Matematiksel Tıp (Mathematical Medicine) Araştırma Grubu

Grubun Tanımı

Matematiksel Tıp (Mathematical Medicine), matematiksel modelleme, istatistiksel analiz ve hesaplamalı yöntemleri tıbbi problemlerin çözümüne entegre eden disiplinlerarası bir araştırma alanıdır. Bu alan, saf matematiğin gücünü klinik uygulamalarla birleştirerek hastalıkların anlaşılması, teşhisi ve tedavisinde devrim yaratmayı hedeflemektedir.

Grubumuz, bu yenilikçi alanda Türkiye'de kurulan ilk araştırma grubu olma özelliğini taşımakta olup, matematikçiler, istatistikçiler, bilgisayar bilimcileri ve klinisyenlerden oluşan multidisipliner bir ekiple çalışmaktadır.

Kuruluş Amacı ve Vizyon

Matematiksel Tıp Araştırma Grubu, aşağıdaki temel hedefler doğrultusunda kurulmuştur:

1. Kantitatif Tıp Anlayışının Geliştirilmesi: Klinik karar verme süreçlerine matematiksel kesinlik kazandırmak

2. Kişiselleştirilmiş Tıp İçin Altyapı Oluşturulması: Hasta bazlı verilerin matematiksel modellerle işlenmesi

3. Disiplinlerarası İş Birliğinin Teşvik Edilmesi: Matematik ve tıp disiplinleri arasında kalıcı köprüler kurmak

4. Karmaşık Klinik Sorunlara Çözüm Üretilmesi: Konvansiyonel yöntemlerin yetersiz kaldığı durumlar için yeni yaklaşımlar geliştirmek

Dünyada Matematiksel Tıp

Matematiksel Tıp alanı, son yirmi yılda dünya çapında önemli akademik merkezlerde kendine yer bulmuştur:

Fields Institute Centre for Mathematical Medicine (Toronto, Kanada)

2005 yılında Prof. Siv Sivaloganathan öncülüğünde kurulan bu merkez, matematiksel modelleme ile onkoloji, epidemiyoloji ve nörobilimi bir araya getiren çalışmalarıyla tanınmaktadır . Sivaloganathan'ın hidrosefali tedavisinde geliştirdiği matematiksel modeller, cerrahi başarı oranlarını önemli ölçüde artırmıştır .

Stanford Üniversitesi Tıp Fakültesi - Mathematical Medicine

Stanford'da Sharada Kalanidhi liderliğinde geliştirilen bu alan, "Matematiksel Tıp henüz tam olarak mevcut değildir; icat edilmesi gerekecektir" anlayışıyla hareket etmekte ve genomik verilerin klinik tanıya entegrasyonu için matematiksel çeviri katmanları geliştirmeye odaklanmaktadır .

University of Nottingham - Centre for Mathematical Medicine and Biology (CMMB)

Avrupa'nın en büyük gruplarından biri olan CMMB, sinirbilim, gen ağları, immünoloji, rejeneratif tıp ve tümör büyümesi gibi geniş bir yelpazede çalışmaktadır .

Kyoto Üniversitesi - ASHBi Matematiksel Biyoloji ve Tıp Grubu

Japonya'da Prof. Seirin Lee liderliğindeki bu grup, matematiksel immünoloji ve hastalıkların morfolojik sınıflandırması üzerine öncü çalışmalar yürütmektedir .

UCLA - Matematik ve Kimya İş Birliği

Prof. Andrea Bertozzi ve Prof. Anne Andrews iş birliğinde geliştirilen GMfold algoritması, stres hormonlarının moleküler düzeyde tespiti için devrim niteliğinde bir yaklaşım sunmaktadır .

Çalışma Alanlarımız

Grubumuz, Matematiksel Tıp alanında aşağıdaki temel araştırma hatlarında çalışmalar yürütmektedir:

1. Biyomekanik ve Ortopedik İmplant Optimizasyonu

• Kemik-doku etkileşimlerinin matematiksel modellemesi

• Stres kalkanlama etkisinin minimize edilmesi

• Kişiye özel implant tasarımı için optimizasyon algoritmaları

2. Tıbbi Görüntü İşleme ve Spektral Analiz

• CT/MRI görüntülerinde gürültü bastırma teknikleri

• Metal artefaktların matematiksel filtrasyonu

• Matris spektral yöntemlerle görüntü iyileştirme

3. Klinik Veri Analizi ve Hastalık Modellemesi

• Epidemiyolojik modelleme ve salgın tahminleri

• Hastalık ilerleyişinin matematiksel simülasyonu

• Tedavi yanıtının kantitatif değerlendirilmesi

Disiplinlerarası Yaklaşımımız

Matematiksel Tıp Araştırma Grubu olarak, teorik matematiğin soyut dünyası ile klinik tıbbın somut gerçeklikleri arasında köprü kurmayı temel prensip edinmiş bulunmaktayız.

Tıpkı matematikçi Mikhail Gromov'un ifade ettiği gibi: "Bu alan henüz mevcut değil. İcat edilmesi gerekecek" .

Bu anlayışla, araştırmalarımızda:

• Model-tabanlı yaklaşımlar (diferansiyel denklemler, dinamik sistemler)

• Veri-tabanlı yaklaşımlar (makine öğrenmesi, istatistiksel çıkarım)

• Deneysel validasyon (klinik iş birliği ile gerçek dünya verilerinin test edilmesi)

yöntemlerini bütünleşik olarak kullanmaktayız.

Akademik Çıktılar

Grubumuzun araştırma sonuçları, uluslararası hakemli dergilerde yayınlanmakta ve ulusal/uluslararası konferanslarda sunulmaktadır. Özellikle Hyper G-Matrix teorisinin ortopedik implant tasarımına ilk kez uygulanması alanında dünyada öncü çalışmalar gerçekleştirilmiştir.

İş Birliği ve Katılım

Matematiksel Tıp Araştırma Grubu:

• Akademisyenler

• Klinisyenler (ortopedi, radyoloji, nöroloji, kardiyoloji)

• Veri bilimcileri ve bilgisayar mühendisleri

• Lisansüstü öğrenciler (yüksek lisans ve doktora)

• Tıp fakültesi öğrencileri

için disiplinlerarası bir çalışma ortamı sunmaktadır.

Hasan Keleş