T.C.
KIRIKKALEÜNİVERSİTESİ FENBİLİMLERİENSTİTÜSÜ
ELEKTRİK-ELEKTRONİKMÜHENDİSLİĞİ ANABİLİMDALI
YÜKSEKLİSANSTEZİ
OPTİKYÖNTEMKULLANARAKİNSANKANGRUPLARININTESPİTİNİYAPAN TAŞINABİLİRMEDİKALBİRCİHAZINTASARIMI,TESTLERİVEPROTOTİP
ÜRETİMİ
OkaySABANCA
AĞUSTOS2018
Elektrik – Elektronik MühendisliğiAnabilim Dalında Okay SABANCA tarafından hazırlanan OPTİK YÖNTEM KULLANARAK İNSAN KAN GRUPLARININ TESPİTİNİYAPAN TAŞINABİLİR MEDİKAL BİR CİHAZIN TASARIMI,TESTLERİVEPROTOTİP ÜRETİMİadlıYüksekLisansTezinin Anabilim Dalıstandartlarınauygunolduğunuonaylarım.
Prof.Dr.NihatİNANÇ Anabilim Dalı Başkanı
ButeziokuduğumuvetezinYüksekLisansTeziolarakbütüngereklilikleri yerinegetirdiğinionaylarım.
Dr.Öğr.ÜyesiFikretYALÇINKAYA Danışman
….../……/……
ButezileKırıkkaleÜniversitesiFenBilimleriEnstitüsüYönetim KuruluYüksek Lisansderecesinionaylamıştır.
Prof.Dr.MustafaYİĞİTOĞLU FenBilimleriEnstitüsü Müdürü
JüriÜyeleri
Başkan :Dr.Öğr.ÜyesiFikretARI ____________
Üye(Danışman) :Dr.Öğr.ÜyesiFikretYALÇINKAYA ____________
Üye :Dr.Öğr.ÜyesiAtaSEVİNÇ ____________
Yükseklisansöğrenciliğim boyuncayapmış olduğumçalışmalardaherzamanyanımdaolan,
destekleriniesirgemeyeneşimGamze’ye, çoçuklarım YakupEymenveElifEygi’ye,Annemve
BabamNarinveYakupSABANCA’ya
ÖZET
OPTİKYÖNTEMKULLANARAKİNSANKANGRUPLARININTESPİTİNİYAPAN TAŞINABİLİRMEDİKALBİRCİHAZINTASARIMI,TESTLERİVEPROTOTİP
ÜRETİMİ SABANCA,Okay
KırıkkaleÜniversitesi
FenBilimleriEnstitüsü
Elektrik-ElektronikMühendisliğiAnabilimDalı
YüksekLisansTezi
Danışman:Dr.Öğr.ÜyesiFikretYALÇINKAYA
Ağustos2018,121sayfa
ButezKlasikLam Metodunu,optiksistem veistatistikselverianaliziile entegreederek,insankangruplarınıntespitiiçinOtomatikLam Yöntemini sunmaktadır.Buyöntem taşınabilir,bataryaileçalışan,kullanımıkolayve uygunmaliyetlibircihazınortayaçıkmasınaolanaksağlamıştır.%80başarı oranına sahip Kalsik Lam Metodu,zaman ve maliyetaçısından diğer yöntemleregöreavantajlıancakhassasiyet,doğrulukvegüvenirlikaçısından dezavantajasahiptir.KlasikLam Metodu,karışımınhazırlanması,karıştırma işlemivedeğerlendirmeolmaküzere3aşamadanoluşurveherbiraşama mevcutklinikuygulamadamanuelolarak(insaneli)veçıplakgözileyapılır.
OtomatikLam Yöntemindekarışımınhazırlanması(1.Aşama) mikropipetör
yardımıileyapılır.Karıştırmaişlemi(2.Aşama)yazılım tarafındankontrol edilenbirservomotortarafındansağlanır.Ölçüm vedeğerlendirmeişlemi (3.Aşama)optik sensörlertarafından elde edilen verilerin yazılımsalve istatistikselolarakanalizedilmesiilegerçekleştirilir.
Belirliprosedürlere göre karıştırma,ölçme ve değerlendirme işlemlerini gerçekleştirenOtomatikLam Yöntemikullanılarak125hastanınkanörnekleri ileyapılan çalışmalarda %97,6oranındabaşarıeldeedilmiştir.KlasikLam Yönteminegörehassasiyet,doğrulukvegüvenilirlikparametrelerinde %17,6 oranında iyileştirme sağlanmıştır.Geliştirilen yöntem ile %2.4 oranında yorumlama hatalarına neden olabilecek zayıfaglütinasyonların kolaylıkla belirlenmesidesağlanmıştır.
KlasikLam Yöntemiile10dakikadabelirlenenkangrubuOtomatikLam yöntemiile5dakikadabelirlenerekhem zamanhem deişgücünden%50 oranında tasarrufelde edilmiştir.Ölçümler,ABO-Rh kan sistemine göre yapılmışveölçümlerdekan,santrifüjedilmedentotalkanolarakkullanılmıştır.
AnahtarKelimeler:KanGrubuTespiti;OptikYöntem;SlaytYöntemi;Total Kan;Otomasyon;Ölçüm Güvenilirliği
ABSTRACT
THEDESIGN,TESTANDCONSTRUCTIONOFAPORTABLEMEDICAL INSTRUMENTBASEDONOPTICALMETHODSFORTHEANALYSISOF
HUMANBLOODTYPES SABANCA,Okay
KırıkkaleUniversity
GraduateSchoolofNaturalandAppliedSciences
DepartmentofElectricalandElectronicsEngineering,P.G.Thesis
Supervisor:Asst.Prof.FikretYALÇINKAYA
August2018,121pages
ThisthesispresentsAutomatedSlideMethod(ASM)forhumanbloodgroup detectionbyusingthebasicsofClassicalSlideMethodandintegratingit with opticalsystem based measurements and statisticaldata analysis leadingtoaportable,batteryoperated,easy-useandcosteffectivedevice.
TheClassicalSlideMethodwithan80%successrateisadvantageousover othermethodsintermsoftimeandcostbuthasdisadvantagesintermsof precision,accuracyandreliability.TheClassicalSlideMethodconsistsof threesteps:preparationofthemixture,mixingandevaluation;andeach stageisperformedmanuallyandinspectedwiththenakedeye.
However,inAutomatedSlideMethodthemixingprocessiscarriedoutby
usingelectro-mechanichardwareanditsassociatedsoftwaredeveloped whilethemeasurementandevaluationprocessisdonewithsoftwareusing thedataproducedviaopticalsensorsandthenstatisticalanalysishasbeen executedaccordingly.
97,6% successratewasachievedwithbloodsamplesfrom 125patients usingtheAutomatedSlideMethoddeveloped whichperformsthethree steps;mixing,measurementand evaluation and complying to the well- establishedclinicalprocedure-guidelines.Sensitivity,accuracyandreliability parameterswere improved by17,6% with respectto the ClasicalSlide Method.With the developed method,itis possible to easily identify insufficientagglutinationswhichcancauseinterpretationerrorsof2,4%.
Thebloodgroupdetectiontimeis10minuteswithClassicalSlideMethod whereasitisreducedto5minuteswithAutomatedSlideMethod,saving50%
bothintimeandwork-force.MeasurementsweremadeaccordingtotheABO -Rhbloodsystemandbloodwasusedastotalbloodwithoutcentrifugation.
KeyWords:BloodGroupDetection;OpticalMethod;SlideMethod;Total Blood;Automation;MeasurementReliability
TEŞEKKÜR
Tezimin tüm süreçlerinde aktifkatılım sağlayan,bilgisinive desteğini paylaşan danışmanım Sayın Dr. Öğr. Üyesi Fikret YALÇINKAYA’ya katkılarındandolayıteşekkürederim.
