‘doğa’ Arama Sonuçları

Sütür Teknikleri Ve Materyalleri

SÜTÜR TEKNİKLERİ VE MATERYALLERİ

Bir insizyon/laserasyon gerektiren cerrahi işlemlerin en son adımı yaranın sütüre edilmesidir. Sütür teknikleri cerrahide kritik bir nokta oluştururlar. Bu noktada atravmatik cerrahi işlem için uygun materyal seçimi zorunludur. Yara kapatılması için kullanılan materyal ve metotlar dikkatlice seçilmiş olmalıdır. Çünkü bu önemli adım yarayı iyileşmesi için hazırlar ve uygunsuz yapıldığında normal iyileşmeyi engelleyebilir. Ayrıca hastaların cerrahın becerisine karar vermelerinde kullandıkları birkaç belirtiden biri de, sütüre edilmiş yaranın görünüşüdür.

Sütürler çok geniş çeşitlilikteki materyallerden yapılmışlardır ve her biri özel bir amaca yönelik düşünülmüş çeşitli boyutlarda karşımıza çıkarlar.

Rezorbe olabilen (vücut kolaylıkla bu materyalde parçalanma meydana getirebilir) ve rezorbe olamayan olmak üzere 2 temel sütür materyali tipi vardır. Genellikle rezorbe olabilen sütürler uzaklaştırmayı gerektirmez, ancak rezorbe olmayanlar gerektirir.

Genellikle, cerrahın tercih ve alışkanlıkları, sütür materyalinin seçiminde etkilidir. Sütürün etkin kullanımı sadece cerrah, iğne ve sütürlerin özelliklerini bildiğinde mümkündür ve cerrah bunları belirli cerrahi alanlara uygular.

Rezorbe Olabilen Sütürler :

Rezorbe olabilen sütürlerin üç tipi çoğunlukla oral ve maksillofasiyal cerrahi için kullanılır:

Katgüt, poliglikolik asit, 9:1 oranında glikolik ve laktik asit kopolimeri (poligloktin 910). Katgüt, koyun bağırsağının submukozasından ya da sığır bağırsağının serozasından imal edilmiştir. Basit katgüt, enflamatuar hücreler tarafından üretilen proteolitik enzimlerin hızlı sindirimine duyarlıdır. Sütürün dayanıklılığının uzatılması için, proteolitik enzimlere direnç sağlamak amacıyla bazı katgütlar, temel kromium tuzları ile muamele edilirler (kromik katgüt) (Kromik katgüt artık kullanılmamaktadır kısa bir rezorbsiyon dönemi olması nedeniyle dokularda sağlamlığını hızla kaybeder, yabancı protein olduğundan enflamatuar reaksiyona yol açabilir ve yalnızca bu etkisinin zarar vermeyeceği ve hızla çözülmesinin tercih edildiği durumlarda kullanılmalıdır.

Basit katgüt sütürler 5-7 gün için dayanıklılıklarını korurlar. Oysa ki kronik sütürler 9-14 gün dayanıklılıklarını sürdürürler. Bununla beraber orta kalitede katgüt sütürler genellikle sadece 2-4 gün ve kronik sütürler yaklaşık olarak 3-5 gün dayanırlar. Basit ve kromik katgütler, kurumayı önleyen alüminyum paketlerde stoklanır ve sütürleme boyunca sütür, su/salinle nemli tutulmalıdır. Poliglikolik asit ve poliglaktin 910, enzimatik olarak yıkılamazlar. Bunlar yavaş hidrolize olurlar, son olarak makrofajlarca rezorbe edilirler. Poliglikolik asit ve poliglaktin 910 sütürleri katgüt sütürlerinden daha az sert olma avantajına sahiptirler. Cerrahlar bu materyallerden yapılan sütürlerde bağlamayı çoğu kez daha kolay bulurlar ve düğümler sıkı kalmaya daha yatkındırlar. Bununla beraber poliglikolik asit ve poliglaktin 910 sütürler, katgüt sütürlere göre çok pahalıdır.

Rezorbe olabilen sütürler, rezorbe olamayan sütürlerle karşılaştırıldığında son derece reaktiftir. Yani rezorbabl sütürler, yara iyileşmesine engel olabilecek olan şiddetli enflamatuar reaksiyona sebep olabilirler. Bu ne düz ne de kronik katgütün cilt yarası yüzeyinin dikiminde kullanılması için bir sebeptir.

Rezorbe Olamayan Sütürler :

Orta kalitede en çok kullanılan resorbe olamayan sütürler ipek, naylon, polyester ve polipropilendir. İpek, resorbe olamayan sütür materyali olarak sınıflansa da yavaş yavaş gerilme direnci kaybolur ve yerinden uzaklaştırılmadığında yaklaşık 2 yıl içinde yok olur. Resorbe olamayan sütürler ya monoflamentoz ya da multiflamentozdur. Ya da her ikisidir. Multiflamentoz formu dayanıklılığı arttırır, fakat aynı zamanda sütürün aşındırıcılığını da arttırır ve kontaminasyona neden olması oldukça muhtemeldir. İpek ve polyester sütürler sadece multiflamentoz formda mevcutturlar, polipropilen sadece monofilamentoz formda üretilir ve naylon hem monofilamentoz hem de multiflamentoz formlarda olabilir.

Tüm resorbe olamayan sütürler biraz reaktiviteye sahiptir. Resorbe olamayan sütürlerin kullanımında çoğunlukla ipek en şiddetli enflamatuar cevaba sebep olur. Polyester ipekten çok daha az reaktiftir. Naylon, polyesterden daha az reaktiftir ve propilen en az enflamasyon indükleme eğilimine sahiptir. Fasiyel laserasyon gibi yara enflamasyonunu azaltmanın önemli olduğu durumlarda naylon genellikle tercih edilen sütürdür.

Tablo-1’de sütür materyalleri görülmektedir. Tablo-2’de sütürlerin klinik özellikleri gösterilmiştir.

Tablo -1

Materyaller

Yapı

İplik Boyutu

Çap

* Absorbe Olabilen Tip

- Katgüt

Basit Katgüt

Sarımlı

3 – 0

0,30 – 0,339

Kronik Katgüt

Sarımlı

4 – 0

0.20 – 0.249

- Sentetik Lif

Poliglikolik Asit

(PGA, Dexon plus)

Örgü iplik

5 – 0

0.15 – 0.199

* Absorbe Olamayan Tip

- İpek

Sert Tip

(işlenmemiş) Doğal İpek

Sarımlı

3 – 0

0.20 – 0,249

Yumuşak Tip

(genellikle siyah renkli)

Örgü iplik

4 – 0

0,15 – 0.199

- Naturel Lif

Pamuk

Sarımlı

5 – 0

0.10 – 0,149

- Sentetik Lif

Naylon, polipropilen, polibutester

Monofilament

- Diğerleri (gümüş ve çelik tel)

Monofilament

Tablo 2.

Özellikler

Sütürler

Esneklik

Elastiklik

Doku geçişi

Düğümleme

Doku reaksiyonu

Absorbsiyon zamanı

Absorbabl

Dexon

İyi

Daha iyi

Uygun

İyi

Hafif

Ağız içinde 3-4 hafta

Kromik Katgüt

İyi

Kötü

Kötü

Kötü

Şiddetli

Yaklaşık 1 hafta

Non-absorbabl.

Siyah ipek

Daha iyi

Daha iyi

Uygun

Daha iyi

Hafif

Naylon (Monoflament)

Kötü

Daha iyi

Daha iyi

Kötü

Aşırı hafif

Örgülü naylon (Surgilon)

Daha iyi

Daha iyi

Uygun

Daha iyi

Aşırı hafif

İntraoral insizyonların kapatılması için en sık kullanılan sütür materyali uygun büyüklükteki nemli ve örgülü siyah ipektir. Steril siyah ipek intraoral sütürleme için en çok gerekli olandır. Dile irritan değil ve rengi sütürlerin alımı için kolayca fark edilebilecek şekildedir. Ucuz bir materyaldir.

Yüzdeki external insizyonların kapatılması en iyi olarak genellikle naylon monofilamentoz No: 3-0 geçirilmiş bir eyeless iğne ile yapılır. Aynı tür cilt insizyonlarının kapatılması kesikli sütür ya da matris sütürlerle yapılabilir. Subkütan sütürleme bir takım kozmetik avantajlara sahiptir. Fakat bir dezavantajı, insizyon açıldığında seröz exudanın kaçışına izin vermek gereklidir.

Sütür Boyutları :

Sütürler, en düşük numara 7’den oldukça iyi olan 11-0’a kadar değişiklik gösteren farklı boyutlarda üretilmektedir. Sıfırların sayısındaki artış, sütünün çapı ve dayanıklılığındaki küçülme ile ilişkilidir. Örneğin, 1-0 sütürün çapı 2-0’dan geniştir. 3-0, 7-0’dan geniştir vs. Sütür materyali insan vücuduna yabancı olduğundan, en küçük çapta sütür doğru kullanılmış olduğundan, bir yaranın korunmasında yeterlidir.

Genellikle kullanılacak sütürün büyüklüğü, sütüre edilecek dokunun gerilme dayanıklılığı ile ilişkili olarak seçilir. Bir çok oral ve maksillofasiyel cerrahi işlem 3-0 ve 4-0 sütürlerin kullanımını gerektirir.

İğneler:

Çeşitli kruvatürlerde ve farklı enine kesitlerde iğne tipleri mevcuttur.

Şekil 3.

O Gittikçe incelen, yuvarlak, kesitli iğne.

Ñ Ters Üçgen: Sert ve daha az esnek gingiva için uygundur (yapışık dişeti, palatal mukoza, palatal serbest grafit).

D Üçgen: Bu iğne tipinde, ters üçgen kesitli iğneye göre, düğüm yapıldığında doku parçalanmaya daha meyillidir.

Periodontal cerrahide 1/2 tur yuvarlak iğneler en etkindir. Bir 3/8 tur yuvarlak iğne bukkolingual gingival fleblerin sütüre edilmesinde yüksek operabiliteye sahiptir. Düz iğneler popüler değildir.

1/2, 5/8 tur iğneler, keskin kavisli, 3/8 ‘ı 1/4 tur iğneler zayıf kavisli iğnelerdir.

