İnsan beyninin üç boyutlu modellenmesi ile sıcaklık dağılımının elde edilmesi
Tezin Türü: Yüksek Lisans
Tezin Yürütüldüğü Kurum: Dokuz Eylül Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, Makina Mühendisliği Ana Bilim Dalı, Türkiye
Tezin Onay Tarihi: 2017
Tezin Dili: Türkçe
Öğrenci: MUSTAFA UYĞUN
Danışman: MUSTAFA SERHAN KÜÇÜKA
Açık Arşiv Koleksiyonu: AVESİS Açık Erişim Koleksiyonu
Özet:Literatürde kafa ve beyin bölgesi üzerindeki sıcaklık dağılımını elde etmek amacıyla gerçekleştirilmiş mevcut çalışmalarda kafa ve beyin bölgesi küre, yarım küre, daire vb. basit geometrik şekiller olarak modellenmiştir. Bu tez çalışmasında ise, kafa bölgesinin 3B medikal görüntüleri işlenmiş ve sayısal çözümlemeye uygun 3B ağ yapıları oluşturulmuştur. 3B kafa görüntüleri BrainWeb veritabanından alınmıştır. Görüntü işleme yazılımı vasıtasıyla gerçekleştirilen bir dizi işlemden sonra görüntü maskeleri elde edilmiş ve bu maskelerden 3B hacimsel ve yüzeysel ağ yapıları oluşturulmuştur. Oluşturulan geometri COMSOL Multiphysics yazılımına aktarılmış ve ağ yapının üzerine Pennes biyo-ısı denklemi uygulanmıştır. Pennes biyo-ısı denklemi, doku içerisinde kanlanma nedeni ile oluşan ısıl etkilerin göz önüne alındığı, ancak damar vb. yapılardaki yığın akışın göz önüne alınmadığı akışsız enerji korunum denklemidir. Her katman için ısıl katsayılar, kanlanma ve metabolizma ısı üretim değerleri literatürden alınmıştır. Oluşturulan bu matematiksel model, sonlu elemanlar metodu ile çözümlenmiştir. Sayısal çözümlemede alın üst noktasından yukarıya 0 Celcius derece, ve kafa taban yüzeyine 37 Celcius derece olmak üzere sıcaklık sınır şartları tanımlanmıştır. Geri kalan dış deri yüzeylerinin 0 Celcius derecelik dış ortamda ısı taşınımı etkisinde olduğu varsayılmıştır. Çözümleme sonucu, 2 Celcius'luk sıcaklık düşümünün beyin dokusunda 3,9 ile 6,1 mm kadar derine etki ettiği, iç tabakaların vücut merkez sıcaklığında sabit kaldığını göstermektedir. Çalışmanın beyin dokusundaki kişiye özel sıcaklık dağılımının elde edilmesinde bir ara adım oluşturacağı düşünülmektedir.