İÇİNDEKİLERDİZİNİ
Sayfa
ÖZET……….……….…. i
ABSTRACT……….……... iii TEŞEKKÜR……….……... v
İÇİNDEKİLERDİZİNİ……….…… vi
ÇİZELGELERDİZİNİ……….…. ix ŞEKİLLERDİZİNİ……… xi
1.GİRİŞ……….. 1
1.1. Genel……… 1
1.2. KanınYapısıveGenelÖzellikleri…...………................ 2
1.2.1 KanınYapısı……….. 2
1.2.2.KanHücresiÜretimi………. 3
1.2.3.KanınÖzellikleri……….. 3
1.3.KanGrupları………..... 4
1.3.1.RhFaktörü……… 5
1.3.2.RhFaktörüneGöreKanGrupları……… 6
1.4.KlasikKanGrubuAnalizYöntemleri……… 7
1.4.1.KlasikLam Yöntemi……… 7
1.4.2.TüpYöntemi………. 9
1.4.3.JelYöntemi……….. 11
1.4.4.MikroplakYöntemi………. 13
1.5. BiyosensörlerveMolekülerKanGrubuAnalizYöntemleri ………... 14 1.5.1.MolekülerKanGrubuAnalizYöntemi………... 14
1.5.2.ABO Kan Grubu Sensörleriiçin Sentetik Reseptörler ....….….. 14 1.5.3.ABO Kan Grubu Sensörleri için Doğal Reseptörler .....….….... 15 1.6.GörüntüİşlemeileKanGrubuAnalizYöntemleri……… 16
1.7. TestKitleriileYapılanKanGrubuAnalizYöntemleri………. 18
1.8.OptikYöntemlerileYapılanKanGrubuAnalizYöntemleri…………. 20
1.9.KanGrubuAnalizYöntemlerininKarşılaştırılması……… 21
2.MATERYALVEYÖNTEM………. 23
2.1.KlasikLamYöntemiUygulamaProsedürü.........…..………....... 23
2.1.1.BirinciAşama:KarışımınHazırlanması...……….…. 23
2.1.2.İkinciAşama:Karıştırmaİşlemi ………. 24
2.1.3.ÜçüncüAşama:Değerlendirme …...………. 24
2.2.OtomatikLamYöntemi………....………… 26
2.2.1. BirinciAşama:KarışımınHazırlanması...……….......... 27
2.2.2. İkinciAşama:Karıştırmaİşlemi ………. 27
2.2.3. ÜçüncüAşama:Değerlendirme …...………. 28
2.3. OtomatikLam YöntemininDonanımsalÖzelliklerive Tasarımı.........
28
2.3.1. KontrolveİşlemciKartınınYapısı………....…. 29
2.3.2. HareketliModülünYapısı….………....………..… 30
2.3.3. IşıkKaynağınınYapısıveÖzellikleri…………..…...........…... 31
2.3.4. Sensör(FotoDiyot)YapısıveÖzellikleri…………..............… 35
2.3.5.Karışım Yüzeyinin Tasarımı (Taşınabilir Platform)…………... 35 2.3.6.Karışım Miktarının Belirlenmesi ve Karışımın Hazırlanması.... 36 2.3.7.KarışımınAbsorbsiyonveGeçirgenliği……….......…… 38
2.4.İstatikselAnaliz ve Ölçüm Sonuçlarının Değerlendirilmesi ………… 43 2.4.1.ORh(+)KanGrubuAnalizi……… 49
2.4.2.ARh(+)KanGrubuAnalizi……… 53
2.4.3.BRh(+)KanGrubuAnalizi……… 57
2.4.4.ABRh(+)KanGrubuAnalizi……… 61
2.4.5.ORh(-)KanGrubuAnalizi……… 65
2.4.6.ARh(-)KanGrubuAnalizi……… 69
2.4.7.BRh(-)KanGrubuAnalizi……… 71
2.4.8.ABRh(-)KanGrubuAnalizi……… 77
2.4.9.TotalAntijenAnalizi……… 83
2.4.10.ZayıfAglütinasyonDurumununAnalizi……… 86
2.4.11.KanGruplarındanÖlçülenVerilerinGüvenilirlikAnalizi, Doğruluğu ve Hassasiyeti
...................................................................
92
3.SONUÇLAR……… 96 KAYNAKLAR………........ 99 EKLER………......……… 104 EK1KanGrubuAnaliziiçinGeliştirilmişPrototipCihazınPICC’de
yazılmışKodları
104
EK2KanGrubuAnaliziiçinGeliştirilmişPrototipCihazınAkış Diyagramı
119
EK3KanGrubuAnaliziİçinGeliştirilmişPrototipCihazınAçıkDevre Çizimi
120
ÇİZELGELERDİZİNİ
ÇİZELGE Sayfa
Çizelge1.1. ABORhSistemineGöreKanGrupları 7 Çizelge1.2. KanGrubuAnalizYöntemleriKarşılaştırmaTablosu 22 Çizelge2.1. KlasikLamYöntemiAşamaları 23 Çizelge2.2. OtomatikLamYöntemiAşamaları 26 Çizelge2.3. ABORhKanGruplarınınReaksiyonSonucuIşık
GeçirgenlikOranları
41
Çizelge2.4. ORh(+)KanGrubunaSahip29İnsandanEldeEdilen ÖlçümlerinOrtalaması(İlk10Ölçümegöre)
50
Çizelge2.5. ORh(+)KanGrubunaSahip29İnsandanEldeEdilen ÖlçümlerinOrtalaması(İlk5Ölçümegöre)
51
Çizelge2.6. ARh(+)KanGrubunaSahip37İnsandanEldeEdilen ÖlçümlerinOrtalaması(İlk10Ölçümegöre)
54
Çizelge2.7. ARh(+)KanGrubunaSahip37İnsandanEldeEdilen ÖlçümlerinOrtalaması(İlk5Ölçümegöre)
55
Çizelge2.8. BRh(+)KanGrubunaSahip13İnsandanEldeEdilen ÖlçümlerinOrtalaması(İlk10Ölçümegöre)
58
Çizelge2.9. BRh(+)KanGrubunaSahip13İnsandanEldeEdilen ÖlçümlerinOrtalaması(İlk5Ölçümegöre)
59
Çizelge 2.10.
ABRh(+)KanGrubunaSahip9İnsandanEldeEdilen ÖlçümlerinOrtalaması(İlk10Ölçümegöre)
62
Çizelge 2.11.
ABRh(+)KanGrubunaSahip9İnsandanEldeEdilen ÖlçümlerinOrtalaması(İlk5Ölçümegöre)
63
Çizelge 2.12.
ORh(-)KanGrubunaSahip13İnsandanEldeEdilen ÖlçümlerinOrtalaması(İlk10Ölçümegöre)
66
Çizelge 2.13.
ORh(-)KanGrubunaSahip13İnsandanEldeEdilen ÖlçümlerinOrtalaması(İlk5Ölçümegöre)
67
Çizelge 2.14.
ARh(-)KanGrubunaSahip11İnsandanEldeEdilen ÖlçümlerinOrtalaması(İlk10Ölçümegöre)
70
Çizelge 2.15.
ARh(-)KanGrubunaSahip11İnsandanEldeEdilen ÖlçümlerinOrtalaması(İlk5Ölçümegöre)
71
Çizelge 2.16.
BRh(-)KanGrubunaSahip4İnsandanEldeEdilen ÖlçümlerinOrtalaması(İlk10Ölçümegöre)
74
Çizelge 2.17.
BRh(-)KanGrubunaSahip4İnsandanEldeEdilen ÖlçümlerinOrtalaması(İlk5Ölçümegöre)
75
Çizelge 2.18.
ABRh(-)KanGrubunaSahip6İnsandanEldeEdilen ÖlçümlerinOrtalaması(İlk10Ölçümegöre)
78
Çizelge 2.19.
ABRh(-)KanGrubunaSahip6İnsandanEldeEdilen ÖlçümlerinOrtalaması(İlk5Ölçümegöre)
79
Çizelge 2.20.
AB¬ORhSistemineGöre8KanGrubuiçin HesaplananDeğerler
82
Çizelge 2.21.
AB¬ORhSistemineGöreHerBirKanGrubundaYer AlanAntijenlerinAnalizi
84
Çizelge X-62 Nolu Kan Örneğinden Elde Edilen Ölçüm 87
Değerleri Çizelge
2.23.
X-36NoluKanÖrneğindenEldeEdilenÖlçüm Değerleri
89
Çizelge 2.24.
CronbachAlpha’ya(α)göreGüvenilirlikKategorileri Sınıflandırması
92
Çizelge 2.25.
