Akademik Veri Yönetim Sistemi
Çakın Ö., Karaman O.(Yürütücü), Gürpınar E., Polat Ö., Sarı R., Aydemir M., et al.
TÜBİTAK Projesi, 2022 - 2024
Diyabet günümüzde giderek sayısının artmasından ve sık komplikasyon görülmesinden kaynaklı en önemli sağlık
sorunlarından biri olarak kabul edilmektedir. Diyabet insülin hormonunun eksikliği veya etkisizliği sonucu oluşan, ömür
boyu süren bir hastalıktır. Diyabet tedavisinde amaç kan şeker regülasyonunu sağlayarak hem kişinin yaşam kalitesini
yüksek tutmak hem de uzun dönem komplikasyonların gelişimini önlemektir. Metabolik bir sendrom olan diyabet, sık takip
gerektiren ve doğru yönetilmediği takdirde ciddi komplikasyonlara hatta ölüme yol açmaktadır. Gelişen teknoloji ile
diyabetli bireylerin takibi ve komplikasyonları önlemede de yeni sağlık yaklaşımları kullanılmaktadır.
Elektrokardiyografi (EKG), kalp kasının ve sinirsel iletim sisteminin çalışmasını incelemek üzere kalpte meydana gelen
elektriksel faaliyetin kaydedilmesiyle elde edilmektedir. Fotopletismografi (PPG) periferik dolaşımda kandaki hacimsel
değişiklikleri tespit edebilmek amacıyla kullanılan optik bir tekniktir. PPG basitçe cildin aydınlatılması ve ışık emilimindeki
değişikliklerin ölçülmesi prensibiyle çalışmaktadır. Son yıllarda PPG ve EKG sinyalleri kullanılarak non-invazif bir şekilde
glukoz seviyesinin tespit edildiği makine öğrenimi modelleri geliştirilmeye başlanmıştır. Makine öğrenimiyle birlikte üstün
başarı gösteren bu çalışmaların doğruluğunu arttırmak için hem EKG hem de PPG sinyallerini aynı anda incelenerek
doğruluğun arttırılması ve alanında öncü bir çalışma gerçekleştirilmesi planlanmaktadır.
Yapılan literatür araştırmalarında kandaki glukoz seviyesinin, EKG ve PPG sinyalleriyle tespit edilebildiği görülmüştür.
Bu çalışmalarda, PPG sinyali ile glukoz seviyeleri arasında işlevsel bir ilişkinin var olduğu öne sürülmüştür. Bu işlevsel
ilişki, bireyin hemodinamiğiyle ilişkili olduğu, ek olarak, otonom sinir sisteminin durumu PPG ve EKG sinyallerine kısmen
yansıtması ve ayrıca glukoz seviyesinin kan viskozitesini değiştirdiği bu durumun damarlardaki basınç değişimini
etkileyeceği fikri öne sürülmüş ve bu ilişkinin makine öğrenimiyle doğrulanabileceği ön görülmektedir. Bu bilgiler ışığına
proje kapsamında ortaya atılan hipotezlerden biri de dolaşım sisteminin fiziksel özelliklerinin kandaki glukoz seviyesiyle
birlikte değişmesinin kütle-yay sistemi şeklinde bir anolojiyle yaklaşıldığında frekans uzayındaki tepkilerinin değişeceğini
baz alarak, kalbin glukoz değişimine bağlı olarak damarlara uygulayabildiği kuvvetin frekansın bir fonksiyonu olarak
değiştiği öne sürülmektedir. Dolayısıyla glukoz değişiminin de kalpte depolarizasyon nedeniyle oluşan kasılmalar
esnasında oluşan elektriksel potansiyelin değişmesine ve dolayısıyla EKG sinyalinin frekansa bağlı bir değişime tabi
tutacağı ön görülmektedir.
Derinin dermis ve epidersmis katmanlarında bulunan kılcal ve atardamarların kan dolmasıyla ciltteki renk değişimlerinin
uzaktan tespit edilmesine uzak PPG (rPPG) ismi verilmektedir. rPPG sinyalleri harici bir ışık kaynağının insan vücudu
üzerinden yansımasının bir kamera ile izlenmesiyle elde edilmektedir. Literatür araştırmalarında sadece PPG sinyallerinin
analiziyle elde edilen başarılar göz önüne alındığında rPPG ile de benzer bir performans yakalanabileceği hipotezi
üretilmiştir. rPPG’nin çalışma prensibi yansımalı puls oksimetre cihazlarının çalışma prensibine büyük benzerlik gösterdiği
için, sadece rPPG sinyallerinin analiz edilmesiyle makine öğrenimiyle kandaki glukoz miktarıyla ilgili bir tahmin
yürütülebileceği söylenebilir. Bu bağlamda proje kapsamında glukoz seviyesinin sadece kamera vasıtasıyla rPPG
sinyallerinin analiziyle tahmin edilmesi de sağlanacak ve bu alanda öncü bir çalışma olacaktır. Akdeniz Üniversitesi
Endokrinoloji ve Metabolizma Hastalıkları Ana Bilim Dalı ve Notrino Research Bil-Tek Ar-Ge LTD. ŞTİ. tarafından
yönetilecek proje sürecinde toplam 3000 katılımcıdan EKG, PPG ve video kayıtları alınarak glukoz tahmini yapan yapay
zeka modelleri geliştirilmesi planlanmaktadır.
Önerilen proje, ulusal ve uluslararası alanda öncelikli alanlar kapsamında yer alması nedeniyle, proje çıktılarının ulusal
ve küresel anlamda literatüre önemli katkısı olacağı öngörülmektedir. Uluslararası Science Citation Index’te taranan
saygın dergilerde yapılan çalışmaların yayınlanması planlanmaktadır. Projenin başarıyla tamamlanması sonucu,
üretilecek olan prototip ile yüksek performanslı, kaliteli, maliyet etkin ve güvenilir çözümler geliştirilmesi, katma değeri
yüksek, güvenilir ürün ve çözümler sunarak, markalaştırılması hedeflenmiştir.