Sütürün Kullanımı :

Kullanım kolaylığı sütür materyallerinin seçiminde gerekli bir diğer değişkendir. Düğüm atımının kolaylığı ve sütürün düğümü taşıma kabiliyeti önemlidir. Genelde multiflamentoz sütürlerin kullanımı, monoflamentoz sütürlerden daha kolaydır. Cerrahların çoğu ipeği kullanımı en kolay olan sütür olarak bulur. Doğru olarak bağlanmış bir ipek sütür sadece 3 düğüm atımı gerektirir. Polyester katgüt, poliglaktin 910 ve poliglikolik asit sütürlerde düğümün sağlamlığını korumak için 4 düğüm atımına ihtiyaç vardır. Polipropilen düğümler bağlı kalmaya eğilimlidirler, çünkü bu materyal yumuşaktır ve böylece bir kilit mekanizması sağlar. En az sayıda atım sayısı olması yararlıdır, çünkü her sütür atımı bir başka bakteriel kontaminasyon alanı sağlar.

Temel Sütür Teknikleri :

Sütür atarken birkaç temel prensip takip edilmelidir. İğne, iğne taşıyıcı ile uçları 1/2 ve 3/4 uzaklıkta kavramalıdır.

İğne, giriş yapılan yüzeye dik olarak yerleştirilmelidir ve kol değil bilek döndürülerek iğnenin kruvatürü takip edilerek doku içinden itilir. İğneye doku içinde kuvvet uygulanmamalıdır. Çünkü eğilebilir ve kırılabilir. İğnenin ucu aletle kavranmamalıdır.

Sütür fasiyal bölgede bağlanırken, hastanın gözünün içine girmesini önlemek için iğne el ayasında tutulmalıdır. Sütür uçları bir araya getirilmelidir ve sadece yara kenarlarını birleştirecek kadar hafifçe bağlanmalıdır; aşırı sıkma doku kenarlarının vaskülaritesini tehlikeye sokacaktır.

Sütür sayısı sadece yaranın doğru olarak kapanmasına yetecek kadar olmalıdır. Aşırı sayıda sütür yarada daha fazla yabancı madde oluşmasına neden olur ve daha fazla doku hasarı oluştururak işlemi uzatır.

Sütür Prensipleri :

Cerrahi işlem tamamlandıktan sonra, yara irrige edilir ve flep orijinal pozisyon verilir ve sütürlerle yerine tutturulur. Sütürlerın çeşitli fonksiyonları vardır. En belirgin ve önemli fonksiyonu, flebi uygun olan pozisyonda tutmak ve iki yarar kenarını birbirine yaklaştırmaktır. Yara marjininde çok az travma ve keskin insizyon varsa primer yara iyileşmesi görülür.

Eğer yaranın iki kenarı arasındaki mesafe minimalse, yarar iyileşmesi hızlı ve tam bir şekilde olur. Eğer yara kenarlarında yırtık yada travma gelişirse sekonder yara iyileşmesi görülür.

Sütürler hemostazda da etkilidir. Eğer alttaki doku kanıyorsa yüzey mukozası ya da deri kapatılamaz. Çünkü alttaki dokularda kanama devam edebilir ve hematom gelişimiyle sonuçlanır. Yüzey sütürleri hemostazda rol oynar ama sadece bir diş soketindeki gibi, sızıntı tarzındaki kanamada tamponlama görevi görür. Hemostazı sağlamak için kanayan bir diş soketinde üstteki dokuya kesinlikle sıkıca bir sütür atılmamalıdır.

Sütürler kemik üzerine bir yumuşak doku flebinin gelmesini sağlarlar. Bu önemli bir fonksiyondur. Çünkü yumuşak doku tarafından örtülmeyen kemik, nonvital hale gelir ve iyileşmesi çok uzun zaman alır. Alveoler kemikten mukoperiostal flep kaldırıldığında kemiğin, açılan kısmının, yumuşak doku flepleriyle kapatılması önemlidir. Uygun sütür teknikleri uygulanmazsa flep kemikten uzakta yer alır ve açıkta kalan kemik yüzeyinde iyileşme gecikir.

Sütürler, alveol soketinde bulunan bir kan pıhtısı üzerine uygulanabilir. Özel bir sütür şekli olan, sekiz –şekilli sütür, pıhtının yer değiştirmesini önleyecek bir bariyer oluşumunu sağlayabilir. Buna rağmen, açık bir soket yarasına sütür atılması, diş soketindeki kan pıhtısının korunmasında küçük bir rol oynar.

Sütür atarken kullanılan gereçler; bir sütür iğnesi, bir iğne tutucu ve sütür materyalidir. İğne tutucunun uzunluğunun 15 cm. olması ve kilitlenebilir olması tercih edilir. İğne tutucunun halkalarından, baş ve yüzük parmağı geçirilir, işaret parmağı da iğne tutucunun uzunluğu boyunca yerleştirilerek stabilite ve kontrol sağlanır. Ağızda genellikle 3/8 – 1/2 yuvarlak sütür iğneleri kullanılır.

Kesici kenar, iğnenin mukoperiostal flepte karşıya geçmesini sağlar. İğne şekilleri ve boyutları numaralarla belirtilir. Oral cerrahide en sık kullanılan iğne şekilleri FS-2 ve X-1’dir. Ağızda en çok kullanılan sütür materyali ise siyah ipek ipliktir. Bu nonresorbabl, multiflemanlı, kolay görülebilmesi için boyanmış, yumuşak doku ve dilde iyi tolere edilen, düğüm atması kolay olan ve kolayca çözülmeyen bir materyaldir. Alternatif materyaller ise basit ve kromik katgütdür. Bunların her ikisi de rezorbe olabilir ve cerrah tarafından çıkarılmazlar. Ağızda genelde kullanılan 3-0 olanıdır. Bazı cerrahlar 4-0 sütunu tercih ederler.

Sütür atmada kullanılan teknik zordur. İğne tutucunun kullanımı ve kıvrık iğneyi dokudan geçirmede kullanılan teknikleri öğrenmek zordur. Sütunun doğru ve iyi bir şekilde atılabilmesi için pratik yapmak önemlidir. Zarf flebi doğru yerde pozisyonlandırıldığında, sadece papillada yerleştirilen sütürlerle yerinde tutulabilir. Sütunlar boş diş soketleri boyuncu atılmaz, çünkü yara kenarları sağlam kemik üzerine yerleştirilemez.

Flebi yerleştirirken sütür ilk olarak mobil olan, genellikle fasiyal kısımdaki dokudan geçirilir; iğne, iğne tutucu ile tutulur ve lingual papillada yapışık dokuya doğru geçirilir. Eğer yaranın, iki kenarı birbirine yakınsa, tecrübeli bir cerrah iğneyi bir kerede yaranın her iki kenarına birden geçirebilir. Fakat, bir çok durumda iğneyi iki aşamada geçirmek uygundur. İğneyi dokudan geçirirken, mukozal flepte mümkün olan en küçük deliği oluşturabilmek için, iğne mukoza yüzeyine dik bir açıyla batırılır. Eğer iğne dokuya oblik olarak girerse, sütür düğümü sıkıştırıldığında flebin yüzeysel tabakaları yırtılır ve yumuşak dokuda daha büyük hasarlar oluşur. İğneyi flepten geçirirken, cerrah, sütürün yumuşak doku flebinden çıkmasının önlenmesi için yeterli miktarda doku alacağını unutmamalıdır. Çünkü sütüre edilecek flep, bir mukoperiostal fleptir ve çok sıkı sütür atılmamalıdır. Az bir miktardaki doku bile çok önemlidir. Sütür ile flebin kenarı arasındaki dokunun minimal miktarı 3 mm’dir. Sütürler mobil flep ve immobil lingual dokudan geçirildikten sonra sıkıştırılır.

Cerrah, iğneyi geçirerek sadece dokuyu yerleştirmeyi amaçlar ve bu yüzden sütür çok fazla sıkıştırılmamalıdır. Çok sıkı atılmış sütürlar flep marjininde iskemiye yol açar ve dokunun yırtılmasıyla beraber, doku nekrozu görülür. Bu yüzden gevşek atılmış sütürlere göre, sıkı atılmış sütürlerde yara dehisensi daha sık görülür.

Eğer yara kenarlarının iskemisi gibi bir durum gelişirse, sütür yeniden yerleştirilir. Düğüm açılmayacak şekilde pozisyonlandırılır.

Kesikli Sütür Atımı :

İğne, ipliğe yakın olan 1/3 kısmından bir iğne tutucu ile tutulur ve forsepsle yara dudakları sıkıştırılır. İğne dikey olarak uygun bir mesafeden sokulur (kesme sınırından en az 5 mm.)

Sol elle ipliğin iğneli kısmı giriş noktasında ipliğin sonundan 1-2 cm. bırakacak şekilde çekilir.

Sağ eldeki iğne tutucunun ucu ile saat yönünde iki kez döndürülerek iplik sarılır. Diğer bir değişle uzun olan iplik kısmında iki ilmik yapılır.

İğne tutucunun ucu ile kısa iplik tutulur.

İğne tutucu ile sol elin pozisyonunun değiş tokuş edilmesi ile iğne yer değiştirilir, aynı zamanda iplik çekilir ve ilk düğüm oluşturulur. Düğüm giriş noktasına ya da iğnenin çıktığı noktaya yerleştirilmeye çalışılır. Düğüm yara dudaklarının birleştiği yerde olmamalıdır.

İğne tutucunun ucu ile uzun olan iplik kısmı saat yönünün tersine bir kez sarılır. Yani uzun olan iplikte bir ilmik oluşturulur.

Kısa olan ipliğin ucu iğne tutucu ile tekrar tutulur.

Karşıt yönde ikinci bir düğüm atılarak, cerrahi düğüm tamamlanır.

Devamlı Sütür Atımı :

Devamlı sütürün başlangıcında kesikli sütür atımı yapılır. Sütür devam eder ve iplik son giriş noktasından uzaklaşır.

Uzun iplik, iğne tutucu çevresine saat yönünde iki

kere sarılır.

Gevşek ip iğne tutucu ile tutulur.

İlk düğüm sağlamca yapılır.

