü. Aynı şekilde Raman spektroskopisi analizlerinde SVM ile sınıflar arasındaki doğru sınıflandırma yapıldığında bu oran %100 olarak bulundu.
Sonuç: Elde edilen sonuçlar KHDAK hasta serumlarında radyoterapi etkinliğinde tireşim spektroskopisinin başarılı bir analiz yöntemi olarak kullanılabileceğini gösterdi. Radyoterapi etkinliğinin farklı analiz metotlarıyla değerlendirilmesi ve doğrulanması tedavi etkinliği ve tedaviye yön verilmesi açısından son derece önemlidir.

Abstract:
Aim: In this study, it was aimed to determine the biochemical composition differences of blood serum samples of Non-Small Cell Lung Cancer (NSCLC) before and after radiotherapy using vibrational spectroscopic techniques and to determine the efficacy of radiotherapy in this context.
Method: This study was done on blood serum samples of 20 patients who received a total of 6600 cGy radiotherapy dose. Principal Component Analysis (PCA) and Hierarchical Clustering Analysis (HCA) methods were used as Unsupervised Pattern methods to detect inter-sample variations in the RS and RÖ spectra. Support Vector Machine Method (SVM) and Principal component analysis-linear discriminant analysis (PCA-LDA) methods were used as the Supervised Pattern methods. 
Results: According to the PCA score graphs, the RS and RÖ groups are separated from each other for both Raman and FTIR spectra. While the variations in the principal components expressing the differences between the groups were 87%in FTIR, this ratio was 97%in Raman spectroscopy. PCA score distinctions were confirmed by HCA. PCA-LDA and SVM were applied to the generated trainer and test datasets to test the reliability of the method for the obtained discriminations. It was seen that the samples in both the training and test datasets were classified in their groups with 100%accuracy. When the same analysis was performed with FTIR spectroscopy, it was observed that the variations in the principal components expressing the differences between the groups were 87%. Likewise, in Raman spectroscopy analysis, this rate was found to be 100%when the correct classification between the classes was made with the SVM.
Conclusion: The obtained results showed that vibration spectroscopy can be used as a successful analysis method in the efficacy of radiotherapy in NSCLC patient blood serums. Evaluating and confirming the effectiveness of radiotherapy with different analysis methods is extremely important in terms of treatment effectiveness and direction of treatment.