Hızlı ölçüm için kablosuz taşınabilir spektrofotometre cihazı tasarımı ve geliştirilmesi
Design and development of a wireless portable spectrophotometer device for rapid measurement
- Tez No: 1015529
- Danışmanlar: PROF. DR. SADULLAH ÖZTÜRK
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Mühendislik Bilimleri, Engineering Sciences
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2025
- Dil: Türkçe
- Üniversite: İstanbul Üniversitesi-Cerrahpaşa
- Enstitü: Nanoteknoloji ve Biyoteknoloji Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Nanoteknoloji Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: Belirtilmemiş.
Özet
Sağlık alanında tanı ve tedavi süreçlerini daha etkin hale getirmek amacıyla tüm dünyada yapılan çalışmalar hız kesmeden devam etmekte ve umut verici sonuçlar elde edilmektedir. Günümüzde diyabet ve böbrek yetmezliği gibi kronik hastalıklar, ileri teknolojiler ve yenilikçi tedavi yöntemleri sayesinde daha etkili bir şekilde yönetilebilmekte ve tedavi süreçlerinde önemli iyileşmeler sağlanmaktadır. Özellikle diyabet kaynaklı böbrek yetmezliği vakalarında erken tanı, böbrek fonksiyonlarının korunmasında hayati bir rol oynamaktadır. Biyobelirteçler sayesinde böbrek fonksiyon kaybının izlenmesi daha hassas bir şekilde gerçekleştirilmektedir. Bunun yanı sıra genetik tanı yöntemlerinin gelişimi ile böbrek yetmezliği riskinin önceden tespit edilmesine olanak tanınmış ve genetik tedavi uygulamaları tedavi protokollerine dahil edilmiştir. Ancak, tüm bu gelişmelere rağmen diyabet ve böbrek yetmezliği tanısında ve tedavisinde hala bazı sınırlamalar mevcuttur. Klinik uygulamalara entegre edilen biyobelirteç sayısı sınırlıdır ve mevcut tanı kitlerinde validasyon ve standartizasyon sorunları devam etmektedir. Ayrıca, bu testlerin yüksek maliyetleri ve hastaların bu testlere erişimindeki zorluklar da önemli bir problem oluşturmaktadır. Testlerin çoğu özel merkezlerde yapılmakta olup, deneyimli personel gerektirmektedir. Glukoz ve kreatinin gibi analitlerin kandaki seviyelerindeki değişiklikler, bu hastalıkların ilerleyişi ve kontrolü açısından kritik öneme sahiptir. Bu doğrultuda geliştirilen hasta başı test teknolojileri son yıllarda ilerleme kaydetmiş olsa da özellikle diyabet ve böbrek yetmezliği için geliştirilen test panelleri hala kısıtlıdır ve analitik doğruluk sorunları devam etmektedir. Hasta başı test teknolojileri uygulamalarında optoelektronik teknolojisinden yararlanılması, diyabet ve böbrek yetmezliği hastalıklarının teşhisi ve yönetiminde önemli avantajlar sağlayabilir. Tez konusunun amacı, kanda ölçülen diyabet ve böbrek yetmezliği tanısı için gerekli metabolit düzeylerin, ileri optoelektronik sistem tasarlanarak analizini gerçekleştirmektir. Bu tez kapsamında, diyabet ve böbrek yetmezliği hastalıklarını teşhis ve izlemek amacıyla kablosuz hızlı ölçüm için taşınabilir spektrofotometre cihazı tasarımı ve geliştirilecektir. Geliştirilecek spektrofotometre cihazı ile, düşük miktarda kan kullanılarak glukoz, kreatinin, üre, sodyum, klor, potasyum metabolitlerinin hassas bir şekilde ölçümünün sağlanması hedeflenmektedir. Nihai hedefimiz, ileri optoelektronik sistem ile spektrofotometre teknolojisini, invaziv tanı cihazı olarak geliştirmek ve biyosensör sonuçlarını anlık olarak ileten bir yazılım sistemi ile entegre etmektir. Projenin yöntemi, ileri optoelektronik sistem kullanılarak, spektrofotometre teknolojisinin invaziv tanı cihazı olarak geliştirilmesini ve biyosensör sonuçlarını anlık olarak ileten bir yazılım sistemi ile entegre edilmesini içermektedir. Geliştirilen sistem ile, farklı dalga boylarındaki LED ışık kaynakları ve farklı derecelerde mercekler kullanılarak, fosfatlı tampon çözeltileri (PBS) içerisindeki analitlerin optik spektrum ölçümleri gerçekleştirilecektir. Gerçekleştirilen ölçümler neticesinde her bir analite ait optik soğurma spektrumları elde edilecektir. Optik soğurma spektrum analizleri kullanılarak referans çalışma çözeltileri üzerinde doğruluk ve kesinlik testleri gerçekleştirilecektir. Metabolitlerin referans çözeltilerindeki ölçüm doğruluğu belirlendikten sonra, yapay kan örneklerinde validasyon çalışmaları yapılarak optimize edilecektir. Bu tez çalışmasının yaygın etkisinin, uluslararası literatürde yerini alarak ve bilimsel yayında başarı göstermesi beklenmektedir. İleri optoelektronik sistem geliştirecek olan bu tez çalışması, yeni yapılacak olan çalışmalara da ışık tutacaktır. Geliştirilecek spektrofotometre cihazı ile, metabolitleri hızlı ve doğruluğu yüksek bir şekilde tespit etmesinin sağlanması hasta başı test teknolojilerinde önemli bir adım olacaktır. Cihazın taşınabilirliği, hastaların evde veya iş yerinde takip edilmesini sağlayarak, hastaneye başvuru sıklığını ve hastanede yatış sürelerini azaltacaktır. Bu sayede, hastaların takibini daha güvenli hale getirerek, özellikle yaşlı, çocuk ve eve bağımlı hasta gruplarında tedavi izlenimi kolaylaşacaktır.
