Tümör tanısında öncü bir yöntem: Zaman domeninde sonlu farklar ve genetik algoritmalar hibrit modeliyle biyoısı transfer analizi.
Saved in:
| Title: | Tümör tanısında öncü bir yöntem: Zaman domeninde sonlu farklar ve genetik algoritmalar hibrit modeliyle biyoısı transfer analizi. |
|---|---|
| Alternate Title: | A pioneering method in tumor diagnosis: Bioheat transfer analysis via hybrid model consisting of finite differences time domain and genetic algorithms. |
| Authors: | Gürsu, Barış1 baris.gursu@teias.gov.tr, Büyükatalay, Elçin Özgür2 elcinozgur@gazi.edu.tr |
| Source: | Journal of the Faculty of Engineering & Architecture of Gazi University / Gazi Üniversitesi Mühendislik Mimarlık Fakültesi Dergisi,. Mar2026, Vol. 41 Issue 1, p229-252. 24p. |
| Subjects: | Finite difference time domain method, Genetic algorithms, Early detection of cancer, Physiological effects of heat, Heat production (Biology), Perfusion, Tumor diagnosis, Noninvasive diagnostic tests |
| Abstract (English): | Early diagnosis is important for cancer treatment, cure and survival. Tumors alter tissue thermal properties, blood perfusion and metabolic heat production, and skin surface temperature. This study proposes a hybrid FDTD--GA (finite difference time domain--genetic algorithm) model as a non-invasive screening and decision-support tool for the pre-diagnosis of tumorous tissue before conventional diagnostic methods. The proposed approach aims to reduce the risks associated with imaging and invasive techniques such as MRI, biopsy, PET, mammography, and CT, while also alleviating the workload of healthcare professionals. In addition, early-stage tumors that may not be detected by standard diagnostic tools can be identified. In the proposed model, FDTD and GA operate interconnectedly. The FDTD solves the Pennes bioheat transfer equation using measured skin surface temperature as a reference and computes tissue temperatures for GA. GA estimates blood perfusion and metabolic heat production for FDTD. Since tumorous tissues exhibit significantly higher blood perfusion and metabolic heat production than healthy tissues, these parameters are effective diagnostic indicators. The model converges to tissue parameters consistent with the skin temperature. The results indicate that metabolic heat production is the dominant factor in distinguishing tumorous tissue, and calculated tissue temperatures match the reference skin surface temperature. [ABSTRACT FROM AUTHOR] |
| Abstract (Turkish): | Kanser tedavisinde erken tanı, iyileşme ve sağkalım süresi açısından çok önemlidir. Dokudaki bir tümör, doku sıcaklık profilini, kan perfüzyonunu, metabolik ısı üretimini ve cilt yüzey sıcaklığını değiştirir. Bu çalışmada, FDTD-GA (zaman domeninde sonlu farklar-genetik algoritmalar) hibrit modeliyle, diğer tanı yöntemlerinden önce tümörlü/sağlıklı doku ön tanısı hedeflenmiş, gereksiz yere hem MRI, biyopsi, PET, mamografi, BT gibi tanı yöntemlerinin olası zararlarının hem de hekim, sağlık çalışanı meşguliyetinin önüne geçilmesi amaçlanmıştır. Diğer tanı yöntemlerinin henüz tanıyamadığı erken evredeki tümör, FDTD-GA modeliyle farkedilebilir. Tümör, cilt yüzey sıcaklığını artırır. FDTD-GA modelinde, FDTD, Pennes biyoısı transfer denklemini cilt yüzey sıcaklığı referansıyla çözer. Literatürden alınan farklı dokuların fiziksel ve termal parametrelerine göre, FDTD-GA modeliyle, hem literatürde verilen kan perfüzyonu ve metabolik ısı değerlerine hem de tümörlü dokularda sağlıklı dokulardan çok daha yüksek kan perfüzyonu ve metabolik ısı değerleri bulunmasına göre tümörlü doku ön tanısı konulabilmiştir. Modelde, FDTD ve GA içiçe, birbirine bağlı çalışmaktadır. Her generasyonda, FDTD, GA için doku sıcaklıklarını hesaplar. GA, FDTD için kan perfüzyonu ve metabolik ısı üretim değerlerini bulur. Sonuçta, cilt yüzey sıcaklığına karşılık gelen doku kan perfüzyon oranı ve metabolik ısı değerleri bulunur. Tanıda, metabolik ısı üretiminin daha baskın olduğu söylenebilir. Tümörlü/sağlıklı doku tanılamalarında, cilt yüzey referans sıcaklığına neredeyse eşit doku sıcaklıklarına ulaşılmıştır. [ABSTRACT FROM AUTHOR] |