ABO Rh Sistemi Kan Gruplarından Alınan Ölçümlerden Hesaplanan Cronbach Alpha (α) Değerleri
93
ŞEKİLLERDİZİNİ
ŞEKİL Sayfa
Şekil1.1. KanHücreleriveDamar[3] 3 Şekil1.2. KırmızıKanHücrelerindeAntijenveAntikorDurumu[4] 5 Şekil1.3. Klasik Lam Yönteminde Kullanılan Antiserumlar ve
UygulamaKartı[5]
9
Şekil1.4. TüpYöntemiileKanGrubuAnalizi[6] 11 Şekil1.5. ABO-RhSistemineGöreKanGruplarınınJelYöntemiile
BelirlenmesiveKarttuşlarınDurumu[7]
12
Şekil1.6. MikroplakYöntemiileKanGrubuAnalizi[8] 13 Şekil2.1. Klasik Lam Yöntemine Göre Kan Grubunun Analiz 25
Edilmesi
Şekil2.2. OtomatikLamYöntemiPrototipSisteminAkışŞeması 27 Şekil2.3. OtomatikLam YöntemiPrototipSisteminDonanımsal
Bileşenleri
28
Şekil2.4. OtomatikLam YöntemiPrototipSisteminDonanımsal BlokDiyagramı
29
Şekil2.5. Otomatik Lam YöntemiPrototip Sistemin Elektronik Kartı
30
Şekil2.6. 180°DönebilenPozisyonKontrollüServoMotor[35] 31 Şekil2.7. COBLedIşıkKaynağı[36] 32 Şekil2.8. KlasikBirLedinAydınlatmaAçıları[37] 33 Şekil2.9. HomojenAydınlatmaSağlayanCOB LedIşıkKaynağı
[38]
34
Şekil 2.10.
ElektromanyetikSpektrum[39] 34
Şekil 2.11.
S10043FotodiyotveKarakteristikEğrisi[40] 35
Şekil 2.12.
TaşınabilirPlatformunFizikselYapısı 36
Şekil 2.13.
MikropipetorveKullanılanPipetUçları[41] 37
Şekil 2.14.
BirIşıkKaynağındanÇıkanIşınDemetininKarışımdan Geçişi
38
Şekil 2.15.
Anti-Serumlar(Anti-A,Anti-B ve Anti-D)için Ölçülen Gerilim Değerleri
39
Şekil 2.16.
Anti-Serumlar(Anti-A,Anti-BveAnti-D)veARh(+)Kan KarışımıiçinÖlçülenGerilimDeğerleri
40
Şekil 2.17.
Aglütinasyon Gerçekleştiği Durumlarda Oluşan HeterojenKarışımlardakiSaydam veSaydam Olmayan BölgelerinGörünümü
42
Şekil Aglütinasyonun GerçekleşmediğiDurumlarda Oluşan 43
Şekil 2.19.
NormalDağılım EğrisiveYüzdeselGösterimi 45
Şekil 2.20.
ReaksiyonSonundaABORhSistemineGöreEldeEdilen 8KanGrubununGörüntüleri
46
Şekil 2.21.
Karışım BaşlamadanHemenÖncekiAnti-ASerumuve KanÖrneğininGörünümü
47
Şekil 2.22.
KanÖrneğiveAnti-ASerumununReaksiyonuSonrasında OluşanAglütinasyonGörüntüsü
47
Şekil 2.23.
Karışım BaşlamadanHemenÖncekiAnti-BSerumuve KanÖrneğininGörünümü
48
Şekil 2.24.
KanÖrneğiveAnti-BSerumununReaksiyonuSonrasında OluşanAglütinasyonGörüntüsü
48
Şekil 2.25.
O Rh(+)KanGrubunaSahip29İnsandanEldeEdilen ÖlçümlerinOrtalamasınaaitGrafik(İlk10Ölçümegöre)
50
Şekil 2.26.
O Rh(+)KanGrubunaSahip29İnsandanEldeEdilen ÖlçümlerinOrtalamasınaaitNormalDağılım Grafiği(İlk 10Ölçümegöre)
51
Şekil 2.27.
O Rh(+)KanGrubunaSahip29İnsandanEldeEdilen ÖlçümlerinOrtalamasınaaitGrafik(İlk5Ölçümegöre)
52
Şekil 2.28.
O Rh(+)KanGrubunaSahip29İnsandanEldeEdilen ÖlçümlerinOrtalamasınaaitNormalDağılım Grafiği(İlk 5Ölçümegöre)
52
Şekil 2.29.
ARh(+)KanGrubunaSahip37İnsandanEldeEdilen ÖlçümlerinOrtalamasınaaitGrafik(İlk10Ölçümegöre)
54
Şekil 2.30.
ARh(+)KanGrubunaSahip37İnsandanEldeEdilen ÖlçümlerinOrtalamasınaaitNormalDağılım Grafiği(İlk 10Ölçümegöre)
55
Şekil 2.31.
ARh(+)KanGrubunaSahip37İnsandanEldeEdilen ÖlçümlerinOrtalamasınaaitGrafik(İlk5Ölçümegöre)
56
Şekil 2.32.
ARh(+)KanGrubunaSahip37İnsandanEldeEdilen ÖlçümlerinOrtalamasınaaitNormalDağılım Grafiği(İlk
56
5Ölçümegöre) Şekil
2.33.
BRh(+)KanGrubunaSahip13İnsandanEldeEdilen ÖlçümlerinOrtalamasınaaitGrafik(İlk10Ölçümegöre)
58
Şekil 2.34.
BRh(+)KanGrubunaSahip13İnsandanEldeEdilen ÖlçümlerinOrtalamasınaaitNormalDağılım Grafiği(İlk 10Ölçümegöre)
59
Şekil 2.35.
BRh(+)KanGrubunaSahip13İnsandanEldeEdilen ÖlçümlerinOrtalamasınaaitGrafik(İlk5Ölçümegöre)
60
Şekil 3.36.
BRh(+)KanGrubunaSahip13İnsandanEldeEdilen ÖlçümlerinOrtalamasınaaitNormalDağılım Grafiği(İlk 5Ölçümegöre)
60
Şekil 2.37.
ABRh(+)KanGrubunaSahip9İnsandanEldeEdilen ÖlçümlerinOrtalamasınaaitGrafik(İlk10Ölçümegöre)
62
Şekil 2.38.
ABRh(+)KanGrubunaSahip9İnsandanEldeEdilen ÖlçümlerinOrtalamasınaaitNormalDağılım Grafiği(İlk 10Ölçümegöre)
63
Şekil 2.39.
ABRh(+)KanGrubunaSahip9İnsandanEldeEdilen ÖlçümlerinOrtalamasınaaitGrafik(İlk5Ölçümegöre)
64
Şekil 2.40.
ABRh(+)KanGrubunaSahip9İnsandanEldeEdilen ÖlçümlerinOrtalamasınaaitNormalDağılım Grafiği(İlk 5Ölçümegöre)
64
Şekil 2.41.
O Rh(-)KanGrubunaSahip13İnsandanEldeEdilen ÖlçümlerinOrtalamasınaaitGrafik(İlk10Ölçümegöre)
66
Şekil 2.42.
O Rh(-)KanGrubunaSahip13İnsandanEldeEdilen ÖlçümlerinOrtalamasınaaitNormalDağılım Grafiği(İlk 10Ölçümegöre)
67
Şekil 2.43.
O Rh(-)KanGrubunaSahip13İnsandanEldeEdilen ÖlçümlerinOrtalamasınaaitGrafik(İlk5Ölçümegöre)
68
Şekil 2.44.
O Rh(-)KanGrubunaSahip13İnsandanEldeEdilen ÖlçümlerinOrtalamasınaaitNormalDağılım Grafiği(İlk 5Ölçümegöre)
68
Şekil A Rh(-)KanGrubunaSahip11İnsandanEldeEdilen 70
2.45. ÖlçümlerinOrtalamasınaaitGrafik(İlk10Ölçümegöre) Şekil
2.46.
A Rh(-)KanGrubunaSahip11İnsandanEldeEdilen ÖlçümlerinOrtalamasınaaitNormalDağılım Grafiği(İlk 10Ölçümegöre)
71
Şekil 2.47.
A Rh(-)KanGrubunaSahip11İnsandanEldeEdilen ÖlçümlerinOrtalamasınaaitGrafik(İlk5Ölçümegöre)
72
Şekil 2.48.
A Rh(-)KanGrubunaSahip11İnsandanEldeEdilen ÖlçümlerinOrtalamasınaaitNormalDağılım Grafiği(İlk 5Ölçümegöre)
72
Şekil 2.49.
B Rh(-)KanGrubunaSahip4İnsandanEldeEdilen ÖlçümlerinOrtalamasınaaitGrafik(İlk10Ölçümegöre)
74
Şekil 2.50.
B Rh(-)KanGrubunaSahip4İnsandanEldeEdilen ÖlçümlerinOrtalamasınaaitNormalDağılım Grafiği(İlk 10Ölçümegöre)
75
Şekil 2.51.
B Rh(-)KanGrubunaSahip4İnsandanEldeEdilen ÖlçümlerinOrtalamasınaaitGrafik(İlk5Ölçümegöre)
76
Şekil 2.52.