İp tekrar saat yönünün tersinde iğne tutucunun

çevresine sarılır.

İkinci düğüm atılır, cerrahi düğüm tamamlanır.

Ucundan 3-4 mm. bırakılarak iplik kesilir.

Bitmiş bir devamlı sütür. Yara dudaklarının düzgün gerginlikle birleştirilmesi önemlidir.

Eğer insizyon uzunsa devamlı sütürler kullanılır. Bu teknikle her defasında düğüm atıp vakit harcamak yerine uzun bir kesi hattı kısa sürede dikilebilir. Devamlı sütürler locking (düğümleyerek devam eden) tarzda da olabilir.

Matris Sütür :

Yara dudaklarının genişçe ve tam olarak kapatılabildiği bir tekniktir. Amacı yaranın derin tabakalarını ölü boşlukları yok edecek şekilde kapatmak ve yara dudaklarını hafifçe eversiyona getirmektir. Özellikle, tek tek basit dikişler yara dudaklarında inversiyona neden olmaya başladığında matris sütür yararlıdır. Yara kenarından en az 1cm. uzaktan başlar ve pratikte olabildiğince derine gidilir. Yara dudaklarından ipliğin geçişine göre 3 şekli vardır.

Horizontal Tip:

İpin ucu insize edilmiş yaraya paralel geçirilir. İki papillayı tek bir düğümle sabitlemenin en kolay şekli horizontal matris sütür ile sağlanır.

Çapraz Tip:

Horizontal matris sütürün bir modifikasyonudur. Yumuşak dokuyu karşılıklı yaklaştırırken üzerinden geçen çapraz sütür pıhtıyı yerinde korumaya yardımcı olur. “9 sütür” de denir.

Subkutikuler Sütür :

Bunlarda tek/devamlı olabilirler ve deri altı dokuları yaklaştırıp fikse ederler. Cilt insizyonlarında kullanılırlar.

Bu tekniğin enfeksiyon riskinin az olması ve daha iyi skor dokusu oluşturması gibi bir çok üstünlüğü vardır. İnsizyonunun sonundan ve yaklaşık 1cm. uzaktan düz bir iğne kullanarak girilir. İşlem insizyon sonunda bitirilir.

Subkutikuler devamlı sütürün tamamlanması için subkutikuler sütürün sonunda, iplik çevresine tutucu bir düğüm yerleştirilebilir.

Düğümleme Teknikleri :

Sütürler bağlamada kullanılan düğüm, tamamlanmış sütürün en güçsüz bölümüdür. Minimal doku redeksiyonu için düğüm küçük olmalıdır. Düğüm kolayca açılmamalı ve yara birleşim yerinden uzakta olmalıdır. Cerrahi bir düğüm bu şartları yerine getirmelidir. Düğüm tekniğinin sayısız çeşitlemeleri vardır, hepsi dikiş materyalinin bir ucunu öteki ucu etrafında sarıp, bir elde uzun ucunu tutarken, kısa ucu tutan öteki el ile düğümü bağlamak esasına dayanır. En çok kullanılan düğüm üçlü tek dolamadır ve 1,5 denizci düğümüne eşdeğerdir.

Şekilde tek düğüm uygulamasının iki yolu gösterilmiştir. Düğüm oturtulurken her iki elle eşit olarak ve doğru pozisyonda gerginlik sağlanmalıdır, böylece düğüm “dört köşeli” olarak tam oturur.

Cerrahi Düğüm :

Düğüm ilk önce çift dolama olarak bağlanır ve iki tek dolama ile tamamlanır. Çift dolama, ikinci dolama yapılırken ilk dolamanın gevşemesini engeller.

En güvenli düğüm, herhangi bir sentetik monofilament materyal için uygun olan üçlü çift dolamadır.

Kaydırma Düğümü :

Bu düğüm özellikle deriyi tek tek monoflamen dikişlerle kapatırken kullanılır. Düğüm için tek bir dolama yapılır, ancak tam olarak sıkılmaz. Uzun sap gergin tutulurken bunun üzerine ilk dolamaya ters yönde başka bir dolama yapılır. Uzun uca sabit bir gerginlik uygulanırken, daha sonra istenen yere kaydırılan uygun girginlikte çift yarı-düğüm oluşturulur. Dokularda biraz esneklik varsa, düğümün ilk dolamasının kayması için kaydırma düğümü atmak faydalıdır.

Hareket iki karşılıklı tek dolamaya eştir, ancak ipliğin sabit ucundaki gerginlik (ok) isteğe göre ayarlanabilen bir düğüm kayması oluşturur.

İki Elle Düğüm Atımı :

Resimlerle gösterilmiş olan iki el dört köşeli düğüm atımı, sağ ya da sol elden herhangi biri ile başlayabilir.

Tek Elle Düğüm Atımı:

Burada gösterilende, ligatürün kısa ucu ile sol el düğüme başlar. Bununla beraber, her iki el bu başlangıç adımında kullanılabilir.

Cerrahi Alet İle Bağlama :

Aynı düğümler elle olduğu gibi alet kullanılarak da yapılabilir.bu teknik uzun uçlu ipin kısa uç etrafında sarıldığı teknikten oldukça farklıdır. Bu teknikte önce iplik alet etrafında dolanır, daha sonra kısa uçlu iplik alet ile tutulur ve düğümün sarmalları aletten iplik üzerine kaydırılır. Düğüm daha sonra sıkıştırılır. Bu teknik çeşitli kombinasyonlarda uygulanabilir.

İğne tutucu, lup oluşturacak şekilde, kendi çevresinde, saat yönünde 2 tur döndürülürken, sütürün uzun ucundaki iğne sol el ile tutulur.

İğne tutucu ile sütürün kısa ucu yakalanır.

el ve iğne tutucu düğümü sıkıştırmak için yer değiştirmiş pozisyondalar. Düğüm yaranın bir yüzüne yatay bir konumda olmalıdır.

Dört köşeli bir düğüm formu için iğne tutucu çevresinde sütürün uzun olan ucu, ters saat yönünde bir tur daha çevrilir.

Yaranın diğer tarafındaki sütürün kısa ucu aletle yakalanır.

Yaranın aynı tarafında düğüm bağlanır.

Özel Düğümler :

Yukarıda tanımlanan teknikler, temel cerrahi düğümlerinin uygun şekilde bağlanmasını sağlarlar. Farklı uzmanlık alanlarında, özel durumlara özgü düğüm teknikleri de vardır.

12 Temmuz 2007

Önsöz

ÖNSÖZ

Tüp Bebek (in vitro fertilizasyon) ve Embriyo Transferi yöntemi ile ilk bebeğin doğumundan henüz yirmi iki yıl kadar bir süre geçmiş olmasına rağmen yardımcı üreme teknikleri dünya çapında son derece yaygınlaştırılmış ve daha önceleri ümitsiz gözüyle bakılan pek çok çift için çocuk sahibi olma imkanı doğmuştur

Yapılan bu çalışmada 22 senesini dolduran “tüp bebek” mucizesinin merak edilen yönleri araştırıldı. İlk olarak, kadın ve erkek üreme sistemleri açıklanmış olup daha sonra infertilite (çocuk sahibi olmama) ve infertilitenin nedenleri hakkında bilgi verildi. Son olarak ta tüp bebek ve embriyo transferi nedenleri ve sonuçları ile birlikte izah edilmeye çalışıldı.

I. BÖLÜM

İNSANLARDA ÜREME SİSTEMİ

1. KADIN ÜREME SİSTEMİ

İnsan neslinin sürekliliği üreme fonksiyonu ile sağlanır. Bu fonksiyonu gerçekleştirmek amacıyla şekillenmiş olan üreme organları, üreme işinde erkek ve dişinin işlevlerine paralel olarak şekil, konum ve yapı bakımından her iki cinste çok farklıdır. Kadının üremedeki rolü, erkekten çok daha komplekstir. Kadın zigotun oluşumu için zorunlu olan ovumu üretmekle kalmaz, zigotun iletimi, yuvalanması, embriyonal ve fotal yaşamın sürdürülmesi ve yavrunun doğurulması fonksiyonlarını üstlenmiştir.

Kadın üreme organları iki grup olarak incelenir.

Kadın iç üreme organları ( organa genitalia feminina interna ) :

Ovarium, Tuba uterina, Uterus, Vagina

Kadın dış üreme organları ( Organa genitalia feminina externa) :

Vulva, Mons pubis, Labia majora, Labia minora, Clitoris, Bulbus vestibuli ve Glandula vestibularis

1.1. İç Üreme Organları

1.1.1. Ovarium(Yumurtalık)

Ovariumlar, kadında temel üreme organları olup, küçük pelvisin dış yan duvarlarındaki fossa ovaricalara otururlar. Sağ sol bir çift organ olan ovariumlar erkekteki testislerin homologudurlar. Ovariumlar, seksüel yönden olgun bir dişide, dişi üreme hücreleri olan ovum(yumurta)lar ile dişi seks hormonları olan östrojen ve progestronu üretirler.

Ovarium, bir periton plikası olan mesovarium aracılığı ile lig. latum uterinin arka yüzüne, lig. ovari progrium aracılığı ile tuba uterinanın tutunma yerine yakın olarak uterusun yan duvarına bağlanır.

Mesovariumun iki yaprağı arasında, hilum ovariye ulaşan arter, vena ve lenfatikler ile sinirler bulunur. Ovarium, pelvik duvara lig.suspensorium ovari “infundibulopelvik bağ” ile bağlanır.