| Copyright of Journal of the Faculty of Engineering & Architecture of Gazi University / Gazi Üniversitesi Mühendislik Mimarlık Fakültesi Dergisi, is the property of Gazi University, Faculty of Engineering & Architecture and its content may not be copied or emailed to multiple sites without the copyright holder's express written permission. Additionally, content may not be used with any artificial intelligence tools or machine learning technologies. However, users may print, download, or email articles for individual use. This abstract may be abridged. No warranty is given about the accuracy of the copy. Users should refer to the original published version of the material for the full abstract. (Copyright applies to all Abstracts.) | |
| Database: | Engineering Source |
| FullText | Links: – Type: pdflink Text: Availability: 0 |
|---|---|
| Header | DbId: egs DbLabel: Engineering Source An: 192992937 AccessLevel: 6 PubType: Academic Journal PubTypeId: academicJournal PreciseRelevancyScore: 0 |
| IllustrationInfo | |
| Items | – Name: Title Label: Title Group: Ti Data: Tümör tanısında öncü bir yöntem: Zaman domeninde sonlu farklar ve genetik algoritmalar hibrit modeliyle biyoısı transfer analizi. – Name: TitleAlt Label: Alternate Title Group: TiAlt Data: A pioneering method in tumor diagnosis: Bioheat transfer analysis via hybrid model consisting of finite differences time domain and genetic algorithms. – Name: Author Label: Authors Group: Au Data: <searchLink fieldCode="AR" term="%22Gürsu%2C+Barış%22">Gürsu, Barış</searchLink><relatesTo>1</relatesTo><i> baris.gursu@teias.gov.tr</i><br /><searchLink fieldCode="AR" term="%22Büyükatalay%2C+Elçin+Özgür%22">Büyükatalay, Elçin Özgür</searchLink><relatesTo>2</relatesTo><i> elcinozgur@gazi.edu.tr</i> – Name: TitleSource Label: Source Group: Src Data: <searchLink fieldCode="JN" term="%22Journal+of+the+Faculty+of+Engineering+%26+Architecture+of+Gazi+University+%2F+Gazi+Üniversitesi+Mühendislik+Mimarlık+Fakültesi+Dergisi%2C%22">Journal of the Faculty of Engineering & Architecture of Gazi University / Gazi Üniversitesi Mühendislik Mimarlık Fakültesi Dergisi,</searchLink>. Mar2026, Vol. 41 Issue 1, p229-252. 24p. – Name: Subject Label: Subjects Group: Su Data: <searchLink fieldCode="DE" term="%22Finite+difference+time+domain+method%22">Finite difference time domain method</searchLink><br /><searchLink fieldCode="DE" term="%22Genetic+algorithms%22">Genetic algorithms</searchLink><br /><searchLink fieldCode="DE" term="%22Early+detection+of+cancer%22">Early detection of cancer</searchLink><br /><searchLink fieldCode="DE" term="%22Physiological+effects+of+heat%22">Physiological effects of heat</searchLink><br /><searchLink fieldCode="DE" term="%22Heat+production+%28Biology%29%22">Heat production (Biology)</searchLink><br /><searchLink fieldCode="DE" term="%22Perfusion%22">Perfusion</searchLink><br /><searchLink fieldCode="DE" term="%22Tumor+diagnosis%22">Tumor diagnosis</searchLink><br /><searchLink fieldCode="DE" term="%22Noninvasive+diagnostic+tests%22">Noninvasive diagnostic tests</searchLink> – Name: Abstract Label: Abstract (English) Group: Ab Data: Early diagnosis is important for cancer treatment, cure and survival. Tumors alter tissue thermal properties, blood perfusion and metabolic heat production, and skin surface temperature. This study proposes a hybrid FDTD--GA (finite difference time domain--genetic algorithm) model as a non-invasive screening and decision-support tool for the pre-diagnosis of tumorous tissue before conventional diagnostic methods. The proposed approach aims to reduce the risks associated with imaging and invasive techniques such as MRI, biopsy, PET, mammography, and CT, while also alleviating the workload of healthcare professionals. In addition, early-stage tumors that may not be detected by standard diagnostic tools can be identified. In the proposed model, FDTD and GA operate interconnectedly. The FDTD solves the Pennes bioheat transfer equation using measured skin surface temperature as a reference and computes tissue temperatures for GA. GA estimates blood perfusion and metabolic heat production for FDTD. Since tumorous tissues exhibit significantly higher blood perfusion and metabolic heat production than healthy tissues, these parameters are effective diagnostic