Bu tez çalışmasında, erken safhada fark edilmesi durumunda tedavisinde başarı oranı çok yüksek olan meme kanserinin mikrodalgalar kullanılarak tespit edilmesi deneysel olarak incelenmiştir. Bu amaçla, farklı yama şekillerine sahip iki DMA tasarımı yapılmış, farklı şekil ve malzemelere sahip iki meme fantomu oluşturulmuştur. Fantomlara elektriksel özellikleri bakımından tümöre benzeyen bir nesne yerleştirilerek, frekans ve zaman olmak üzere iki farklı domende ölçümler yapılmıştır.
Tasarlanan antenlerin çok geniş frekans bandına, dar hüzme genişliğine, yönlü ve kararlı ışıma örüntüsüne, yüksek kazanç ve verimliliğe ve küçük boyuta sahip oldukları ölçümlerle test edilip gösterilmiştir. Literatürdeki benzer antenlerin özellikleriyle detaylı bir karşılaştırma yapılmış, önerilen antenlerin birçok yönden iyi performansa sahip oldukları görülmüştür.
Önerilen iki anten arasından daha iyi performans gösterenin hangisi olduğu belirlenmiştir. Bu anten parazit elemana sahip dairesel yamalı DMA’dır ve L şekilli toprak yüzeyinde oyuk ve çentikler vardır. Antenin boyutu 55x40 mm2, çalışma frekansı 3–10 GHz aralığındadır. Bu aralık boyunca ışıma örüntüsü 320 ile 540 arasında hareket etmektedir. Buna göre anten geniş frekans aralığında birbirine yakın ışıma hüzmelerine sahiptir. YGHG değerleri frekans aralığı boyunca 560 ile 300 arasında değişim göstermiştir. Kazanç 6.0–8.4 dB, yönlülük 6.2–8.2 dB aralığında değişmiş ve verimlilik %90 olarak elde edilmiştir. 7 GHz’lik BG’ye sahip olan antenin kullanılacağı radar tabanlı görüntüleme sisteminin derinlik çözünürlüğü ise 10.5 mm olarak hesaplanmıştır.
Yüksek performansa sahip dairesel yamalı DMA, kablo aracılığıyla VNA’ya bağlanmış ve fantomlar üzerinde monostatik ölçümler yapılmıştır. İçinde tümör benzeri nesne bulunan dikdörtgen prizma şekilli fantomun hedef olarak kullanıldığı ölçümler labotaruvar ortamında yapılmıştır. Sonuçlar frekans domeninde elde edilmiş, 6 mm boyutundaki nesnenin varlığı S11 parametrelerinin incelenmesiyle tespit edilmiştir. Antenin tümöre yaklaştığı pozisyonlarda yansımanın yükseldiği gözlemlenerek, tümörlü bölgenin konumu hakkında çıkarım yapılmıştır. İçinde tümör benzeri nesne bulunan yarım küre şekilli fantomun hedef olarak kullanıldığı ölçümler ise tam yansımasız odada yapılmıştır. Sonuçlar zaman domeninde elde edilmiş, 6 mm boyutundaki nesnenin varlığı yansıyan sinyalin genliklerinin incelenmesiyle tespit edilmiştir. Yansıyan sinyallerin faz farklılıkları incelenerek konum hakkında çıkarım yapılmıştır.
76
Daha sonra, zaman domeninde elde edilen sinyaller ön işleme, filtreleme, kalibrasyon ve enerji hesaplama gibi çeşitli işlemlere tabi tutularak görüntüye dönüştürülmüştür. Yarım küre şekilli fantoma yerleştirilen 6 mm boyutundaki nesnenin konumu ve boyutu yüksek doğruluk oranlarıyla tespit edilmiştir.
Sonuç olarak, meme kanseri tespitinde kullanılan mevcut yöntemlerden;
- X-Ray mamografinin iyonize edici zararlı ışın kullanma ve memeyi sıkıştırarak konforsuzluk oluşturma olumsuzluklarını,
- MRG yönteminin uzun sürme ve yanlış sonuçlar verebilme olumsuzluklarını, - Tomosentezin büyük algılayıcılara ihtiyaç duyma ve pozisyon ayarlamada
zorlanma olumsuzluklarını,
- Ultrasonun çok duyarlı cihazlar kullanma ve sonuç yorumlamada çok deneyimli hekimlere ihtiyaç duyma gibi olumsuzluklarını ortadan kaldırmaya talip olan ve bahsedilen bu yöntemleri destekleyici nitelikteki güncel bir yöntem olan ÇGB radar tabanlı mikrodalga görüntüleme yöntemi incelenmiş ve bu yöntem kullanılarak başarılı uygulamalar gerçekleştirilmiştir.
