Development of a non-invasive evaluation methodology using a smartphone attachment on the diagnosis and follow-up of anemia
Anemi teşhisi ve takibinde akıllı telefon eklentisi kullanılarak invaziv olmayan bir değerlendirme metodolojisinin geliştirilmesi
- Tez No: 765728
- Danışmanlar: PROF. DR. ÖZLEM YALÇIN
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Biyomühendislik, Biyoteknoloji, Fizyoloji, Bioengineering, Biotechnology, Physiology
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2022
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Koç Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Biyomedikal Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Biyomedikal Bilimler ve Mühendislik Bilim Dalı
- Sayfa Sayısı: 95
Özet
Demir eksikliği, kronik kan kaybı ve hemoliz gibi birden çok nedeni olan anemi, tahminen iki milyar insanı veya dünya nüfusunun %30'unu etkileyen yaygın bir sağlık sorunudur. Anemik hastalarda hemoglobin konsantrasyonunu noninvaziv ve sürekli olarak ölçmek, hemoglobin değerini takip etmeyi kolaylaştırmak, akut aneminin saptanmasını iyileştirmek ve invaziv kan alımlarıyla ilişkili komplikasyonları, masrafları ve ağrıyı önlemek için önemli bir potansiyele sahiptir. Bugüne kadar bazı non-invaziv yaklaşımlar geliştirilmiş olsa da, klinik olarak invaziv yöntemlerden daha iyi sonuç vermemektedir. Bu durum doğruluğu daha fazla olan non-invaziv yöntemlere yönelik karşılanmamış bir ihtiyaç doğurur. Bu çalışmada, Koç Üniversitesi Hastanesi, Hematoloji klinikleri ve Lokman Hekim Üniversitesi Hematoloji ve İç Hastalıkları kliniklerine başvuran bir grup hasta için fizibilite çalışması yaptık. Anemi semptomları olan hastalar ve klinik süreçlerinin bir parçası olarak tam kan sayımı (CBC) parametrelerinin ölçülmesini planlayan sağlıklı kişiler bu çalışmaya dahil edildi. Tam kan sayımlarını yapmak için hastalardan kan alındıktan sonra, bu hastaların avuç içi ve parmakbölgelerinin dermatoskop eklentisi aracılığıyla bir akıllı telefon kamerası ile yüksek çözünürlüklü görüntüleri alındı. Görüntülerin renk özelliklerini inceleyerek, avuç içi akıllı telefon görüntülerindeki renk özelliklerini, tam kan sayımı testi olan altın standart hemoglobin ölçüm sistemi ile ölçülen hemoglobin değeriyle ilişkilendirmek için bir görüntü işleme metodolojisi geliştirdik. Sonuçlara göre, yöntemimiz istitatiksel olarak tutarlı Hgb değerleri vermektedir. Sonuçlarımızın eritma indeks değerleri ile CBC hemoglobin seviyeleri arasında bir korelasyon gösterdiğini gözlemledik. Bu tezin temel katkısı, dijital görüntülerin renk özellikleri ile laboratuvarda ölçülen hemoglobin konsantrasyonu arasındaki doğrusal ilişkiyi kanıtlamaktır. Herhangi bir reflektans ölçümü olmaksızın, bu non-invaziv hesaplama metodolojisi, eritma indeksinin ve dolayısıyla hemoglobin düzeylerinin objektif olarak değerlendirilmesi için faydalıdır. Önerilen metodoloji ile, gelecekte avuç içi renklerinin görsel olarak gözlemlenmesiyle geleneksel anemi saptama yönteminin yerini alacak, kullanıcıların kendi kendine anemi değerlendirmesi ve taraması yapmalarını sağlayan uygun maliyetli, invaziv olmayan bir ölçüm yöntemi geliştirebilmektedir. Aynı zamanda bulut teknolojisindeki gelişmelerle birlikte örneklem sayısı artırılarak çalışma sonuçları iyileştirilebilmektedir. Bu, daha önce kan sayımı yaptırmış kişilerin buluta fotoğraf eklemesine izin verecek birsistemle yapılabilir. Bulunan korelasyona göre geliştirilecek bir derin öğrenme algoritması ile hassasiyet optimize edilebilir ve gerçek hemoglobin sonuçlarına çok daha yakın değerler elde edilebilir. Bu projenin sonuçları, hastalığın ciddiyeti ile ilgili kritik durumların erken teşhisini ve erken teşhisini destekleyerek ilgili hastalıkları/bozuklukları olan hastalara sunulan sağlık hizmetlerini iyileştirebilir ve böylece hastalıkların komplikasyon yüzdesini azaltabilir. Bunların da tedaviyi daha iyi planlayarak ve gereksiz tedavi şemalarından kaçınarak hastalara önemli ekonomik faydalar sağlaması beklenmektedir. Hasta giderlerindeki tasarrufların yanı sıra, bu tasarruflar aynı zamanda sağlık hizmeti sağlayıcılarını daha düşük maliyetlerle, daha efektif ve planlı hasta bakımı sunmasını destekler.