B Rh(-)KanGrubunaSahip4İnsandanEldeEdilen ÖlçümlerinOrtalamasınaaitNormalDağılım Grafiği(İlk 5Ölçümegöre)
76
Şekil 2.53.
ABRh(-)KanGrubunaSahip6İnsandanEldeEdilen ÖlçümlerinOrtalamasınaaitGrafik(İlk10Ölçümegöre)
78
Şekil 2.54.
ABRh(-)KanGrubunaSahip6İnsandanEldeEdilen ÖlçümlerinOrtalamasınaaitNormalDağılım Grafiği(İlk 10Ölçümegöre)
79
Şekil 2.55.
ABRh(-)KanGrubunaSahip6İnsandanEldeEdilen ÖlçümlerinOrtalamasınaaitGrafik(İlk5Ölçümegöre)
80
Şekil 2.56.
ABRh(-)KanGrubunaSahip6İnsandanEldeEdilen ÖlçümlerinOrtalamasınaaitNormalDağılım Grafiği(İlk 10Ölçümegöre)
80
Şekil 2.57.
AB¬ORhSistemineGöreHerBirKanGrubundaYerAlan AntijenlerinGrafikselGösterimi
85
Şekil 2.58.
AB¬ORhSistemineGöreHerBirKanGrubundaYerAlan AntijenlerinNormalDağılım Grafiği
85
Şekil 2.59.
X-62NoluKanÖrneğininAnti-ASütunundaGerçekleşen ZayıfAglütinasyonGörünümü
86
Şekil 2.60.
X-62 Nolu Kan Örneğinden Elde Edilen Ölçüm DeğerlerininGrafikselGösterimi
87
Şekil 2.61.
X-62 Nolu Kan Örneğinden Elde Edilen Ölçüm DeğerlerininNormalDağılımGrafiği
88
Şekil 2.62.
ARh(+)kangrubuAntiAzayıfAglütinasyonDurumu 88
Şekil 2.63.
X-36NoluKanÖrneğininAnti-DSütunundaGerçekleşen ZayıfAglütinasyonGörünümü
89
Şekil 2.64.
X-36 Nolu Kan Örneğinden Elde Edilen Ölçüm DeğerlerininGrafikselGösterimi
90
Şekil 2.65.
X-36 Nolu Kan Örneğinden Elde Edilen Ölçüm DeğerlerininNormalDağılımEğrisi
90
Şekil 2.66.
ARh(+)kangrubuAntiDzayıfAglütinasyonDurumu 91
Şekil 2.67.
DoğrulukveHassasiyetArasındakiİlişki 95
1.GİRİŞ
1.1.Genel
KarlLandsteiner1900'deABOkangrubusistemivedahasonraRhesus’u(Rh) keşfedenilkkişiolmuştur[1].ABOgrupsisteminegörekangruplarıA,B,AB veOgrubuolarakdördeayrılırken,RhsisteminegöreiseRhDPozitifveRhD Negatifolarakikiyeayrılır.Herikisistem birliktekullanıldığından,ortayasekiz farklıkangrubuçıkar.DolayısıylaABO Rhsistemlerinegöreortayaçıkan sekizkangrubunundoğruolarakbelirlenmesialıcıvevericiarasındakan naklininbaşarılıvegüvenlişekildeyapılmasıaçısındansondereceönemlidir. Uyuşmayan veyauyumsuzbirkan transfüzyonu,çökmeoluşturarakkan dolaşımıileilgiliciddiproblemlereveaniölümlereyolaçabilir.Bunedenle, donörvehastaarasındauygunbirçaprazeşlemetestigereklidir[2].Buklinik analizvetestlerirutinolarakyapmakzorunludur.
Kırmızıkanhücreleri,yüzeyantijenyapılarıbakımındanbirbirindenayrılırlar. Herbirantijenintespitiiçinanti-serumlarkullanılmaktadır.Elektrolitliortamda, eritrosit yüzeyindeki antijenlerin ortamda bulunan kendilerine özgü antikorlarla birleşmelerisonucunda eritrositlerin birbirineyapışarakgözle görülebilecek büyüklükte kümeleroluşturup çökmesine hemaglütinasyon denir.
Gerekkullanılanreaktifveekipmanlar,gereksezaman,verimlilik,hassasiyet vedoğrulukgibiparametrelerebağlıolarakgünümüzdekullanılmaktaolan klasikyöntemlerdenmodernyöntemlerekadaruzananbirçokkangrubu analiz yöntemi bulunmaktadır. Modern yöntemlerden bazıları klasik yöntemleribazalarakgeliştirilmiştir.Ayrıcaçeşitlibiyosensöruygulamalarıve molekülerkananalizyöntemleridemevcuttur.
1.2. KanınYapısıveGenelÖzellikleri
1.2.1.KanınYapısı
Kanınyapısıiçindekanhücrelerininçokbüyükönemivardır.Kanhücrelerive kanplazmasıbirarayagelincekanortayaçıkar.Kan;plazma,kırmızıkan hücreleri,beyaz kan hücrelerive trombositdenilen pıhtıhücrelerinden meydanagelir.
Plazma:Kanınyüzde55kadarıplazmadır.Plazmadaise%90oranındasudur. Gerikalanında ise protein ve çeşitliçözünmüş maddelerbulunur.Kan plazmasıbesinleri,yağveşekerleritaşır.Ayrıcaiçerisindehormon,gazlarve atıkmaddelervardır.
Kırmızıkanhücreleri:Eritrositdedenenbuhücrelerkandaençokbulunan hücrelerdir.Alyuvardadenenbuhücrelerkonkavyapıdadır.Herikitarafıiç kısma doğru dönüktür.Bu hücrelerin çekirdekleride yoktur.Hücrede hemoglobindenilenproteinvedemirbirleşimibirmaddebulunur.Yapısı hacminiarttıracakşekildetasarlanmıştır.Kırmızıkanhücreleriakciğerden alınanoksijenihücreleretaşımakilesorumludur.Karbondioksitidebunazıt yöndetaşır.Kankırmızırenginibuhücrelerdenötürüalır.
Beyazkanhücreleri:Lökositdedenilenbuhücrelerbağışıklıksistemiiçin hayatiönemesahiptir.Ayrıca lenfsistemi için deçokönemlidir.Vücudu mikroyapıdakizararlılarakarşıkorur.
Pıhtıhücreleri:Buhücreleretrombositdedenir.Herhangibiryerdekanama olduğundabuhücrelerorayatoplanarakpıhtısağlarlar.Böyleceakışkanlık
azalırvekanamadurur.
Şekil1.1KanHücreleriveDamar[3]
1.2.2.KanHücresiÜretimi
Kanınyapısıveözellikleriaçısındankanhücresiüretimideönemlibirolaydır. Kanınyapısındakanhücrelerideyeralır.Kanhücrelerikemiğiniçindeyeralan iliktarafındanüretilir.Bunedenlekanüretimideninceaklımıza iskeletsistemi gelmelidir.
Bazıbeyazkanhücrelerilenfdüğümlerindeolgunlaşır.Olgunkanhücrelerinin değişikömürlerivardır.Kırmızıkanhücreleri4ayayani120günekadar yaşayabilirler.Trombositler9günkadaryaşar.Beyazkanhücreleriisebirkaç saattenbirkaçgünekadardeğişenbirömresahiptirler.
Kanhücresiüretimindeiskeletvelenfsistemlerininyanındakaraciğerve böbreklergibiorganlardaroloynar.Dokularagelenoksijenoranıdüştükçe alyuvarhücresininsayıolarakartmasıiçinbuorganlarabeyintarafındanuyarı gönderilir.
1.2.3.KanınÖzellikleri
Vücudumuzun hayatisıvısıolan kanın çeşitliözelliklerivardır.Ortalama olarakbirinsanda5litrekadarkanbulunur.Kanbağışıyapıldığızamanbir ünitekanile450mililitrecivarındakanalınır.Büyükorandakankaybıölüme neden olur. Kanama sırasında birkaç dakika içerisinde trombositler yardımıyla pıhtılaşma gerçekleşir.İçtiğimiz su kolaylıkla kana karışır. KanımızınpHdeğeri7,4civarındadır.Yaninötreaşırıyakınbirbazikliksöz konusudur.Budeğerinciddimanadayükselmesiveyadüşmesiölümeneden olur.VücuthormonlararacılığıylakanınpHdeğerinisabitlemeyeçalışır.Kanın temelfonksiyonlarışunlardır:
Kanoksijen,besinvehormontaşır.
Kandengeleyicidir.
Vücutsavunmasındaetkinroloynar.
Vücuduniletişimvekoordinasyonaracıdır.