Ovariumun serbest dış yüzü, peritonun mezoteliumu ile uzanan epithelium superficiale(germinal tabaka-Waldeyer tabakası) ile sarılmıştır. Bu örtünün altında kompakt bir bağ dokusundan yapılı olan tunica albuginea bulunur. Tunica albugineanın altındaki ovarium dokusu , dışta corteks ovari(zona parankimatöz) içte medulla ovari(zona vasculosa)den yapılıdır. Korteks ovarinin parankimatöz dokusu içersinde gelişim ve dejenerasyonun çeşitli aşamalarındaki foliküller bulunmaktadır. Bu foliküller primordial, primer, sekonder ve tersiyer(graaf folikülü )olmak üzere dört aşamada bulunurlar. Tersiyer folikülün ileri aşaması olgun folikül-Graaf folikülü olup ovulasyon ile atılır. Ovulasyondan sonra atılan graaf folikülünün yerinde korpus luteum(sarı cisim)oluşur. Korpus luteum, geçici bir endokrin bez niteliğindedir. Atılan yumurta döllenip gebelik gerçekleşirse mensturasyon meydana gelmez ve korpus luteum kaybolmaz, tersine büyür. Buna korpus luteum graviditatis denir. Eğer gebelik gerçekleşmemiş ise korpus luteum 2 hafta progesteron salgılayarak görevini bitirir. Bu yapıya korpus luteum cylicum(menstruationis)denir. Gerilemeye başlayan korpus luteum, korpus luteum regressum olarak adlandırılır. Böylece, sarı cisim zamanla bağ dokusunca işgal edilir ve nonfonksiyonel bir yapı olan korpus albicans oluşur.

Doğumda bir ovariumda 100.000-400.000 adet primordial folikül bulunur. Erginliğe kadar bunların büyük bir bölümü dejenere olduğundan bu dönemde ancak 10.000-20.000 adet primer folikül mevcuttur. Kadının ovulasyon periyodunda bunlardan ancak 400 tanesi ovum oluşturacak düzeye erişir.

1.1.2. Tuba Uterina (Salpinks- Fallop Borusu)

Tuba uterinalar, uterus fundusundan ovariumlara doğru uzanan 10-12 cm uzunluğunda bir çift muskuler borudur. Sağ-sol her bir fallop borusu, lig.latum uterinin üst kenarı boyunca, onun iki yaprağı arasında yer alır. Lig.latum uterinin tuba uterinaya komşu olan bölümüne mesosalpinks denir. Tuba uterinanın ovariumla direkt bağlantılı olmayan dış yan ucundaki, karın boşluğuna açılan deliğine ostium abdominale tubae uterinae, uterus boşluğuna açılan deliğine de ostium uterinum tubae denir.

Ovariumdan ovulasyon(yumurtlama) ile atılan ovum(yumurta) ostium abdominaleden tuba uterina boşluğuna girer. Ovum, tuba uterinanın peristaltik dalgaları ve mukozasındaki silliaların yardımı ile uterus lümenine doğru iletilir.

Tarifsel amaçlar için tuba uterina 4 bölüme ayrılır.

infundibulum: ovarium tarafındaki, huni şeklinde olan 2 cm. ‘lik bölümdür.burada ostium abdominale tubae etrafında fimbriae tubae denen saçaklar vardır.

Ampulla: tuba uterinanın en uzun, ince duvarlı orta bölümüdür. Ovum spermiumlar tarafından genellikle burada döllenir.

İsthmus: uterusa yakın olan dar bölümdür.

Pars uterina : tuba uterinanın, uterus duvarı içinde kalan 1 cm. uzunluktaki en dar lümenli bölümdür.

Tuba uterinanın duvar yapısı, içi boşluklu organların duvar yapısına uyar.

1.1.3. Uterus (Metra, Hystera, Ana Rahmi)

Uterus, pelvis boşluğunda, rektum ile mesane arasında yer alan, kalın duvarlı, içi boş muskuler bir organdır. Önden arkaya basık, ters duran bir armuta benzeyen uterusun üst bölümünün(fundus) iki yanından tuba uterinalar açılır. Alt bölümü ise(serviks)vajina ile devam eder.

Zigotla başlayan insan yaşamının ontogenetik evriminin geçtiği yer olan uterus, insan yavrusunun bu gelişim ve değişimi esnasındaki beslenmesi yanında doğumunu da sağlar.

Doğum yapmamış yetişkin bir kadında, uterus uzunluğu 7-8 cm. en geniş yerindeki genişliği ise 5 cm., ağırlığı 30-50 gr.dır.

Tarifsel amaçlar için uterus 4 bölüme ayrılır

Fundus: uterusun üst bölümüdür. Salpinksler buraya tutunur.

Korpus:uterus kitlesinin yaklaşık 2/3 ünü kapsayan, fundus dışındaki geniş üst bölümüdür. İçerisinde cavitas uteri yer alır.

İsthimus: uterus korpusu ile boynu arasında kalan yaklaşık 1 cm. ‘lik bölümdür.

Serviks: uterus kitlesinin 1/3 alt bölümüdür. Boyun bölümü içinde kalan uterus boşluğuna canalis cervicis(serviksal kanal) denir. Serviksal kanal internal os ile cavitas uteriye external os ile vaginaya bağlanır. Serviksin bir bölümü vagina içinde kalır

1.1.3.1. Uterusun Normal Duruşu

Küçük pelvisin ortasında, mesane ile rectum arasında duran uterusun uzun ekseni axis pelvise uyar. Uterusun, kadınların % 80 inde görülen bu normal duruşu “anteversiyon+antefleksiyon”terimleri ile belirtilir. Antefleksiyon, internal os düzeyinde korpusun öne, serviks uteriye doğru bükülmesidir. Vagina uzun ekseni ile uterus uzun ekseni arasındaki açıklığı öne bakan 90 120 ‘lik açıya da anteversiyon açısı denir. Uterusun normal pozisyonunu koruyan ve uterusun yerinde durmasını sağlayan yapılar şunlardır; Lig.latum uteri, lig.teres uteri, lig.cordinale, lig.pubocervicalis, lig.sacrocervicalis.

Lig.latum uterinin uterusa yakın bölümüne mesometrium tuba uterinaya yakın bölümüne mesosalpinks, ovariuma yakın bölümüne mesovarium denir. Lig.latum uterinin iki yaprağı arasında bulunan bağ dokusu parametrium olarak adlandırılır (1).

1.1.3.2. Uterusun Yapısı

Uterusun duvarı çok kalın olup dört tabakadan yapılmıştır. Bunlar tunica subserosa, tela serosa, tunica muscularis, tunica mucosa:

Tunica seroca (Perimetrium): Uterusu örten periton arkada korpus ve serviksin supravaginal kısmını, önde ise yalnızca korpusu örter. Uterusun arka yüzünün dörtte bir alt kısmında periton ile yakın temas yoktur. Arada büyük bezler ve gevşek bağ dokusu bulunmaktadır.

Tunica Muscularis(Myometrium): Uterusun yapısının büyük bir kısmını teşkil eder. Düz kas liflerinden yapılmış kalın bir tabakadır. Fundus ve korpusun orta kısımlarında kalınlığı 1.25 cm, tuba uterinanın açılış yerinde ise daha incedir. Kas demetleri arasında kan damarları, lenf damarları ve sinirlerden zengin bir bağ dokusu vardır. Gebelikte kas liflerinin büyümesi sonucu myometrium belirgin bir genişleme gösterir. Kas lifleri değişik yönlerde seyretmesine karşın dış, orta ve iç olmak üzere üç tabaka oluşturacak şekilde düzenlenmiştir. Serviksteki kas lifleri korpusa nazaran daha fazla kollojen ve elastik fibril içerir. Dış tabakada esas olarak longitudinal seyreden kas lifleri vardır. Bu lifler fundusun üzerinden geçer ve uterusun üst köşesinde birbirleri ile birleşip tuba uterina, ligamentum teres uteri ve ligamentun ovari propriumda devam eder. Bazı lifler ligamentum latum ve serviksten ligamentum sacrouterinaya geçerler. Orta tabakada esas olarak langitudinal seyreden kas lifleri vardır. Bu lifler fundusun üzerinden geçer ve uterusun üst köşesinde birbirleri ile birleşip tuba uterina, ligamentum teres uteri ve ligamentum ovari propriumda devam eder. Bazı lifler ligamentum latuma ve serviksten ligamentum sacrouterinaya geçerler. Orta tabaka en kalın tabakadır. Lifler langitudinal, oblik ve transvers istikamette düzensiz olarak seyreder. Bu tabaka kan damarları ihtiva eder. İç tabaka, langitudinal ve circular seyreden kas lifleri ihtiva eder.

Tunica Mucosa(Endometrium): Uterusun mukozası tuba uterinanın fimbria-larının bulunduğu uca kadar uzanır. Altta da vaginanın mukozası ile devam eder.

Korpus uterinin mukozası ovarial siklus nedeniyle devamlı değişir. Siklus boyunca proliferasyon, sekresyon, deskuamasyon ve rejenarasyon devrelerinden geçer. Embriyonun beslenmesini sağlar. Endometriumda bol kan damarları ve bezler vardır(2).

2. ERKEK ÜREME SİSTEMİ (Organo genitalia masculina)

Erkek üreme sistemi de kadın üreme sisteminde olduğu gibi üreme hücrelerini (gametler, erkekte spermatozoon) oluşturan temel üreme organı (gonado,testis)ile bu hücreleri kadın cinsel birleşme organına ulaştıran iletici yollar(viae genitales)ve eklenti bezlerden oluşur.

İletici yollar(viae genitales, genital yollar), ductus epididymis.duc.deferens, duc.ejaculatorius ve üretra masculinadan oluşur. Eklenti genital bezler, salgılarını genital yollara boşaltan, ejakulat oluşumuna katkı sağlayan ve işlevsel olarak testisin ürettiği testosterona bağımlı bezlerdir. Bunlar vesicula seminalis, prostat ve gll.bulboüretralistir.

Üreme sistemi, vücudun diğer sistemlerinden daha kompleks kontrol sistemleri ile idare edilir. Üreme fonksiyonları, normal feedback sistemler yanında kişinin psişik dünyasından fazlaca etkilenir. Psişik stresler, ereksiyon mekanizmasını bozarak cinsel birleşmeyi olanaksızlaştırırken hipotalamus üzerinden hormonal kontrolü de bozarlar.

Üreme organları, yerleşim yerlerine göre iç üreme organları ve dış üreme organları olarak iki gruba ayrılırlar. Erkek üreme organlarından testisler, üretraya kadar olan genital yollar ile eklenti bezler iç genital organlar, penis ve taşıdığı genital üriner yol dış genital organlar başlığı altında incelenir.