indicators. The model converges to tissue parameters consistent with the skin temperature. The results indicate that metabolic heat production is the dominant factor in distinguishing tumorous tissue, and calculated tissue temperatures match the reference skin surface temperature. [ABSTRACT FROM AUTHOR] – Name: Abstract Label: Abstract (Turkish) Group: Ab Data: Kanser tedavisinde erken tanı, iyileşme ve sağkalım süresi açısından çok önemlidir. Dokudaki bir tümör, doku sıcaklık profilini, kan perfüzyonunu, metabolik ısı üretimini ve cilt yüzey sıcaklığını değiştirir. Bu çalışmada, FDTD-GA (zaman domeninde sonlu farklar-genetik algoritmalar) hibrit modeliyle, diğer tanı yöntemlerinden önce tümörlü/sağlıklı doku ön tanısı hedeflenmiş, gereksiz yere hem MRI, biyopsi, PET, mamografi, BT gibi tanı yöntemlerinin olası zararlarının hem de hekim, sağlık çalışanı meşguliyetinin önüne geçilmesi amaçlanmıştır. Diğer tanı yöntemlerinin henüz tanıyamadığı erken evredeki tümör, FDTD-GA modeliyle farkedilebilir. Tümör, cilt yüzey sıcaklığını artırır. FDTD-GA modelinde, FDTD, Pennes biyoısı transfer denklemini cilt yüzey sıcaklığı referansıyla çözer. Literatürden alınan farklı dokuların fiziksel ve termal parametrelerine göre, FDTD-GA modeliyle, hem literatürde verilen kan perfüzyonu ve metabolik ısı değerlerine hem de tümörlü dokularda sağlıklı dokulardan çok daha yüksek kan perfüzyonu ve metabolik ısı değerleri bulunmasına göre tümörlü doku ön tanısı konulabilmiştir. Modelde, FDTD ve GA içiçe, birbirine bağlı çalışmaktadır. Her generasyonda, FDTD, GA için doku sıcaklıklarını hesaplar. GA, FDTD için kan perfüzyonu ve metabolik ısı üretim değerlerini bulur. Sonuçta, cilt yüzey sıcaklığına karşılık gelen doku kan perfüzyon oranı ve metabolik ısı değerleri bulunur. Tanıda, metabolik ısı üretiminin daha baskın olduğu söylenebilir. Tümörlü/sağlıklı doku tanılamalarında, cilt yüzey referans sıcaklığına neredeyse eşit doku sıcaklıklarına ulaşılmıştır. [ABSTRACT FROM AUTHOR] – Name: AbstractSuppliedCopyright Label: Group: Ab Data: <i>Copyright of Journal of the Faculty of Engineering & Architecture of Gazi University / Gazi Üniversitesi Mühendislik Mimarlık Fakültesi Dergisi, is the property of Gazi University, Faculty of Engineering & Architecture and its content may not be copied or emailed to multiple sites without the copyright holder's express written permission. Additionally, content may not be used with any artificial intelligence tools or machine learning technologies. However, users may print, download, or email articles for individual use. This abstract may be abridged. No warranty is given about the accuracy of the copy. Users should refer to the original published version of the material for the full abstract.</i> (Copyright applies to all Abstracts.) |
| PLink | https://search.ebscohost.com/login.aspx?direct=true&site=eds-live&db=egs&AN=192992937 |
| RecordInfo | BibRecord: BibEntity: Identifiers: – Type: doi Value: 10.17341/gazimmfd.1543751 Languages: – Code: tur Text: Turkish PhysicalDescription: Pagination: PageCount: 24 StartPage: 229 Subjects: – SubjectFull: Finite difference time domain method Type: general – SubjectFull: Genetic algorithms Type: general – SubjectFull: Early detection of cancer Type: general – SubjectFull: Physiological effects of heat Type: general – SubjectFull: Heat production (Biology) Type: general – SubjectFull: Perfusion Type: general – SubjectFull: Tumor diagnosis Type: general – SubjectFull: Noninvasive diagnostic tests Type: general Titles: – TitleFull: Tümör tanısında öncü bir yöntem: Zaman domeninde sonlu farklar ve genetik algoritmalar hibrit modeliyle biyoısı transfer analizi. Type: main BibRelationships: HasContributorRelationships: – PersonEntity: Name: NameFull: Gürsu, Barış – PersonEntity: Name: NameFull: Büyükatalay, Elçin Özgür IsPartOfRelationships: – BibEntity: Dates: – D: 01 M: 03 Text: Mar2026 Type: published Y: 2026 Identifiers: – Type: issn-print Value: 13001884 Numbering: – Type: volume Value: 41 – Type: issue Value: 1 Titles: – TitleFull: Journal of the Faculty of Engineering & Architecture of Gazi University / Gazi Üniversitesi Mühendislik Mimarlık Fakültesi Dergisi, Type: main |
| ResultId | 1 |