1.3. KanGrupları
Kangrupları, insanlardakikanınözelliklerinibelirtmekamacıyla,antikorlara bakılarak belirlenmişolansınıflandırmasistemidir.Kandabulunanalyuvarlar, kanakırmızırengiverenoluşumlardır.Alyuvarlarınüzerindebulunankan proteinlerinegöregruplaroluşmaktadır.Buproteinlerüçgrubaayrılmıştır.A, BveRh proteinleriaralarında8adetkangrubuoluşturur.
Vücudunbağışıklıksistemininürettiğiantikorlardakandabulunmaktadır. Bunlarda A,Bve Rhantikoruolarakadlandırılır.Bilinenhiçbirkanınyapısında antikorlarveproteinyanyanabulunmaz.Bunlarbirlikteolursa,birbirlerini tutarakkatılaşırlarveçökelirler.Kişilerarasındakanalışverişiyapılabilmesi için,alıcıve vericilerin kanlarındakiprotein ve antikorların incelenmesi gerekir. Farklıkangruplarınasahipkişilerarasındakanalışverişiyapılamaz.
KangruplarıiçerisindesadeceABgrubuolanlargenelalıcı,Ogrubuolanlar isegenelvericidir.
Şekil1.2KırmızıKanhücrelerindeAntijenveAntikorDurumu[4]
1.3.1.RhFaktörü
RHfaktörünübelirleyenRHantijeni,kandabulunupbulunmamasınagöreiki durum meydanagelir.KandaRhantijenininolduğudurumdakişininkan grubununRhpozitif(+)olduğukabuledilir.KandaRhantijenininolmadığı durumdaisekişininkangrubuRhnegatif(-)olduğukabuledilir.İnsanlarda görülmemeolasılığı%15olanEritroblastoz,özellikleannevebebeğinkan gruplarındagörülecekuyuşmazlıkneticesindekırmızıkangruplarınınharap olmasınasebepolur.İrsiolanbudurum,doğardoğmazbebeğinkanının değiştirilmesiile tedaviedilmektedir.RH faktörü hastalığı,Eritroblastoz, Eritroblastozfetalis,yenidoğan çocuklarda had sarılık,yenidoğanlarda hemolyfichastalıkolarakdaadlandırılır.
1.3.2.RhFaktörüneGöreKanGrupları
Çizelge1.1’deABORhSisteminegörekangruplarıdağılımlarıverilmiştir.
A grubuRH negatif: KangurubunubelirleyecekolanA geninesahipolan fakatiçeriğindeRHfaktörübulunmadığıkangrubudur.
AgrubuRHpozitif:KanıniçeriğindeA genininveRHfaktörününbulunduğu kangrubudur.
BgrubuRH negatif:KangrubunubelirleyecekolanBgeninesahipveRH faktörününbulunmadığıkangrubudur.
B grubu RH pozitif:Kan grubu içerisinde B geninin ve RH faktörünün bulunduğugruplardır.
ABgrubuRHnegatif:Kanıniçeriğindehem Ahem deB genininolmasıveRH faktörününbulunmadığıgruplardır.
ABgrubuRHpozitif:KangruplarınıbelirleyenAveBgenlerinesahipveRH faktörünübünyesindebulundurankangrubudur.
0 grubu RH negatif:Kanın içeriğinde A ve B genlerinden hiç birinin bulunmadığıveRHfaktörünündeolmadığıgruptur.
0 grubuRHpozitif:KandaAveBgenlerininbulunmadığıfakatRHfaktörünün bulunduğukangrubudur.
Çizelge1.1ABORhSistemineGöreKanGrupları
KAN GRUPLARI
ALYUVARLARDAKİ ANTİJEN (AGLUTİNOJEN)
KANPLAZMASINDAKİ ANTİKOR
(AGLUTİNİN)
ABO KANGRUBU
A A Anti-A
B B Anti-B
AB AB -------
O ------- Anti-AveAnti-B Rh
KANGRUBU
Rh(+) Rh ------- Rh(-) ------- Anti-Rh(Anti-D)
1.4. KlasikKanGrubuAnalizYöntemleri
1.4.1.KlasikLam Yöntemi
KlasikLam Yöntemi(Şekil1.3.),yaygınbirkullanım alanınasahiptirveon dakikaiçerisindesonuçverenucuzbiryöntemdir.Hassasiyetolarakdiğer yöntemleregörezayıfkalmaktadır.Ancakacildurumlardakısaişlemsüresine bağlıolarakhızlısonuçalınmasısonderecehayatiönem taşımaktadır.Bu yöntemde,düzbiryüzeyüzerindekiüçayrıalanaAnti-A,Anti-BveAnti-D serumlarıdamlatılır.Ardından herbirserum üzerine birerdamla kan damlatılır.Buişlemdensonrataşınabilirplatform sağavesoladoğruelile hareketettirilerekkanveanti-serumlarınbirbirinekarışmasısağlanır.Bu işlem sonucunda aglütinasyon durumunun gerçekleşip gerçekleşmediği
kontrol edilir. Her bir aşaması insan eli ile gerçekleştirilmekte ve değerlendirme çıplak göz ile yapılmaktadır.Tamamen manuelolarak gerçekleştirilenbiryöntemdir.Enönemliavantajıiseişlem süresinindiğer yöntemleregöreoldukçakısaolmasıdır.İşleminyapıldığıyüzeyseramikyada porselenyüzeyolmamalıdır.Zayıfveyanegatifreaksiyonverentüm anti serum eritrositkarışımlarımikroskobikolarakda kontroledilmelidir.En önemlidezavantajıiseteknisyeninyavaşlığına,yeteneklerineveyorgunluğuna bağlıolarakölçüm doğruluğununetkilenmesidir.Lam testi,kangrubuanalizi için kullanışlıolmasına rağmen,tam güvenlitransfüzyon için yeterince güvenilirdeğildir.Ölçümlerinbaşkabiryöntemlededoğrulanmasıgerekebilir. İşlem Basamakları:
3adettemizlam alınır,camkalemiilebirineanti-A,birineanti-B, diğerinekontrolyazılır.
Anti-Ayazılmışlamabirdamlaanti-Adamlatılır.
Anti-Byazılmışlamabirdamlaanti-Bdamlatılır.
Kontrolyazılmışlamabirdamlahastaserumuveyaplazması damlatılır.
Herbirlama,testedilecekeritrositleriniyicekarıştırılmışbirer damla
süspansiyonudamlatılır.
Herbirlamdakikarışım,ayrıve temizbiraplikatörçubuk ile karıştırılarak20-40mm2’likbiralanayayılır.
Karıştırmaişlemine,lamıdairevibirşekilde,hafifçeönevearkaya doğruhareketettirilerek2dakikasallayarakdevam edilir.Lamlar, busürezarfındaçokısıtılmışveyasoğutulmuşbiralanakonulmaz.
Serum/eritrositkarışımınaenfeksiyözajanlarbulaşabileceğiiçin elledokunulmaz.
Tüm lamlardaaglütinasyonolupolmadığınabakılır,aglütinasyon varlığısonucun pozitifolduğu anlamına gelirve kan grubunu belirler.
Zayıfyadaşüphelireaksiyonverenörnekler,tüptestiyadabaşka
birserolojikyöntemledoğrulanmalıdır.
Lam yöntemi,tekbaşınagüvenilirbiryöntem değildir.
Şekil1.3KlasikLam YöntemindeKullanılanAntiSerumlarveUygulamaKartı [5]
1.4.2.TüpYöntemi
KlasikLam Yönteminegöredahahassasvegüvenilirbiryöntemdir.Bu yöntemdetotalkandaneritrositsüspansiyonueldeedilir.Antiserumlarla etkileşimigözlenir.Ancakeritrositsüspansiyonuneldeedilmesiiçinkanınbir çokişlemdengeçirilmesigerekir.Tüpyöntemi(Şekil1.4)sırasıilehasta serumununeldeedilmesi,taramaRBC,LISS,inkübasyon,santrifüj,yıkama, AHG eklenmesi,santrifüj,Coombskontrolhücresieklenmesi,santrifüjve değerlendirme olmak üzere onbiraşamadan oluşur.Zayıfveya negatif reaksiyonverentüm anti-serum veeritrositkarışımlarımikroskobikolarak kontroledilmelidir.Lam yönteminegöregüvenliolanbuyöntemdesonuçların ikincibirteknisyentarafındandadeğerlendirilmesigerekir.Enfeksiyonriski, işlem süresininuzunolması,işlem basamağınınfazlaolmasıveberaberinde
İşlem Basamakları:
3adettemiztüpalınır,cam kalemiilebirineAnti-A,birineAnti-B, diğerinekontrolyazılır.