2.1. İç Üreme Organları (Organa genitalia masculina interna)

2.1.1 Testis (orchis, didymis, erbezi)

Testisler erkekte temel üreme organı olup, testis torbası(scrotum) içinde yer alırlar. Oval şekilde, yanlardan basık, küçük bir kuş yumurtası büyüklüğünde(her biri 2.5×3.5 boyutlarında, 10-15gr. ağırlığında)çift organ olan testisler erkek üreme hücreleri olan spermatozoonlar ile erkek seks hormonları olan androjenleri üretir. Erken fotal dönemde, karın boşluğunda böbreklere yakın olarak yer alan testisler, fetüs geliştikçe aşağıya doğru hareket ederek(descensus)doğumdan hemen önce inguinal kanal aracılığı ile scrotuma inerler. Testislerin normal fonksiyonlarını yapabilmeleri için, karın boşluğundan scrotuma inmeleri zorunludur. Scrotum içinde yer alan her bir testis, tunica albuginea olarak adlandırılan kalın bir kapsül ile sarılıdır. Bu kapsül, arka kenarından testisin içine girerek mediastinum testisi oluşturur. Mediastinum testis, testise girip çıkan damarlar ile rete testise ait kanalcıkları içerdiği gibi gönderdiği bölmelerle de testisi 250-300 lobçuğa böler. Her bir lobçukta 3-4 tane olmak üzere tüm testiste 1000 kadar seminifer kanalcık (tubulus seminiferus) bulunur. Testisin temel parankima yapısını oluşturan seminifer kanalcıklar spermatozoonların üretildiği yerlerdir. Spermazogenezis, hipofiz bezinin ön lobundan salgılanan gonadotropik hormonların uyarısı sonucu 10-14 yaşlarında başlar. Testosteron vb. androjenler, seminifer borucuklar arasındaki gevşek bağ dokusu içinde yer alan interstisyal endokrin hücreler(leydig hücreleri) tarafından yapılır.

Seminifer kanalcıklar, mediastinum testise uzanarak burada birbirleri ile ağızlaşmalar oluştururlar. Mediastinum testisteki bu kanalcık ağı rete testis olarak adlandırılır. Rete testise ulaşan spermatozoonlar, buradan çıkan 10-20 adet ductuli efferentes testis ile epididimin kanal sistemine ulaştırılır.

Testisler, abdominal aorta’dan çıkan testiküler arterler ile kanlandırılır. Testislerin venoz kanı sağda v.cava inferiora , solda v.renalise dökülür. Testisler otonom sinirlerle innerve edilir.

2.1.2. Epididim(Epididymis)

Epididim, her bir testisin arka-üst bölümü üzerinde yerleşmiş 5-6 cm. uzunluğunda, üst bölümü geniş(caput), aşağı bölümleri giderek daralan bir eklentidir. Bir kanal sisteminden ibaret olan epididim, rete testisten ductuli efferentes testisler ile aldığı spermatozoonlar duc.deferans(vas deferans)e iletme yanında, spermiumlar için bir olgunlaşma ve depolama yeri olarak da görev yapar. 5-6 cm. uzunluktaki epididim içinde kesintisiz şekilde kıvrılmış olan epididim kanalı(duc.epididymis)gerçekte 5-7 cm. (sindirim kanalının uzunluğu kadar) uzunluktadır.

Epididim kanal sistemine kadar olan yollardaki spermiumlar oldukça hareketsiz oldukları halde, epididim kanalı içindeki asit ortamda 18-20 saat ile 3 hafta bekleyen spermiumlar ovumu dölleyebilecek olgunluğa erişirler. Spermiumların epididim kanalı içindeki olgunlaşma mekanizmaları tam olarak bilinmemektedir.

2.1.3. Ductus Deferens (Vas Deferens, Sperma Kanalı)

Ductus deferens, epididimin kuyruk bölümünün ucundan başlayıp epididim kanalının devamı şeklinde uzanan, kalın kassal bir borudur. Vas deferens 40-50 cm. uzunluğunda olup, ampulla bölümü hariç sadece spermiyumların iletimiyle görevlidir.

Önce scrotum içinde epididimin iç yanında, testisin arka kenarı boyunca yukarıya doğru seyreden vas deferens, daha sonra funiculus spermaticus içinde olarak inguinal kanalı geçer ve karın boşluğuna girer. Karın boşluğuna girdikten sonra funiculus spermaticus oluşumlarından ayrılan ductus deferens, arteria vena epigastrica inferioru dış yanından, arteria vena iliaca externaları önden çaprazlayarak pelvis minora girer. Pelvisin yan duvarında aşağıya iç-yana doğru uzanır. Mesaneye ulaşmadan önce üreteri önden çaprazlayıp rectum ile mesane arasına sokulur. Burada, prostatın tabanına doğru ilerleyen vas deferens, vesicula seminalisin boşaltma kanalı ile birleşerek ejakulator kanalının oluşumuna katılır. Vas deferensin ejakulator kanal oluşumuna katılmadan önceki 5 cm. lik bölümü oldukça geniştir. Yaklaşık 1 cm. kalınlıktaki bu genişlemiş bölüme ampulla denir. Ampulla, spermiumlar için bir depolama yeri olarak da fonksiyon görür.

Vas deferens, facia mukoza, facia muscularis ve tunica adventisya olarak üç katmanlı bir duvar yapısına sahiptir. Bu tabakalardan en kalını, kas tabakası olup üç ayrı doğrultuda seyreden düz kas liflerinden yapılıdır.

2.1.4. Duktus Ejakulatorius (Ductus Ejakulatorius)

Ductus ejakulatorius, vas deferensin boşaltma kanalı ile birleşmesinden sonraki terminal bölümü olup yaklaşık 2 cm. uzunluktadır. Lümen çapı başlangıçta 0.5-0.8 mm, sonunda 0.2 mm dir. Duvarında düz kas yoktur.

Ductus ejakulatorius, prostat bezi içerisinde aşağıya-öne doğru seyrederek üretranın prostatik parçası içine açılır. Prostat bezi içerisinde daralarak giden ejakulator kanal, ductus deferens içeriği ile vesicula seminalis salgısının karıştırılması ve lümen içeriğinin atılmasını sağlar (1).

2.1.5. Eklenik Genital Bezler

Eklenik genital bezler, yaptıkları salgıları boşaltma kanalları aracılığı ile genital yollara akıtan bezlerdir. Bu bezlerin salgıları, spermiumların beslenmeleri ve hareket olanaklarının arttırılmaları yanında, ejakulatın sulandırılması ve vaginanın asidesinin nötralizasyonunda rol oynar. Erkek üreme sistemi kapsamında şu eklenik bezler vardır.

Vezikula Seminalis:

Çok dallanma gösteren tubulo-alveoler bezdir. Küçük pelviste mesane tabanı ile rectum arasında, ductus deferens ve üreterin son bölümüyle komşu olarak yer almış eklenik bezdir. Kesecikler içeren, kıvrımlar yapmış tek bir kanal sisteminden oluşan bez 5-7 cm uzunluğunda 2-2.5 cm. genişliktedir. Bezin içindeki kıvrımlı kanal sistemi 10-15 cm. uzunluktadır.

Vezikula seminalis’in yapmış olduğu salgı, içindeki kanal sisteminin devamı şeklindeki boşaltma kanalı yolu ile boşaltılır. Bu kanal dik açı yaparak birleştiği ductus deferens ile ductus ejakulatorius oluşumuna katılır. Yapışkan, uzayan, renksiz, kokusuz, alkali reaksiyon gösteren ve fruktozca zengin bir salgı salgılarlar. Bezin bu salgılama fonksiyonu testosteron ile düzenlenir.

Prostat:

Genital eklenti bezlerinin en büyüğü olup, idrar kesesinin aşağısında, üretranın ilk 3 cm. lik bölümü etrafında yerleşmiştir.

Prostatın mesane boynu ile sıkı komşuluk yapan geniş üst kısmına basis, aşağıda diaphragma üregenitale üzerinde oturan dar bölümüne apex, symphysis pubica’ya bakan ön yüzüne facies anteriör denir.

Prostat, koyu kırmızı renkte, oldukça sıkı dokulu, sert kıvamlı, kestane şeklinde bir bezdir. Bez dıştan ince, sağlam fibromusculer bir kapsülle sarılmıştır. Kapsülün altındaki prostat dokusunda 30-50 adet tubuloalveoler bez bulunur. Bu bezler salgılarını, çok sayıda kanalla üretranın prostatik bölümüne akıtırlar.

Günde 0.5-2 ml prostat salgısı üretilir. Bu bezin salgılama fonksiyonu da testosteron tarafından kontrol edilir ve süt gibi alkalik bir salgıdır.

Prostat bezinde 5 lob ayırt edilir. Lobus medius, posterior ve lateralis olarak adlandırılan loblar içinde, median lob prostat hipertrofisi(BPH), posterior loblar prostat kanserinin en çok kaynaklandığı bölümler olarak bilinir. İyi huylu bir büyüme olan BPH, üretranın prostatik bölümünü daralttığı gibi aşırı büyümelerde tümüyle tıkayabilir.

Bulboüretral Bez: (Gll. Bulbouretralis)

Cowper bezleri olarak da adlandırılan bulboüretral bez bir çift olup, prostatın aşağısında, membranöz üretranın iki yanında üregenital diaphragma içinde yer alırlar. Bezler şeffaf, albüminden zengin, alkali mukoid karakterli salgılarını, 2.5-4 cm. uzunluktaki boşaltma kanalları ile üretraya akıtırlar. Testosteron kontrolü altındaki salgı, seksüel uyarı ile üretraya boşalır. Bu salgı üretranın kayganlaşması, üretra mukozasının idrarın irridatif etkisinden korunması ve meni içeriğini katkı gibi fonksiyonlara sahiptir. Cowper bezleri Testosteron yokluğunda atrofiye olur (3).

3. ERKEK VE DİŞİ EŞEY HÜCRELERİNİN GELİŞME VE OLGUNLAŞMALARI

Erkek eşey hücresi testiste, dişi eşey hücresi de ovariumda yapılır. Bu hücreler kendilerine ait organlarda bir takım aşamalar geçirerek olgunlaşırlar ve sonra zigotu meydana getirmek üzere birleşirler. Erkek ve dişi eşey hücrelerinin birleşmeleri için bunların olgunlaşmaları gerekir. Bu olgunluk, kromozom sayısının redüksiyonu ile karakterize olan bir bölünmeden ibarettir ve mayoz bölünme adını alır. Olgun eşey hücrelerinin meydana gelişine erkekte spermatogenezis, dişide ise oogenezis adı verilir. Her iki olayda da üç evre görülür: çoğalma, büyüme ve olgunlaşma.