Özet (Çeviri)
Research and advancements in the field of healthcare continue at a rapid pace worldwide, yielding promising results in the diagnosis and treatment processes. Today, chronic diseases such as diabetes and kidney failure can be managed more effectively through advanced technologies and innovative treatment methods, leading to significant improvements in treatment outcomes. In particular, early diagnosis plays a crucial role in preserving kidney function in cases of diabetes-induced kidney failure. Biomarkers enable more precise monitoring of kidney function loss. Furthermore, advancements in genetic diagnostic methods have allowed for the early detection of kidney failure risk, and genetic therapies have been integrated into treatment protocols. However, despite these advancements, certain limitations persist in the diagnosis and treatment of diabetes and kidney failure. The number of biomarkers integrated into clinical practice remains limited, and validation and standardization issues continue in existing diagnostic kits. Additionally, the high costs of these tests and the challenges patients face in accessing them present significant problems. Most of these tests are conducted in specialized centers and require experienced personnel. Variations in blood levels of analytes such as glucose and creatinine are critical for disease progression and control. Although point-of-care testing technologies have advanced in recent years, test panels specifically developed for diabetes and kidney failure remain limited, and issues related to analytical accuracy persist. The integration of optoelectronic technology into point-of-care testing applications can provide significant advantages in the diagnosis and management of diabetes and kidney failure. The objective of this thesis is to analyze metabolite levels required for the diagnosis of diabetes and kidney failure through the design of an advanced optoelectronic system. Within the scope of this study, a portable spectrophotometer device for wireless rapid measurement will be designed and developed to diagnose and monitor diabetes and kidney failure. The developed spectrophotometer aims to enable precise measurement of glucose, creatinine, urea, sodium, chloride, and potassium using a small amount of blood. The ultimate goal is to enhance spectrophotometer technology as an invasive diagnostic device utilizing advanced optoelectronic systems and to integrate it with a software system that transmits biosensor results in real time. The methodology of this project involves the development of an invasive diagnostic spectrophotometer system using advanced optoelectronic technologies, integrated with a real-time biosensor data transmission software. The system will utilize LED light sources at different wavelengths and lenses of varying degrees to conduct optical spectrum measurements of analytes in phosphate-buffered saline (PBS) solutions. Through these measurements, the optical absorption spectra of each analyte will be obtained. Accuracy and precision tests will be conducted on reference solutions based on optical absorption spectrum analyses. Once the measurement accuracy of the metabolites in reference solutions is established, validation studies will be carried out on artificial blood samples to optimize the system. The broader impact of this thesis is expected to be recognized in international literature and contribute to scientific publications. The development of an advanced optoelectronic system in this study will pave the way for future research in this field. The proposed spectrophotometer device will play a crucial role in point-of-care testing technologies by enabling the rapid and highly accurate detection of metabolites. The portability of the device will facilitate home and workplace monitoring, reducing hospital visits and inpatient stays. Consequently, it will enhance patient monitoring safety, particularly for elderly, pediatric, and homebound patient groups, making treatment monitoring more accessible and efficient.
Benzer Tezler
- Upconvertıng nanopartikül esaslı hızlı tanı kitlerinde kullanılmak üzere portatif spektrofotometre cihazının geliştirilmesi
Development of a portable spectrophotometer to be used in upconverting nanoparticle based rapid diagnostic kits
TARIK SAPMAZ
Yüksek Lisans
Türkçe
2022
Elektrik ve Elektronik MühendisliğiAkdeniz ÜniversitesiElektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. MELTEM ASİLTÜRK ERSOY
DR. ÖĞR. ÜYESİ YALÇIN ALBAYRAK
- Geniş band mikro şerit yama anten tasarımları için uygun yöntemlerin araştırılması
Investigation on favourable methods for wideband microstrip patch antenna designs
DİLEK UZER
Doktora
Türkçe
2016
Mühendislik BilimleriSelçuk ÜniversitesiElektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
YRD. DOÇ. DR. SEYFETTİN SİNAN GÜLTEKİN
- Günlük yaşamda kullanım amaçlı ayak bileği telerehabilitasyon cihazı tasarımı
Design of an ankle tele-rehabilitation device for use in daily life
CÜNEYT AKDENİZ
Yüksek Lisans
Türkçe
2024
Fizyoterapi ve RehabilitasyonTarsus Üniversitesiİmalat Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ VEYSEL ALCAN
- 5G haberleşme sistemleri için geniş bant milimetre dalga mikroşerit antenin tasarlanması ve gerçekleştirilmesi
Designing and fabricating a wide band millimeter wave microstrip antenna for 5G communication systems
HAKKI ALPER TÜRKMEN
Yüksek Lisans
Türkçe
2021
Elektrik ve Elektronik MühendisliğiKaramanoğlu Mehmetbey ÜniversitesiElektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. ABDURRAHİM TOKTAŞ
- Giresun Üniversitesi Güre Yerleşkesinin elektromanyetik kirlilik seviyesinin belirlenmesi
Determination of electromagnetic pollution level of Giresun University Güre Campus
RAMAZAN AYDIN
Yüksek Lisans
Türkçe
2025
Fizik ve Fizik MühendisliğiGiresun ÜniversitesiFizik Ana Bilim Dalı
PROF. DR. BİROL ERTUĞRAL