Mikrodalga Dielektrik Spektroskopi ile Yumuşak Doku Ossifikasyon Tespiti
Mikrodalga Dielektrik Spektroskopi ile Yumuşak Doku Ossifikasyon Tespiti
Yazar: Keskin, Seda; Yilmaz, Tuba; Akgül, Tayfun
Dergi: EMO Bilimsel Dergi, Vol. 11 No. 21, 2020
Anahtar kelimeler: Engineering ; Mühendislik ; Mikrodalga dielektrik özellikler,Cole-Cole denklemi,Güç yasası,Mikrodalga teşhis,Microwave dielectric properties, Cole-Cole equation, Power law, Microwave diagnostics

Mikrodalga frekanslarında sert ve yumuşak dokular arasındaki dielektrik özellik farkı, yumuşak doku kemikleşme anomalilerininteşhisi için kullanılanılabilme potansiyeline sahiptir. Biyolojik dokuların mikrodalga frekanslarda dielektrik özellikleri gelenekselolarak açık uçlu koaksiyel prob tekniği ile ölçülür. Bununla birlikle, doku heterojenitesi, kullanıcı hataları, matematiksel yaklaşım vekalibrasyon bozulması nedeniyle kullanılan teknik yüksek hata oranlarına sahiptir. İyi ayrılmış bir veriye makine öğrenimialgoritması uygulandığında verinin yüksek doğrulukta sınıflandırılabileceği bilinmektedir. Bu nedenle, tekniğe özgühatalardan en az etkilenebilecek bir sınıflandırma parametresinin seçilmesi, doku kategorizasyonunun doğruluğunu artırmak içinkritiktir. Emprik olarak, mikrodalga frekanslarındaki dielektrik özellikler güç yasasına uyar. Bu olguya göre daha öncearaştırılmamış bir parametre, dielektrik özelliklerden çıkarılabilecek güç parametresidir. Bu amaçla bu makale, yumuşak dokuossifikasyon anomalilerini tespit etmek için dielektrik özellik eğim değerlerinin sınıflandırılmasına dayalı bir ön çalışma sunmaktadır. Bu yaklaşım muhtemelen yüksek maliyetli görüntüleme ve mutasyon tarama testlerine alternatif bir hızlı tanı yöntemi olarak kullanılabilir.The dielectric property discrepancy between hard and soft tissuesat microwave frequencies can potentially be utilized for the diagnosisof soft tissues ossification anomalies. Microwave dielectric propertiesof biological tissues are traditionally measured with the open-endedcoaxial probe technique. However, the technıque suffers from higherror rates due to tissue heterogeneity, user errors, mathematicalapproach and calibration degredation. It is known that a wellseperated data can be classified with high accuracy when a machinelearnin algorithm is applied. Therefore, choosing a classificationparameter that can be least affected by inherent errors is critical forincreasing the accuracy of tissue categorization. Emprically, dielectricproperties at microwave frequencies abides by the power law. Basedon this fact, one unexplored parameter is the power parameter whichcan be derived from the dielectric properties. To this end, this workpresents a preliminary study based on classification of dielectricproperty slope values to detect the soft tissue ossification anomalies.This approach can possibly be used as an alternative rapid diagnosticmethod to highcost imaging and mutation screening tests.

Mikrodalga frekanslarında sert ve yumuşak dokular arasındaki dielektrik özellik farkı, yumuşak doku kemikleşme anomalilerininteşhisi için kullanılanılabilme potansiyeline sahiptir. Biyolojik dokuların mikrodalga frekanslarda dielektrik özellikleri gelenekselolarak açık uçlu koaksiyel prob tekniği ile ölçülür. Bununla birlikle, doku heterojenitesi, kullanıcı hataları, matematiksel yaklaşım vekalibrasyon bozulması nedeniyle kullanılan teknik yüksek hata oranlarına sahiptir. İyi ayrılmış bir veriye makine öğrenimialgoritması uygulandığında verinin yüksek doğrulukta sınıflandırılabileceği bilinmektedir. Bu nedenle, tekniğe özgühatalardan en az etkilenebilecek bir sınıflandırma parametresinin seçilmesi, doku kategorizasyonunun doğruluğunu artırmak içinkritiktir. Emprik olarak, mikrodalga frekanslarındaki dielektrik özellikler güç yasasına uyar. Bu olguya göre daha öncearaştırılmamış bir parametre, dielektrik özelliklerden çıkarılabilecek güç parametresidir. Bu amaçla bu makale, yumuşak dokuossifikasyon anomalilerini tespit etmek için dielektrik özellik eğim değerlerinin sınıflandırılmasına dayalı bir ön çalışma sunmaktadır. Bu yaklaşım muhtemelen yüksek maliyetli görüntüleme ve mutasyon tarama testlerine alternatif bir hızlı tanı yöntemi olarak kullanılabilir.The dielectric property discrepancy between hard and soft tissuesat microwave frequencies can potentially be utilized for the diagnosisof soft tissues ossification anomalies. Microwave dielectric propertiesof biological tissues are traditionally measured with the open-endedcoaxial probe technique. However, the technıque suffers from higherror rates due to tissue heterogeneity, user errors, mathematicalapproach and calibration degredation. It is known that a wellseperated data can be classified with high accuracy when a machinelearnin algorithm is applied. Therefore, choosing a classificationparameter that can be least affected by inherent errors is critical forincreasing the accuracy of tissue categorization. Emprically, dielectricproperties at microwave frequencies abides by the power law. Basedon this fact, one unexplored parameter is the power parameter whichcan be derived from the dielectric properties. To this end, this workpresents a preliminary study based on classification of dielectricproperty slope values to detect the soft tissue ossification anomalies.This approach can possibly be used as an alternative rapid diagnosticmethod to highcost imaging and mutation screening tests.