3.1. Spermatogenezis

Spermatogenezis, testisin tubulus seminiferus contortus adı verilen kıvrımlı kanallarında gerçekleşir. Spermatogenezis, goniyogenezis, spermatositogenezis ve spremiyogenezis dönemlerini kapsar. Spermatogonyumdan başlayarak spermatozoon oluşuncaya kadar geçen olaylar dizisinde çoğalma, büyüme, olgunlaşma ve başkalaşma evreleri vardır.

Çoğalma evresinde spermatogonyumlar mitoz bölünmeyle sayıca artarlar. Bu döneme goniyogenezis denir. Sprematogonyumların A ve B tipleri vardır. Spermatogonyum A’ların bir kısmı kaynak hücresi olarak kalırken, bir kısmı da spermatogonyum B’lere dönüşür. Spermatogonium B’ler daha iridir ve bazal membrandan tubulusun lümenine doğru hareket ederler. Spermatogonyum B ‘ler mitotik bölünme ile sayılarını arttırarak luminal yüze doğru yönlenirler ve daha da büyüyerek, primer spermatositleri şekillendirirler. Bu dönem büyüme evresidir. Primer spermatositlerden itibaren olgunlaşma evresi başlar. Olgunlaşma, mayoz bölünmeden ibarettir. Primer spermatositlerden birinci mitoz sonunda sekonder spermatositler, sekonder spermatositlerden de ikinci mitoz bölünme sonucu, haploid kromozom içeren spermatitler şekillenir. Bu olay spermatositogenezis adını alır. Mayoz bölünmenin tamamlanmasından sonra spermiyogenezis başlar. Spermatidler başkalaşma evresine girer. Spermatitler çekirdek ve stoplazmalarında görülen bir seri değişiklikler sonucu, o türe özgü biçimlerini kazanarak spermatozoonlara dönüşürler. Spermatogenezisin tamamlanması insanda gün alır. Bu canlının türüne göre değişiklik gösterir.

Spermatogeneziste testis hormonu olan testosteron ile hipofiz hormonları olan FSH, LH ve androjen taşıyıcı proteinlerin rolü vardır. Hipofizin ön lobundan salgılanan FSH tubulus seminiferus contortuslardaki sertoli hücrelerini etkileyerek bu hücrelerden androjen taşıyıcı proteinlerin salgılanmasını sağlar. Cinsel erginliğe ulaşıldığında, hipofiz ön lobundan salgılanan LH, testis intertisyel dokusunda bulunan Leydig hücrelerini etkileyerek testosteronun salgılanmasına neden olur. Dolaşım ile tubulus seminiferus contortuslara gelen testosteronun androjen taşıyıcı protein ile oluşturduğu kompleks, spermatogoniumları etkileyerek çoğalma sürecini başlatır.

FSH, spermatogenezisin başlatılması, LH ve Testosteron hormonu ise sürekliliği için gereklidir.

3.2. Oogenezis

Dişi eşey hücresinin(oosit) gelişip olgunlaşmasına oogenezis denir. Spermatogeneziste olduğu gibi, oogeneziste de çoğalma, büyüme, olgunlaşma evreleri vardır. Çoğalma evresi prenatal dönemde gözlenir. Primitif eşey hücreleri gonad taslaklarına gelince oogoniumlara farklılaşırlar. Oogoniumlar mitozla bölünerek sayılarını arttırırlar. Oogoniumların bir kısmı büyüyerek primer oosit(oosit 1) lere dönüşürler. DNA ‘ları replike olur ve 1. Olgunlaşma bölünmesinin profaz evresin girerler ve tek katlı yassı epitel ile sarılarak primordiyal foliküller meydana getirirler. Primordiyal foliküllerdeki primer oositler ergenlik(puberty)dönemine kadar 1. Olgunlaşma bölünmesinin profaz evresinde beklerler. Büyüme evresi puberty ile başlar. Primordiyol foliküllerdeki primer oositler büyürler ve çevrelerindeki tek katlı yassı follikul epiteli önce tek katlı kübik, tek katlı prizmatik ve mitoz ile çoğalarak çok katlı folikül epitelini şekillendirir. Böylece bu dönemde FSH ve LH ın etkisiyle primordial foliküllerden sırasıyla primer, sekonder, tersiyer ve graaf folikülleri gelişir. Olgunlaşma evresi, arlarda iki mitoz bölünmeyi içeren mayoz bölünmeden ibarettir.

Birinci olgunlaşma bölünmesi, ovulasyondan az önce yada ovulasyon sırasında tamamlanır. Birinci olgunlaşma bölünmesi sonucunda oosit 2 ve birinci kutup hücresi (polisit 1)şekillenir. Kutup hücresinin sitoplazması çok azdır, oosit 2 ‘nin yüzeyine tutunmuş halde bulunur. İkinci olgunlaşma bölünmesi, ovulasyondan sonra tuba uterinada spermatozoonun oosit 2 ye girişi sırasında tamamlanır. 2. Olgunlaşma bölünmesi sonunda oosit 2 den, haploid kromozom içeren olgun yumurta hücresi (ovum) ile ikinci kutup hücresi (polosit 2) şekillenir. Böylece, olgunlaşma evresi sonunda oosit1′den olgun bir ovum ile buna bitişik olan kutup hücreleri meydana gelir.

Oogeneziste birinci ve ikinci olgunlaşma bölünmeleri ile meydana gelen kardeş hücrelerden kutup hücrelerinin (polosit 1 ve 2′ler) stoplazmaları azdır, tam gelişme-diklerinden olgun yumurta hücrelerine dönüşmezler, döllenmeye de uygun değildirler ve sonrada dejenere olurlar. Bu nedenle oogeneziste mayotik bölünmeler sonucu bir adet oosit 1 den bir adet olgun yumurta hücresi meydana gelir.

Spermatogeneziste ise meydana gelen kardeş hücreler tam olarak gelişirler, eşit büyüklüktedirler ve aynı özellikleri gösterirler. Bu nedenle 1 adet spermtosit 1 den 4 adet olgun erkek eşey hücresi meydana gelir (4).

4. GENİTAL SİKLUS

Dişi cinsiyete özgü fonksiyonların en önemlisi üremedir. Kuşakların devamını sağlayan üreme olayının garanti altına alınabilmesi için kadın vücudunda, menarşeden ilk adetin başlamasından menapoza, yani son adetin görülmesine kadar ortalama otuz yıl devam eden ve her ay muntazam bir şekilde görülen bazı değişiklikler meydana gelir. Bu değişikliklerin gözle görülen en önemli belirtisi, kadında her ay, daha iyi bir deyim ile her adetin başlamasından diğer adetin başlamasına kadar geçen zamana siklus denir. Sağlıklı bir siklusun amacı, kadının üreme ödevini garanti altına almaktır. Adet, bir siklus boyunca, döllenmiş ovumun yuvalanması için endometriyumda hazırlanmış yatağın, gebelik olmadığı için kanama ile dışarıya atılmasıdır. Bu bakımdan adete, döllenmemiş ovumun cenaze merasimi diyenlerde vardır.

Endometriyum yatağının hazırlanması için over hormonlarına gereksinim vardır. Yani ancak overlerden çıkan hormonlar aracılığı ile endometriyumda uygun yatak hazırlanabilir. Over hormonlarının salgılanması içinde hipofizden bazı hormonlar salgılanarak overler üzerinde etki etmesi lazımdır. Hipofizden salgılanan bu hormonlara gonadotropinler adı verilir. Olay bu kadarla da kalmamaktadır. Hipofizin uygun düzeyde gonadotrop hormonlar salgılayabilmesi için de, hipotalamustaki arabeyinden bazı faktörlerin salgılanması, bunların hipofize ulaşarak buradan gonadotrop hormonların serbest hale gelip overler üzerine etki etmesi gerekmektedir. Bütün bunların yanında dış alemden gelen etkilerin ve bu arada ayrıca tiroid, böbreküstü bezi hormonlarınında bu olayda etkili rolleri olduğu ifade edilecek olursa, siklusun sonunda adetin meydana gelmesi için sistemli bir etkinliğin aksamadan çalışması lazım geldiği meydana çıkar.

4.1. Hipotalamus

Hipotalamusun ara beyin bölgesindeki seksüel merkez, siklusun sağlıklı olarak seyri için çok önemli hormonlar üretir. Hipofiz ön lobundan, gonadotrop hormonların salgılanmasını serbest hale getirdiği için bu hormonlara gonadotrop salgılatıcı hormon adı verilir. Bu hormon kan yoluyla hipofiz ön lobuna ulaşır.

Bunun yanında hipotalamustan bir hormonun daha salgılandığı kabul edilmektedir. Bu hormonun adı prolaktin hormonunu inhibe eden faktör(PİF) dür. Bu faktörde tıpkı Gn-Rh gibi kan yoluyla hipofize ulaşır. Bu faktör hipofizden salgılanan prolaktinin salgılanmasını önler. Bunun için bu faktöre PIF adı verilir. Prolaktinin salgılanmasını önleyen bu faktör olmazsa, hipofizden salgılanan bu hormon memeler üzerine devamlı olarak etki yaparak gebelik ve lohusalık dışında da memeden süt salgılanır. İşte hipotalamustan salgılanan PIF, prolaktinin salgılanmasını önlemektedir. Prolaktin hormonunun bilinen en önemli ödevi, laktogenezi, yani memelerden süt salgılanmasını sağlamasıdır.

4.2. Hipofiz

Hipofiz, insanda fonksiyon bakımından iki loba ayrılmıştır. Bu iki lobda hormon salgılama yeteneğine sahiptirler.

