Akademik Veri Yönetim Sistemi
Tezin Türü: Doktora
Tezin Yürütüldüğü Kurum: Yıldız Teknik Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, Türkiye
Tezin Onay Tarihi: 2022
Tezin Dili: Türkçe
Öğrenci: Sibel ÇİMEN YETİŞ
Asıl Danışman (Eş Danışmanlı Tezler İçin): Umut Engin Ayten
Eş Danışman: Behçet Uğur Töreyin
Özet:
Medikal görüntüleme özellikle son yıllarda hastalık teşhis ve tedavisinde önemli rol oynamakta olup, görüntüleme araçlarının geliştirilmesi de önem arz etmektedir. İnsan sağlığı söz konusu olduğu için yapılacak olan teşhis ve tedavinin hızlı olmasının ötesinde bu teşhis ve tedavinin doğruluğu büyük önem taşımaktadır. Günümüzde birçok hastalığın teşhisinin konulabilmesine rağmen hastalığa ilişkin mekanizmalar tam olarak çözülemediği için hastalığın tedavisi yapılamamaktadır. Multipl Skleroz (MS) gibi bazı nörodejeneratif rahatsızlıklar bu tür hastalıklar arasında gösterilebilmektedir. MS hastalığı miyelin bozukluklarının sinir sisteminin işlevlerinin aksamasına sebep olmasıyla görülmektedir. Miyelin kılıf, sinir hücrelerinin etrafını bir yalıtım malzemesi gibi sararak, sinir sisteminin verimli çalışmasını ve sinir hücrelerinin aksonları boyunca sinyalin hızlı iletilmesini sağlamaktadır. Bu nedenle de MS hastalığında gözlenen miyelin hasarı, akson boyunca ilerleyen sinyalde kesintilere sebep olabilmektedir. Günümüzde hastalığın ilerlemesini engelleyecek ilaçlar piyasada olmasına rağmen tamamen tedavi edebilecek ilaçlar henüz bulunmamaktadır. Bu ilaçların üretilebilmesi için miyelinizasyonun tam olarak anlaşılması ve tedaviye yönelik aday ilaçların geliştirilmesi gerekmektedir. İlaç geliştirilmesinin önündeki en önemli engellerden biri, şu an kullanılan yöntemler ile miyelin kantitasyonunun yavaş olması ve miyelin kantitasyonun yoğun iş gücü ve zaman gerektiriyor olmasıdır. Hızlı bir kantitasyon, çok sayıda aday kimyasal ve molekülün kısa zamanda test edilmesi ile ilaç geliştirilmesine yardımcı olacaktır. Bu tezde ise MS hastalığın tedavisinde kullanılabilecek ilaçların geliştirilebilmesi için hızlı miyelin tespiti ve kantitasyonu yapabilecek, uzmanlara yardımcı bir otomatik miyelin kantitasyon sistemi önerilmektedir. Bu kapsamda fare kök hücrelerinden mikroskopik floresan görüntüleme yöntemi ile alınan z- katmanlı görüntüler incelerek miyelin yer gerçeklikleri çıkartılmış ve bu yer gerçeklikleri bu çalışmanın temelini oluşturarak analizler yapılmıştır. Miyeline özgü önerilerek çıkartılan öznitelik görüntüleri 5 farklı denetimli makine öğrenmesi yönteminin 22 varyantı ve bu çalışma için geliştirilen konvolüsyonel sinir ağının (CNN), toplamda 23 varyantın, performansları gözlenmiştir. Geliştirilen konvolüsyonel sinir ağının performansının diğer makine öğrenmesi yöntemlerine kıyasla daha iyi performans gösterdiği gözlemlenmiş ve floresan mikroskopik görüntüler için altın standartlar 3 farklı uzman görüşü alınarak oluşturulmuştur. Miyelin tespiti için akson segmentasyonu ve oligodendrosit tespiti yapılarak negatif alan daraltması yapılmış ve başarılı bir şekilde miyelin tespiti yapılmıştır. Bu sayede de miyelin kılıf hasarlarını tedavi edebilecek ilaçların geliştirilmesine katkı sağlayacak nicemlendirmeler yapılmıştır. Geliştirilen sistem, miyelinizasyonun anlaşılabilmesi, nicemlendirilebilmesi ve MS hastalığı tedavisinde kullanılabilecek ilaçların geliştirilmesindeki molekül testlerinin hızlandırılması için faydalı olabilecektir.