Özet (Çeviri)
Anemia, which has multiple causes, such as iron deficiency, chronic blood loss, and hemolysis, is a prevalent health problem affecting an estimated two billion people or 30% of the world's population. The ability to measure hemoglobin concentration in anemic patients noninvasively and continuously has significant potential to facilitate hemoglobin monitoring, improve the detection of acute anemia, and avoid complications, expenses, and pain associated with invasive blood draws. Although some non-invasive approaches have been developed, they are less accurate than invasive methods as a clinical purpose, resulting in an unmet need for more accurate non-invasive methods. In the present study, we conducted a feasibility study for a group of subjects who were admitted to Koc University Hospital, Hematology clinics and Lokman Hekim University Hematology and Internal Diseases clinics. Patients with the symptoms of anemia and healthy subjects who were scheduled to have their complete blood count (CBC) parameters measured with hematology blood analyzers as part of their clinical care were recruited for this study. After the patient's blood was collected to conduct their CBCs, high-resolution images were taken of those patients' palm finger areas with a smartphone camera via dermatoscope attachments. By examining the color characteristics of the images, we developed an image processing methodology to correlate color characteristics in smartphone images of palm to hemoglobin concentration measured with the gold standard hemoglobin measurement system which is CBC the test. According to the results, our method gives significant predicted Hgb values. We observed that our results indicate a correlation between erythema index values and CBC hemoglobin levels. The main contribution of this thesis is proving the linear relationship between color characteristics of digital images and hemoglobin concentration measured in the laboratory. Without any reflectance measurement, this non-invasive calculation methodology is useful for objective assessment of erythema index and therefore hemoglobin levels. With the proposed methodology, in future cost-effective non- invasive point-of-care system that enables users to make self-care anemia evaluation and screening, which would replace the conventional method of anemia detection by visual observation of palm pallor colors Furthermore, with the developments in cloud technology, the study results can be improved by increasing the number of samples. This can be done with a system that will allow people who have already had blood counts to add photos to the cloud. Sensitivity can be optimized with a deep learning algorithm, which will be developed based on the correlation found, and values that are much closer to the real hemoglobin results can be obtained. The outcomes of this project can improve health services offered to patients with related diseases / disorders by supporting diagnosis, and early identification of critical situations related to disease severity and therefore decrease the percentage of severe complications of the diseases. These, in turn, are expected to yield significant economic benefits to patients by better planning treatment and avoiding unnecessary treatment schemas. Apart from savings on patient expenses, these savings also encourage health care providers to deliver high- quality, coordinated care at lower costs.
Benzer Tezler
- The transformation of higher education by means of techno-parks: Case of Turkey
Yüksek öğretimin dönüşümü: Teknoparklar-Türkiye örneği
GAMZE SART
Doktora
İngilizce
2013
Eğitim ve ÖğretimBoğaziçi ÜniversitesiEğitim Bilimleri Ana Bilim Dalı
PROF. DR. FATMA GÖK
- Prenatal dönemde farklı dozlarda uygulanan diklofenak sodyumun merkezi sinir sistemi gelişimi üzerine toksik etkisinin araştırılması
The toxic effects of different doses of diclofenac sodium on the development of the central nervous system exposed during prenatal period
EBRU ELİBOL
Doktora
Türkçe
2014
Histoloji ve EmbriyolojiOndokuz Mayıs ÜniversitesiAnatomi Ana Bilim Dalı
PROF. DR. SÜLEYMAN KAPLAN
- Terkos havzasında tuzlu su girişimlerinin geçici elektromanyetik ve doğru akım özdirenç yöntemleriyle araştırılması
Investigation of saltwater intrusion in terkos basin using transient electromagnetic and direct current resistivity methods
AYÇA SULTAN ARDALI
Doktora
Türkçe
2014
Jeofizik Mühendisliğiİstanbul ÜniversitesiJeofizik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. AYSAN GÜRER
- Arcti̇i̇n maddesi̇ni̇n deneysel peri̇odonti̇ti̇s modeli̇ üzeri̇ndeki̇ anti̇enflamatuvar etki̇nli̇ği̇ni̇n i̇ncelenmesi̇
Evaluation of anti inflammatory effect of arctiin on experimental periodontitis model
AHMET AYDOĞDU
Doktora
Türkçe
2014
Diş HekimliğiOndokuz Mayıs ÜniversitesiPeriodontoloji Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. ELİF ESER SAKALLIOĞLU
- Türk evlerinde yapı malzemeleri ve yapım teknikleri
Construction materials and techniques in Turkish houses
MURAT EYÜP COŞKUN