Anti-AyazılmıştüpebirdamlaAnti-Adamlatılır.
Anti-ByazılmıştüpebirdamlaAnti-Bdamlatılır.
Kontrolyazılmıştüpe,birdamlahastayadadonörserumuveya plazmasıdamlatılır.
Tüplere,testedilecekolaneritrositsüspansiyonundanbirerdamla konur.
Tüpleryavaşçaçalkalanarakkarıştırılır.
Tüpler1000devirde15-30saniyesüreylesantrifüjediliryada1saat süreyleodaısısındabekletilir.
Tüpün dibindekieritrositbirikintileritekraryavaşça karıştırılırve aglütinasyongözlemlenir.
Gerekirsetüplerdekiaglütinasyonvarlığımikroskopikolarakincelenir.
Eritrosittesttüplerinin herhangibirinde aglütinasyon görülmesi, sonucunpozitifolduğunugösterir.
Tüpündibindekieritrositbirikintileritekraryavaşçakarıştırıldığında, karışımınhomojengörünümüsonucunnegatifolduğunugösterir.
Kontroltüpünde aglütinasyon görülmesi,otoantikorların varlığını gösterir(otoantikor,vücudunbağışıklıksistemitarafındanmikroplar ya da virüsleryerine,vücudun kendihücrelerine karşıgeliştirilen antikorlardır).
Sonuçlarkayıtedilirveserumtestleriilekarşılaştırılarakdoğrulanır.
Şekil1.4TüpYöntemiileKanGrubuAnalizi[6]
1.4.3.JelYöntemi
Jeltestibirçokyöndentüpyönteminebenzer.Testte5x7cm büyüklüğünde plastik kartlar(Şekil1.5)kullanılır.Herkartınüzerindealtımikrotüpvardır. Mikrotüplerekandamlatılırve10dakikasantrifüjedilir.Reaksiyonsonucu oluşanaglütinasyongözileyorumlanır.Temeldeuygulamakartlarınanumune eklenmesi,inkübasyon,santrifüjve değerlendirme olmak üzere dört aşamadan oluşur. Avantajları arasında laboratuvar tekniklerinin standardizasyonu,kolayvehızlıprosedürlerveuygulama,yıkamaişlemine gerek duyulmamasıve sonuçların ertesigün bile kontroledilebilmesi sayılabilir.Buyöntemdekullanılanplastikkartlartekkullanımlıktır.Budurum maliyetinartmasınanedenolmaktadır.Buyöntem ilegüvenilirlikartırılmıştır. Ayrıcalaboratuvarçalışmalarındabirstandardınsağlanmasıamaçlanmıştır. Buteknoloji,dahaazeğitimlipersoneliçinhassas,açıkvenispetendaha kolaydır.Ancakuzunsürmesibirdezavantajdır.
ARh+ ARh–
BRh+ BRh-
ABRh+ ABRh-
ORh+ ORh–
Şekil1.5ABORhSistemineGöreKanGruplarınınJelYöntemiileBelirlenmesi veKarttuşlarınDurumu[7]
1.4.4.MikroplakYöntemi
Büyükkanmerkezlerindetoplukangrubuanalizleriyapmakiçingeliştirilmiş cihazdır(Şekil1.6).Buyöntemdedetüpyöntemindeolduğugibieritrosit süspansiyonuhazırlanır.Kançeşitliaşamalardangeçerekayrıştırılır.Eritrosit süspansiyonuU pleytiçin% 1-2’lik,V pleytiçin% 0,03konsantrasyonda hazırlanır.20 µlanti-serum ve 20 µleritrosit süspansiyonu godeye eklendiktensonraplak,santrifüjedilir.Upleytlerçalkalanıpklasikteknikler gibideğerlendirilirken;Vtabanlıpleytler75°C’de10dakikainkübeedildikten sonracihazdeğerlendirmeişleminiyapar.Buişlem basamaklarınınbirkısmı cihaztarafındanstandartbirşekildegerçekleştirilir.Güvenirliğiveduyarlılığı yüksek olan bu yöntem ile aynıanda birden fazla hastanın kan grubu belirlenebilmektedir.Mikroplakteknolojisininenönemliavantajıhızlıtepki, düşükreaktifhacimleriveyüksekverim analizidir.
Şekil1.6MikroplakYöntemiileKanGrubuAnalizi[8]
1.5. BiyosensörlerveMolekülerKanGrubuAnalizYöntemleri
Genellikle tüm çaprazeşleşme testlerinde,aglütinasyon için antikorların eritrositantijenleriyle spesifik birkimyasalreaksiyona girmesibeklenir. Görselinceleme,kesinnicelbilgilereldeetmekiçinyeterliolmadığından, aglütinasyon reaksiyonlarını tanımlamak için literatürde çok çeşitli teknolojilerkullanılmaktadır.Klasikyöntemlererağmenmodernbiyosensörler ve molekülerkan tiplendirme yöntemleride basit,hızlı,doğru ve kesin analizleryapmakiçindeğerlendirilmiştir[9].
1.5.1.MolekülerKanGrubuAnalizYöntemi
Moleküler baskıyla hazırlanan sentetik reseptörler [10,11], ileri biyosensörlerin tasarımında önemli etkiler göstermiştir. Moleküler baskılanmışpolimerlerin(MIP'lerin)önemi,ileriölçüdebiyo-tanımayeterliliği ve yüksek kimyasal kararlılıktan kaynaklanmaktadır. Biyomimetik materyallerinsentezi[12]basitvekolaybirşekildeoldukçadüşükmaliyetlerle gerçekleştirilmektedir.Bu özellikler,moleküler baskılanmış reseptörlere değerkatarvebunedenle,doğalantikorlardansentetikpolimerleregeçişte anaiticiroloynarlar.
1.5.2.ABOKanGrubuSensörleriiçinSentetikReseptörler
Yumuşaklitografikbaskıylatasarlananbiomimetikyüzeyler[13],eritrositlerin seçiciolaraktanınmasıiçinoldukçayararlıdır.Tipikbirsensörüngeliştirilmesi içinyüzeybaskılıtabakalar,akustikveyakütlehassasiyetinesahipcihazlarda olduğugibiuygunbirtransdüserilebirleştirilir.Akustikcihazlarıkullanmanın
enönemliavantajı[14,15],evrenseltransdüserlerolmasıdır.Çünkükütle, belirlenebilen herhangibiranalitin temelözelliğidir.Dahasıdüşükanalit konsantrasyonlarınıda tespitedebilmeleri,bu transduserlerison derece önemliyapar.Kuvarskristalmikrobalans(QCM)veyüzeyselakustikdalga (SAW)rezonatörlerkitleselhassascihazlarıntipikörnekleridirvekimyasal sensörlergeliştirmekiçinyaygınolarakkullanılırlar.
Brouard ve arkadaşları[16]kan grubu genotiplendirme için metalsilika floresannanoparçacıklarınadayananbiroptiknanobiyosensörgeliştirdiler. Gümüşnanoparçacıklardestekleyiciçekirdekmalzemesiolarakalındıve yüzeyinebireosin-fonksiyonlusilikakabuğuaşılandı.Negatifyüklüproblarla elektrostatikolarakbağlanmakiçinpolimeresaslıbirtransdüserentegre edildi.Geliştirilmişnanosensör,amplifiyeedilmemişDNA numunelerinden kangenotiplerinindoğrutespitiiçinkullanılabilirniteliktedir.
1.5.3.ABOKanGrubuSensörleriiçinDoğalReseptörler
Reseptörarayüzüolarakdoğalantikorlarıiçerensensörlerkullanarakyapılan çalışmalarile kangrubununhızlıbirşekildebelirlenmesiamaçlanmıştır. Monoklonalantikorların,yanianti-A veya anti-B'nin ince biraltın tabaka üzerineimmobilizeedilmesiylekan tiplendirmesiiçin biryüzeyplasmon rezonanssensörütasarlanmıştır[17].
Berinivearkadaşları[18],anti-AIgG'yitanımaelemanıolarakkullanarakRBC algılamasıiçin uzun menzilliyüzey plazmon dalga kılavuzu aygıtları geliştirdiler.Algılamayüzeyini,eşitRBCkonsantrasyonlarınasahipdörtkan grubuna(A,B,ABveO)ayrıolarakmaruzbıraktılar.Çıkışgücündekisonuç değişimleri,BveO kangruplarınınanti-Ayüzeyiileözelolaraketkileşime girmediğinigösterdi.Bukangruplarıiçinsinyallerdegözlemlenendüşüş, sadeceyüzeydekiRBC'lerinvarlığınabağlıydı.Bununlabirlikte,AveABkan grupları,ilgilisensöryanıtlarıilegösterildiğigibianti-Ailespesifikbağlanma
etkileşimigöstermiştir.