Hipofizin ön lobundan salgılanan üç gonadotrop hormon vardır. Bunlar

Folikülü Stimüle Edici Hormon(FSH)

Lüteinize Edici Hormon(LH)

Lüteotrop Hormon(LTH)

FSH ve LH ‘un üretimi Gn-RH ‘ın ritmine uygun olarak meydana gelir. FSH overde var olan primordial foliküllerin gelişerek sekonder ve tersiyer folikül hale gelmesini sağlar. Böylece östrojen hormonu salgılanır. FSH ve birazda LH ın yardımıyla primordiyal foliküller bir yandan östrojen salgılar, diğer taraftan da olgunlaşan ve Graaf folikülü haline gelen folikül çatlamaya hazır bir hale gelir. Bu esnada LH un ani artmasıyla yeni FSH/LH arasında oluşan bir denge değişikliği ile ovulasyon meydana gelir. Çatlayan folikülden ovum dışarıya atılır. Böylece içi boşalan graaf folikülü bölgesinde korpus luteum haline gelir. Meydana gelen korpus luteum, bol miktarda progesteron hormonu bu arada aynı zamanda östrojen hormonu da salgılamaya başlar.

4.3. Overler

Bu organlar, kadının bütün hayatı boyunca, özellikle cinsi olgunluk çağında anatomik ve fonksiyonel yönden periyodik değişikliklere uğrar. Bu değişiklikler, hem türün devamının garanti altına alınması ve hem de kadına kadınlık özelliklerinin kazandırılması yönünden çok önemlidir.

Overler, yeni doğan bir kız çocuğunda 500.000 kadar primordial folikül içerir. Primordial foliküller, FSH ve LH ların etkisiyle sekonder ve tersiyer folikül haline gelirler. Primordial foliküllerin 450 kadarı, Graaf folikülü haline gelir ve çatlayarak ovulasyonu oluşturur. Ovum, tubalar tarafından tutulmak için karın boşluğuna atılır. Diğer foliküller gerileyerek atrofik hale gelirler.

Primordial foliküllerin çevresindeki tek sıralı folikül epiteli, FSH ‘nun etkisiyle birkaç sıralı hale gelerek sekonder folikül adını alır. Daha sonra aynı hormonun etkisiyle içinde folikül boşluğu meydana gelir ve bu boşlukta sıvı toplanmaya başlar. Böylece tersiyer folikül meydana gelmiş olur. Bu esnada folikül çevresindeki birkaç sıralı folikül epiteli 6-8 sıralı hale gelir ve membrana gronuloza haline dönüşür. Folikül içindeki gronuloza hücrelerinden kumulus ooforus denen bir tümsek belirir. Ovum işte bu tümseğin içindedir.

Meydana gelen çok sayıdaki sekonder ve tersiyer foliküller östrojen salgılarlar. Bu salgılanan östrojenin genel olarak siklusla ilgisi yoktur ve kadın vücudunda olması lazım gelen östrogen düzeyini temin ederler. Bu östrojen düzeyi, kadına kadınlık karakterini kazandırır.

Tersiyer foliküllerden sadece bir tanesinden gelişme devam eder. Bu sırada follikül içindeki boşluk büyür ve Antrium adını alır. Bu esnada granuloza hücreleriyle ovum arasında zona pellucida denen bir tabaka belirir. Kısa bir müddet sonra graaf folikülü haline gelen oluşumun duvarı incelir ve FSH/LH hormonları arasındaki dengede meydana gelen değişiklikle yırtılır ve ovum etrafındaki kumulus ooforus hücreleriyle ve bir miktar folikül sıvısı ile karın boşluğuna atılır ve tubanın fimbrialarının emici hareketleriyle tuba boşluğuna geçer. Graaf folikülü yırtılıp ovum dışarıya atıldıktan sonra, geriye kalan folikülde değişiklikler meydana gelir. Folikül içi boşaldığı için duvarları çöker ve kıvrılır. Granuloza ve teka hücrelerinde proliferasyon başlar. Hücreler LH ve LTH hormonunun etkisiyle luteinizasyona uğrar.

Lipoid birikimi ile sarı bir renk alır. Onun için buna sarı cisim(korpus luteum) adı verilmiştir. Böylece çok kısa bir süre içerisinde bir iç salgı bezi meydana gelir. Korpus luteum, progesteron ve östrojen salgılamaya başlar. Bu hormonlarda olası bir gebelik için endometriyumu embriyonun yerleşmesi için uygun hale getirir. Ovulasyon gebelikle sonuçlanmazsa, 12-13 gün sonra korpus luteumda gerileme başlar. Bağ dokusu yayılarak luteinize granuloza hücreleri geriler ve korpus luteumun yerinde korpus albikans denen bir doku kalır.

Gebelik meydana gelirse korpus luteum gelişerek büyür ve korpus luteum graviditatis(gebelik korpus luteumu) adını alır. Üçüncü gebelik ayından sonra bu da geriler ve artık iyice gelişen gebelik hormonlarını salgılayan plesenta onun yerini alır.

4.4. Endometrium

Bir siklusun seyri esnasında, yukarıda açıklanan olaylara paralel olarak endometriyumda meydana gelen siklus olayları, dört bölüm halinde açıklanabilir.

4.4.1. Proliferasyon Fazı

Proliferasyon fazı dendiği zaman adetin bitiminden, yani adetin 5.gününden itibaren ortalama 12-13 güne kadar ki zamanı içerir. Bu devrenin özelliği, menstruasyon esnasında endometriyumun kanama halinde dökülen endometriyum fonksiyonalis tabakasının yeniden proliferasyonudur. Çünkü adet ile endometriumun fonksiyonalis tabakası dökülmüş ve geride, hemen uterus kasalarına komşu 1 mm kalınlığında endometrium basalis tabakası çıplak kalarak bir yara düzeyi oluşmuştur. Endometrium basalis tabakasında bez epitelleri ve damarlar vardır. Östrojen hormonunun etkisiyle menstruasyonla meydana gelen yara düzeyi, endometrium basalis tabakasının gelişmesiyle örtülür ve aynı zamanda proliferasyon başlar.

4.4.2. Sekresyon Fazı

Ovulasyondan adetin başlamasına kadar geçen zaman olup adetin 13-28 günleri arasını kapsar. Proliferasyon fazının sonunda ovulasyon olup korpus luteum meydana gelince salgılanan hormonların etkisiyle bezlerde ve arterlerde kıvrılmalar görülür. Spiral arterler meydana çıkar. Hücreler büyür ve bezlerde sekresyon belirtileri meydana gelir.

4.4.3. Deskuamasyon Fazı

Ovulasyondan sonra ovum döllenmezse korpus luteumda geriler. Böylece progesteron ve östrojen üretiminde azalma başlar. Böylece fonksiyonalis tabakası çöker, spiral arterler kıvrılarak büzüşür. Kan dolaşımı bozulur. Dokuda beslenme bozuklukları oluşur. Böylece kanama başlar. Tüm fonksiyonalis tabakası kanama şeklinde dökülür.

4.4.4. Rejenerasyon

Adetin başlamasından bitimine kadar olan 3-5 günlük devredir. Overde gelişen foliküllerin salgıladığı östrojen hormonuyla geride kalan basalis tabakası yoluyla endometriyumun adetle meydana gelen yara düzeyi rejenere olur, yani tamir edilir (5).

5. DÖLLENME VE BÖLÜNMELER

Ovulasyonda, kendisini saran corona radiata hücreleri ile birlikte ovariumdan atılan ve yumurta yoluna(oviduct) düşen yumurta hücresi, oviduct silyumlarının ve düz kas kontraksiyonlarının etkisiyle fertilizasyon bölgesi olan ampullaya gelir. Spermatozoonun aksine oosit 2 bu bölgede beklemez ve yoluna devam eder. Bu nedenle spermatozoonun fertilizasyon bölgesine daha önceden gelip oosit 2 yi beklemesi gerekir. Oosit 2 24-48 saat canlılığını sürdürebilir. Oosit 2 döllenmezse uterusa geçer, dejenere olur ve ölür.

Cinsel ilişki yada suni tohumlama yoluyla, dişinin genital kanalına verilen spermanın seminal plazması uterus mukozası tarafından absorbe edilerek spermatozoonlar serbest kalırlar. Serbest kalan spermatazoonlar kuyruk hareketleri ve cinsel ilişki sırasında salgılanan oksitosinin vagina, serviks ve uterus düz kaslarında oluşturduğu düz kas kontraksiyonu sonucu, reotaksis ile önce serviks, sonra uterus ve oviducta geçerler. Spermatozoonların bir kısmı 30-60 dakika gibi kısa bir sürede oviduct a ulaşırken, bazıları da serviks ve uterustaki depolanma bölgelerinde toplanırlar. Serviks ve uterusun müköz örtüsü, bu bölgelerde spermatozoonların tutunmasını sağlamakla, spermatozoon deposu gibi hizmet görür. Spermatozoonlar bu bölgelerde fertilizasyon için gerekli olan son değişiklikleri geçirerek, yavaş yavaş ayrılırlar ve buna bağlı olarak ta oosit 2 ‘yi yakalama şansları arttırılmış olur. Spermatozoonun oosit 2′ yi dölleyebilmesi için spermatozoonun kapasitasyonu ve akrozom reaksiyonunun şekillenmesi gerekir. Akrozom reaksiyonun şekillenmesi için spermatozoonun, kapasitasyonunu tamamlamış olması gerekir.

5.1. Spermatozoonun Kapasitasyonu

Çiftleşme ile dişi genital kanala boşaltılan spermatozoonlar döllenme yeteneğine sahip değillerdir. Spermatozoonlar bu yeteneklerini, dişi genital kanalından geçişleri sırasında kazanırlar. Bu olaya kapasitasyon denir. Kapasitasyon esnasında özellikle uterus ve oviduct ta bulunan salgıların etkisiyle, spermatozoonun akrozom bölgesini örten hücre membranı üzerindeki glikoproteinler ve seminal plazma proteinleri tamamen uzaklaştırılır. Böylece kapasitasyon tamamlanır ve akrozom reaksiyonu başlar.