ÇGB radar tabanlı mikrodalga görüntüleme yönteminin birçok önemli özelliği olmakla birlikte bazı olumsuz yanları da bulunmaktadır. Örneğin;
- Bu tez çalışmasında memedeki deri dokusundan gerçekleşecek yansımalar ihmal edilmiş, sağlıklı yağ dokusu ve tümör dokusu arasındaki farklılıklar incelenmiştir. Oysa gerçekte deriden de yansımalar olacaktır. İşte bu yansımaları engellemek için, memenin deri ile benzer elektriksel özelliklere sahip bir sıvıya yani uyumluluk ortamına yerleştirilmesi gerekir. Bu durum ölçüm işlemlerini zorlaştıracaktır.
- Meme yapısında deri ve yağ dokusuna ek olarak fibroglandular ve süt kanalları gibi çok sayıda farklı bölümler vardır. Oldukça karmaşık bir yapıya sahip olan memeyi tamamen taklit edebilen heterojen yapılı meme fantomları üzerinde yapılan çalışmalar henüz yeterli başarılara ulaşmamıştır. Ayrıca, literatürde yer alan çalışmaların birçoğunda düzgün bir geometrik şekle sahip tümör benzeri nesnelerin tespiti incelenmiştir. Oysa gerçekte tümör düzgün bir şekilde olmayabilir. Bu konuda da yeterli çalışmalar mevcut değildir.
77
- Yöntemde, antenlerin döndürülmesi gerekliliğine sahip olan monostatik ve bistatik ölçüm düzenekleri yerine, hastanın yüz üstü pozisyonda uzanarak memenin çok sayıda anten tarafından multistatik ölçüm tekniğiyle aydınlatılması klinik ortam için daha uygundur. Ancak multistatik sistemde anenlerin karşılıklı kuplaj etkileri oluşacak ve sonuçları yanlış yönde etkileyecektir.
- Birden çok sayıda tümörün olduğu durumlarda, farklı noktalardan çok sayıda saçılma gerçekleşeceği için boyut ve konum tespiti zor olacaktır.
- İyi huylu tümörler ile kötü huylu tümörlerin ayırt edilmesi hususunda henüz yeterli başarıya ulaşılmamıştır.
- Gerçek insan vücudu üzerinde yapılan çalışmalar da az sayıdadır, bu nedenle yöntemin güvenilirliği ve klinik ortamda başarılı bir şekilde uygulanıp uygulanmayacağı araştırılmaya devam etmektedir.
Bu tez konusuyla ilgilenen araştırmacılara sunulabilecek bazı çalışma önerileri şu şekildedir:
- Antenin boyutu daha da küçültülüp multistatik ölçümlerdeki anahtarlama sistemleri için daha uygun hale getirilebilir. Kazanç ve verimliliğin daha da artırılması için başka optimizasyon teknikleri uygulanabilir. Işımanın eğik olmayıp dik olabilmesi için, 540–320 yönlerinde değişen ışıma hüzmelerinin 00 ve yakınındaki yönlere ayarlanması ve daha kararlı hale gelmesi gerekir. Bu özelliklerin sağlanmasına yönelik farklı tasarımlar yapılabilir.
- Heterojen yapılı fantom kullanılarak memede yağ dokusuna ek olarak fibroglandular ve süt kanalları gibi bölümlerin de temsili sağlanabilir.
- Görüntü oluşturma aşamasında kalibrasyon için ortalama yöntemi, en küçük kareler yöntemi, entropy yöntemi ve Wiener filtresi gibi farklı yöntemler kullanılarak sonuçların geliştirilmesi sağlanabilir. Geciktir ve topla yöntemi yerine, uzay-zaman hüzmeleme, gürbüz uyarlamalı hüzmeleme, multistatik uyarlama gibi yöntemler tercih edilerek daha net görüntüler elde edilebilir.
- Destek vektör makinesi, yapay sinir ağları, K-en yakın komşu yöntemi gibi sınıflandırma yöntemleri ve yapay zeka uygulamaları kullanılarak meme kanserinin tespitine yönelik çalışmalar yapılabilir.
79