1.6. GörüntüİşlemeileKanGrubuAnalizYöntemleri
Kangrubuanaliziyöntemleriarasındagörüntüişlemeyöntemleriileyapılan çalışmalardabulunmaktadır.Özellikleklasikyöntemleregöreyapılankan grubuanalizçalışmalarındaeldeedilengörüntülerin,çeşitligörüntüişleme algoritmalarıileişlenmesisonucukangrubununbelirlenmesiamaçlanmıştır. Ayrıcaciltyüzeyindeneldeedilengörüntülerin,görüntüişlemealgoritmaları ileişlenerekkangrubununbelirlenmesiiçinçalışmalaryapılmıştır.
Acildurumlarda,kan transfüzyonu için zamanın azaldığıdurumlarda,O negatifkantipi(evrenseldonör)uygulanır.Buhastaiçinölümcülolabilir. Mevcutticarisistemler,hızlısonuçüretmediğindenveacildurumlariçin uygun olmadığından,Ana Ferraz ve arkadaşları[19]bu çalışmada,acil durumlardabile,kanıntiplerinibelirleyebilenbirprototipingeliştirilmesive onaylanmasıiçindikkatealınanadımlarısunmuşlardır.Böylelikle,transfekte edilen ilk kan biriminden beri,uyumlu birkan türünü uygulamak için geliştirilmişsistemikullanmakmümkündür.Sistemingüvenilirliğiniarttırmak için,buprototipkantürlerinisınıflandırmakiçinfarklıyaklaşımlarkullanmıştır. Busınıflandırıcılarıdeğerlendirmekiçinkullanılanözellikler,standartsapma değerleri,histogram,YönelimliGradyanların Histogramıve HızlıFourier dönüşümüyeralmaktadır.Sunulanprototipinanaözellikleriküçükboyutlu, hafif,kolayprototipin kullanılmasıbeklenen acildurum senaryolarıiçin mükemmeldir.
AnaFerrazvearkadaşları[20]lam yönteminiesasalarakyapmışoldukları çalışmada,öncelikletotalkanıbasitbiryaklaşım ilesantrifüjederekkanve plazmayıayırtetmişlerdir.Kanıayırdıktanveplazmaeldeedildiktensonra, testedilenfenotiplerinherbiriiçinbirtaneolmaküzerealtıslaytkullanılmış veherslaytüzerine,ilgilireaktifvehastanınbirdamlakanıdamlatılmıştır. Karışım, her slaytta bir cam çubuk kullanılarak manuel olarak gerçekleştirilmiştir. Numunenin karışık kan-reaktif görüntüsü alınarak
bilgisayaragönderilmişvehernumunedeaglütinasyonvarlığıveyayokluğu görüntüişlemeteknikleriilebelirlenmiştir.
Bucihaz[21]temelolarakLabVIEW ilekannumunelerininizlenmesive işlenmesiiçinbirgömülüsistem,birCCDkameravegörüntüiçinışıkşiddeti kontrolüne ek olarak testreaktifleriile kan örneklerinin karıştırılmasını sağlayan ek elektronik donanım tarafından oluşturulmuştur.Elde edilen sonuçlarbuekipmanınsağlıkbakım ünitelerindevetıbbiyardım araçlarında kullanılabilmesiiçinküçükboyutlara,yüksekhızyanıtına,güvenilirsonuçlara, taşınabilirliğe,düşükmaliyetevekolaybakımasahipolduğunugöstermiştir.
S.M.NaziaFathima[22]mikroskopkanalıüzerineyerleştirilendijitalbir kameraileeldeedilenmikroskobikgörüntülerdenyolaçıkarakkantürlerinin sınıflandırılması,kan gruplarının ve Rh faktörünün doğru bir şekilde tanımlanmasıylailgilibirçalışmayapmıştır.Önermişolduğusistem önce histogram eşitlemeverenkdüzeltmeilegörüntüön-işleminigerçekleştiriyor ve ardından RGB'den HSI'ya birrenk uzayıdönüştürme işlemiyapıyor. Ardından,kümülatifhistogram veHaralickyöntemikullanılarak,görüntülerin renkvedokuözellikleriüzerindenkangrububelirlenmeyeçalışılmıştır.
VijayA.Kanade [23]optik algılayıcıkullanarak elde edilen görüntülerin işlenmesiilekangrubunutespitetmeyeçalışmıştır.Buyöntem ilecildin delinmesine gerek kalmadan ciltyüzeyinin altında yatan yüzeyselkılcal damarlarınoptikolarakyakalanangörüntülerinegörüntüişlemealgoritmaları uygulayarak insan kan grubunun otomatik olarak belirlenmesine olanak sunulmasıamaçlanmıştır.
GülizTOZvearkadaşları[24]göziledeğerlendirilenjelyöntemininotomatik yorumlanmasınısağlayan jeltest okuyucu cihazın ara yüz yazılımını geliştirmişlerdir.Jeltestindekullanılankartlarıngörüntülerinegörüntüişleme algoritmalarıuygulanmasıilekangruplarınıntespitedilmesiamaçlanmıştır.
V.A.Doubrovskivearkadaşları[25]buçalışmailekırmızıkanhücrelerininve bunların agregatlarının ve bağışıklık komplekslerinin (aglütinatlar) sedimantasyonunundijitalfoto-görüntülerininanalizinedayanankangrubu analizi için acousto-optik yöntemin geliştirilmesini amaçlamışlardır. Fotoğrafikgörüntüişlemeiçinayrıkyönteminikimodifikasyonuönerilmişve deneyselolarak enstrümentalinsan kan grubu analizinin güvenilirliğini arttırmak için test edilmiştir.Kan örneklerinin ABO ile eşleştirilmesi yapmışlardır.Foto-görüntülerinayrıayrıişlenmesiiçinönerilenyöntemlerin, gelenekselfotometrikyaklaşımakıyasla,kangrububelirlemeiçinacousto- optikyönteminçözünürlüğündebirkaçyüzkatartışsağladığıgörülmüştür. Kangrububelirlenmegüvenilirliğideoldukçayüksektir.
SrivathsaN.vearkadaşları[26]kumaşşeridibazlıhızlıtanıtestiilebirlikte kullanılmaküzerebasitmorfolojikgörüntüişlemealgoritmalarıkullanılarak otomatikABO-Rhsisteminegörekangrubuanaliziiçinyenibirmetodoloji sunmuşlardır.Kumaşşeridiningörüntüleri,düşükmaliyetliceptelefonları kullanılarakeldeedilirveönerilenalgoritma,gürültüazaltma,aralıkfiltreleme vedeneyselolaraktüretilmişsezgiseltaramadanoluşanadımlarıkullanarak görüntüleriişleyerekkangrubunuotomatikolaraktanımlamıştır.Busayede otomatik,hızlıveerişilebilirkangrubuanaliziyapanbasitbirceptelefonu uygulamasısağlanmıştır.
1.7.TestKitleriileYapılanKanGrubuAnalizYöntemleri
ABO ve Rh sistemikan grubunun belirlenmesinde kağıttabanlıanaliz yöntemlerineyönelikçalışmalardayapılmıştır.
Shenvearkadaşları[27],hemaglütinasyonmodelleriniizleyerekklinikolarak önemli11 sekonderkan grubunun kağıtbazlıteşhislerinigeliştirdiler. Antikorların tiplerinin,RBC'lerile olan etkileşim sürelerinin ve yıkama tamponunun pH'ının kan gruplarının belirlenmesiiçin önem taşıdıklarını gözlemledilerve hücreseldüzeyde aglütinasyon paternimekanizmasını
incelemekiçin konfokalmikroskopikullandılar.Geliştirilmişkâğıttabanlı cihazlardaneldeedilensonuçlar,ikincilkangruplarıiçinjelkartıtekniğiile%
100eşleşmemeydanageldiğinigördüler.
Laiwattanapaisalvearkadaşları[28],ABOveRhkangruplarınıneşzamanlı olaraksaptanmasıiçinhareketsizhalegetirilmişantijenlerileentegrebir kağıttabanlıanalitikcihazgeliştirdiler.Kağıttabanlıkit,ikifarklıbölgeye sahipikifarklıkağıttabakasındanyapılmıştır.Tersgrup,tersgruplamaiçin plazmayıveserumuayırmakiçinWhatmankağıdıylabirleştirilmişbirkan ayırmabölgesinesahiptir.
Garniervearkadaşları[29]ABOveRhDkangrubufenotiplemesiiçinikifarklı kağıttemellitanıyöntemigeliştirmişlerdir.İlk yöntemde,sınırsız kan hücrelerinin yıkama solventiile kromatografiprensibitakip edildi.İkinci yöntem,numunenin elüsyon yerine kağıtüzerinden aktığıbirfiltreleme mekanizmasıkullanıldı.Hernekadarherikiyöntem klinikaçıdanönemlikan grubufenotiplerininçoğundaönemlibaşarılarsergilesedeDuffy,KırmızıKan Hücreleriyüzeylerinde mevcutolan M,N ve S antijenlerinin ve Lewis gruplarınıntestedilmesindeetkisizdi.İkiyöntem karşılaştırıldığında,elüsyona dayalıtanıyönteminin,yüksekverimlitestuygulamalarıiçindahauygun olduğunu,akışnoktasıyöntemininise bakım noktasıuygulamalarıiçindaha yararlıolduğunugösterdi.
TemsiriSongjaroenvearkadaşları[30]eşzamanlıilerivegeriABOkangrubu tespitiiçinyenibirkağıttabanlıanalitikcihazplatformugeliştirmiştir.Herbir kanaldaki aglütinasyon testi ve kontrolü paralel olarak yapılmasını sağlamışlardır.Whatmanfiltrekağıdı,mum ilealtıparalelkanalbasılarak üretmişlerdir.Tersgruplamaiçinplazmadankanınayrılmasıiçinbirkan ayırmamembranıkullanmışlardır.Tersgruplamaiçin,plazmaayırmasından sonratestkanalına% 30standartAhücreleri,BveOeklenmişvekontrol olarakOhücrelerikullanılmıştır.HertesthattındaaglütineRBC'lerinmesafesi, paralel kontrol hattındaki aglütine olmayan RBC'lerin uzaklığı ile karşılaştırmışlardır.A,B,ABveO kangruplarınınilerivegerimodelleriile
sonuçların görsel olarak analiz edildiği barkod benzeri bir grafik geliştirmişlerdir. Gruplama, slayt metodu ve tüp ile kıyaslandığında konvansiyonelyöntemlerleyüksekkorelasyongöstermiştir.
JulalukNoiphungvearkadaşları[31]ABO-Rhsisteminegörekangruplarının aynıanda belirlenmesinisağlayan yenibirkağıttabanlıanalitik cihaz geliştirmişlerdir.Cihaz,balmumubaskıvebalmumudaldırmayöntemlerinin birkombinasyonukullanılarakbaşarıylaüretilmiştir.İlerigruplamaiçin1:2 kandilüsyonukullanılırken,tersgruplamaiçintam kankullanılmıştır.Ters gruplamatarafındakiaglütinasyonunbelirlenmesiiçinA hücreleriveyaB hücrelerinden oluşan % 30'luk birhücre süspansiyonu kullanmışlardır. Toplam analiz10dakikasürmüştür.Kırmızıkanhücresihareketininmesafesi ileplazmaayrımıarasındakioran,aglutinasyonkriteridirvekarşılıkgelen antijen veya antikorun varlığınıgöstermiştir.Geliştirilen cihaz iyibir tekrarlanabilirliğe sahiptir.Sonuç olarak,bu çalışma gelişmekte olan ülkelerdekullanım içinumutverenABO-Rhsisteminegörekangruplarının eşzamanlıtespitiiçinbasit,zamankazandıranvepahalıolmayanyenibir yöntem olmuştur.
MiaosiLivearkadaşları[32]yapmışolduklarıçalışmadatamponaktivasyonu veyatamponyıkamaolmaksızınilerivegerikangrubuanalizideneyleri gerçekleştirmişlerdir.Buyöntemdedüşükmaliyetliplastikslaytlarüzerinde yeralankurutulmuşgruplamaantikorlarıiçerenkanallardüzenlenmiştir.Kan grubuanalizleri,birkaçmikrolitrekanörneğininkanallarayerleştirilmesiyle gerçekleştirilmiştir.Slaydıeğereknumune,yerçekimialtındakanalboyunca akar,kurutulmuş antikoru eritir ve sonra kırmızıkan hücrelerinin ve antikorlarınreaksiyonunuaçığaçıkararakbirfilmeyayılır.Bucihazaglütineve aglütine olmayan RBC'lerin tipik olarak 1 dakika içinde görselolarak tanımlanmasınısağlar.
MiaosiLivearkadaşları[33]başkabirçalışmalarındaiseikincilinsankan gruplarının analiz edilmesiiçin biyoaktifkağıdın kullanımıiçin çalışma
yapmışlardır.İnsan kan grubu belirlenmesiiçin biyoaktifkağıtkullanma konusundaki yapmış oldukları çalışmalar, kırmızı kan hücrelerinin aglütinasyonunu tanımlamak için yenibiryöntemin keşfine yolaçtığını belirtmişlerdir.Birincilinsankangrupları,yaniABO-Rhsistemikangrupları,bu yöntemlebaşarılıbirşekildebelirlenmiştir.Bununla birlikte,klinikolarak birçokikincilkangrubu,ikincilkangruplarınınaglütinasyonreaksiyonlarının, genelliklebirincilkangruplarındandahazayıfolmasınarağmen,ölümcülkan transfüzyonu kazalarına da neden olabilmiştir.Biyoaktifkağıtkullanarak ikincilkangruplarınınhızlışekildebelirlenebilmesiiçinkullanıcıdostubir sensörtasarımıtanımlamışlardır.Ayrıca,sekonderkangrubuantikorlarıve konfokalmikroskopikullanılarakeldeedilenkırmızıkanhücreleriarasındaki etkileşimlere mekanik bakış açılarısunmuşlardır.Deneme koşullarının optimizasyonu için farklıkoşullaraltında aglütinasyon modelleriortaya çıkarmışlardır.
1.8. OptikYöntemlerileYapılanKanGrubuAnalizYöntemleri
MelurK.Ramasubramanianvearkadaşları[34],kangrubuçaprazeşleştirme içinaglutinasyonunsaptanmasıyapanentegrebirfiberoptik-mikroakışkan cihaz tanımlanmıştır.Cihaz,birreaktifRBC süspansiyonunu,birşırınga pompasınınyardımıylapompalayandüzbirmikroakışkankanaldanoluşur. Akış,mikroakışkancihazaentegreedilmişbiremitörlealınanfiberoptikçiftin oluşturduğubiroptikyolukesiştirir.Işıkkaynağıolarakbir650nm lazerdiyot kullanılırveışıkyoğunluğunutespitetmekiçinbirsilikonfotodiyotkullanılır. İkioptik fiberin uçlarıarasındakiboşluk ayarlanabilir.Lifaralığıbüyük olduğundavesüspansiyonunkonsantrasyonuyüksekolduğunda,saçılma fenomeni,aglütinasyontespitiiçinbaskınmekanizmahalinegelirken,düşük konsantrasyonlardaveküçükaralıklarda,opto-bozulmabaskınmekanizma haline gelir. Aglütinasyon mukavemet faktörü elde edilen verilerden hesaplanır.Çeşitlikantürleriileyapılançalışmalar,algılamayönteminintüm durumlarda aglütinasyon reaksiyonunu doğru bir şekilde tanımladığını göstermiştir.
1.9. KanGrubuAnalizYöntemlerininKarşılaştırılması
Çizelge1.2’deherbiryöntemin değerlendirilmesineaitparametreleryer almaktadır.Uygulanabilirlik açısından hızlı,kolay,basitve yaygın olarak kullanılanKlasikLam Yöntemikangruplarıanalizyöntemleriarasındayer alanentemelyöntemdir.Ancakgüvenilirlik,hassasiyetvedoğrulukyönünden diğeryöntemleregörezayıfkalmaktadır.
Herhangibirkangrubuanalizyöntemiilekangrubuanaliziyapılanbir insanınfarklıbirkangrubuanaliziyöntemiiledeçalışılmasıvekangrubunun doğrulanmasısonderecehayatiönem taşımaktadır.
Yapılanvegeliştirilençalışmalarilekangruplarınıntespitedilmesindebir standartyakalanmayaçalışılmıştır.Bazıçalışmalarhassasiyetvedoğruluk açısındanavantajsağlarkenişlem süreçleri,zaman,kullanım alanıvemaliyet açısındandezavantajoluşturmaktadır.Birçokalandarahatlıklauygulanabilen, zaman, maliyet ve kullanım basitliğine sahip standart bir yöntem geliştirilmesineherzamanihtiyaçduyulmaktadır.
Çizelge1.2KanGrubuAnalizYöntemleriKarşılaştırmaTablosu