5.2. Akrozom Reaksiyonu

Kapasitasyonu tamamlanmış olan spermatozoonlar hücre membranlarında bulunan yüzey reseptörleri vasıtasıyla ampullada bulunan oosit 2 yi yakalarlar. Oosit 2 ‘nin zona pellucidasında, değişik tür glikoproteinlerin oluşturduğu, spermatozoonların yüzey reseptörleri için türe özgü bağlanma bölgeleri bulunur. Spermatozoonların bu bölgelere bağlanmasıyla Ca iyonlarının spermatozoonlara alınması hızlanır ve böylece akrozom reaksiyonu başlar. Akrozomun dış zarı, spermatozoonun hücre zarı ile yer yer kaynaşır. Kısa sürede eriyerek açılan bu bölgelerden, akrozom enzimleri(hiyalorinidaz, akrozin, proteaz, glikuronidaz) dışarı çıkarlar. Bu bölgelerdeki hücre zarı ve akrozomun dış zarı tamamen erir, geriye sadece iç akrozom zarı kalır. Bu olaya akrozom reaksiyonu adı verilir (4).

DÖLLENME (FERTİLİZASYON)

Kapasitasyonunu tamamlamış olan spermatozoonlar ile 2.mayoz bölünmenin metafaz aşamasında bulunan oosit 2 ampulla bölgesinde karşılaşırlar. Akrozom reaksiyonunun başlamasıyla salınan hiyalorinidaz enzimi, corona radiata hücrelerini birbirlerine bağlamaya yarayan hiyaluranik asiti hidrolize ederek hücrelerin dağılmalarına neden olur. Corona radiata engelini geçen spermatozoonlar zona pellucida engelini geçmeye çalışırlar. Akrozomlardan salgılanan hiyoluronidaz, akrozin gibi eritici(ıytıc)enzimlerin etkisiyle zona pellucida da yer yer geçit yolları açılır. Bu engelleri ilk aşan spermatozoon postakrozomal bölgesindeki hücre zarı ile oosit 2 ‘nin hücre zarına yapışır ve bu kısımda her iki hücre zarı erir ve açılan bu noktadan spermatozoon, baş ve kuyruğu ile birlikte oosit 2 ‘nin stoplazması içine girer.

Spermatozoon girer girmez zona reaksiyonu denilen ve diğer spermatozoonların geçişine izin vermeyen bir olay meydana gelir. Bu olay, oosit 2 ‘nin stoplazmasındaki cortikal granüllerin salgılarıyla şekillenir. Cortikal granüllerin salgıları oolemmada moleküler değişime ve zona pellucida ‘daki spermatozoonların özel bağlanma bölgelerinin kaybolmasına neden olarak, ikinci bir spermatozoonun içeri girişine engel olurlar.

Bu olaydan sonra oosit II, derhal ikinci olgunlaşma bölünmesine geçerek polosit II’yi atar ve haploid kromozomlu olgun yumurta hücresine (ovum) dönüşür (4). Ovuma giren spermatozoon ikinci olgunlaşma bölünmesi tamamlanıp ikinci kutup cisimciği atılıncaya kadar ovumun stoplazması içinde belli bir değişikliğe uğramadan durur. 2.olgunlaşma bölünmesi tamamlandıktan sonra oluşan nükleusa pronükleus adı verilir. Bu da yuvarlak ve oldukça küçük bir nukleustur ve kromatini ağ biçimindedir. Bu anda boş kısmı önde ve kuyruk arkada olmak üzere ovuma girmiş bulunan spermatozoon da bir takım değişiklikler belirmeye başlar. İlk önce kuyruk diğer kısımlardan ayrılır. Bundan sonra baş ve boyun 180 derecelik bir dönüş yaparak boyun önde ve baş arkada olmak üzere dişi hücre içersinde ilerler. Bu anda baş içinde bulunduğu stoplazmadan su emerek şişer ve en sonunda gevşek kromatinli bir nukleus halini alır. Bu şekilde yeniden oluşmuş bulunan bu nukleusa erkek pronukleus adı verilir. Bu olaylar olurken erkek pronukleusun etrafında bir ışınlanma belirir. Bu ışınlanmanın ortasında spermatozoonun proksimal sentrozomu bulunduğundan bu olaya spermatik aster de denir. Bunun oluşu, spermatozoonun girişi ile ovum stoplazmasındaki kolloidal düzenin değişmesinden ileri geldiği sanılmaktadır. Bundan sonra her iki pronukleus birbirine doğru giderek, kutup cisimcikleri arasından geçen bir plak üzerinde yer alırlar. Her iki pronükleusun birbirine değip kaynaşmasından sonra döllenme meydana gelir ve zigot oluşur. Zigot oluşumunu takiben bölünmeler başlar. Döllenmiş yumurtanın bu mitotik bölünmelerine segmentasyon adı verilir(6).

II. BÖLÜM

İNFERTİLİTE

İnfertilite, evli çiftlerin en az bir yıl korunmadan, düzenli cinsel ilişkiye rağmen çocuk sahibi olamamalarıdır. Evli çiftlerin yaklaşık % 15 i bu sorunu yaşamaktadır.

İnfertilite sorunu yaşayan çiftlerin fazlalığı ve yarattığı sorunlar, infertilite tanı ve tedavisinde hızlı gelişmelere ve teknolojik tüm imkanların zorlanmasına neden olmuştur. Birkaç yıl öncesine kadar bir çok çift için kendi çocuğuna sahip olmak fikri hayal olarak görülürken, in vitro fertilizasyon(IVF) un da içinde bulunduğu bir çok yardımcı üreme tekniği bu hayali gerçekleştirebilme yolunu açmıştır (7).

1. İNFERTİLİTENİN KAYNAĞI

Problemin kaynağı;

Yalnız kadın % 40

Yalnız erkek % 25

İkisinden (hem kadın hem erkek) % 25

Sebebi bilinmeyen % 10

(8).

1.1. Tubal Faktörlere Bağlı İnfertilite

İn vitro fertilizasyon-embriyo transferi(IVF-ET) uygulamalarında en sık karşılaşılan endikasyon, tubal hasara bağlı infertilitedir. Tubal hasara bağlı infertilite tedavisinde, geçirilmiş tüp ligasyonu için yapılan tubotubal anastomaz ve izole proksimal tubal oklüzyon için yapılan, tubokornual anastomoz dışındaki fertiliteyi arttırıcı cerrahi girişimlerin başarı şansı düşüktür. Tubal cerrahinin başarısız olmasının en önemli nedeni tüplerde oluşmuş olan endosalpingial hasardır. Özellikle distal tubal obstruksiyonu olan olgularda gebelik şansı uygulanan ameliyat tekniğinden bağımsız hidrosalpinksin çapı, duvarının kalınlığı, endosalpingial kıvrımların korunma derecesi ve peritubal adezyonların varlığı ile doğru orantılıdır. Bu parametrelerin olumlu olduğu durumlarda % 60 lara çıkan gebelik oranları, parametrelerin olumsuz olduğu durumlarda ise % 10 ların altına düşmektedir. Cerrahi ile tubal açıklığın sağlandığı durumlarda bile gebe kalmama oranları % 70 lerin üzerinde ve ektopik gebelik şansı ise % 10 civarındadır.

Tubal hastalara bağlı infertilitenin tedavisinde fertiliteyi arttırıcı tubal cerrahinin ve IVF-ET uygulamalarının bugünkü yeri şu şekilde özetlenebilir.

Tüp ligasyonu sonrası geri dönüş isteyen olgularda mikrocerrahi ile tubotubal anostomoz yapılmalıdır. Bu girişim ile postoperatif ilk 12 ayda % 70 lere varan gebelik oranları bildirilmiştir. Rekonstrukasyon sonrası fallop tüplerinin uzunluğunun 3 cm. ‘nin altında olacağı tahmin edilen olgularda, kadının yaşı 40′ın üzerinde ise ve diğer infertilite faktörlerinin varlığında cerrahi yerine IVF-ET uygulanmalıdır. Laparoskopi ile tubotubal anastomozun yeri halen tartışmalıdır.

İzole proksimal tubal kateterizasyon ve gerekirse balon tubopastidir. Bu operasyon floroskopi altında, hisetroskopi veya falloposkopi ile yapılabilir. Tubal açıklığın sağlanmadığı olgularda ise mikrocerrahi ile tubokornual anastomoz(TCA)yapılmalıdır.TCA ile % 40- %50 civarında gebelik oranları bildirilmiştir. Gebe kalamayan olgularda ise IVF-ET ne başvurulur.

Distal tubal oklüzyonu ve/veya tuboovarian adezyonları olan olgularda ise ilk seçenek laparoskopik salpingostomi ve salpingovalilozistir. Bu şekilde % 20-25 civarında gebelik oranları sağlanabilir. Postoperatif 12-24 aylık bir bekleme süresi içinde gebe kalamayan olgularda IVF-ET yapılmalıdır. Kadının yaşanın ileri olduğu ve ek infertilite faktörlerinin varlığında ise cerrahiye başvurulmaksızın IVF-ET yapılabilir.

Genital tüberküloza bağlı infertilite olguları özellikle memleketimizde önemli bir sorundur. Bu gibi olgularda uterin kavitede tutulum olmadığı durumlarda IVF-ET uygulamaları yegane akılcı seçenektir. Genital tüp bebek olgularında IVF-ET ile diğer tubal faktör endikasyonlarına benzer sonuçlar alınmıştır. Bazı tüp bebek merkezlerinden alının verilerin değerlendirilmesi ile genital tüp bebek olgularında bariz olarak daha düşük gebelik oranları dikkati çekmektedir.

Tubal faktörlere bağlı infertilitenin tedavisinde IVF-ET uygulanırken dikkat edilmesi gereken hususlar şunlardır:

IVF-ET sonrası ektopit gebeliklerin hemen hemen tamamı tubal faktör hastalarında görülmektedir. Bu grup hastalarda heterotopik gebelik görülme şansı da daha yüksektir. Bu nedenlerle tubal faktör nedeniyle IVF-ET uygulanan kadınların ektopit ve heterotopik gebelik yönünden takipleri önemlidir. Hidrosalpinksi olan ve IVF-ET uygulaması ektopik gebelik ile sonlanan kadınlarda bir sonraki IVF-ET uygulamasından önce profilaktik bilateral salpenjektomi yapılması faydalı olabilir.

Pelvis içindeki aşırı yapışıklıklara bağlı olarak barsak gibi komşu organların oosit toplanması esnasında zarar görebileceği göz önünde tutularak dikkatli davranılmalıdır.

Rekürren PID öyküsü ve endoserviksal kültürleri pozitif olan olgularda IVF-ET uygulaması sırasında profilaktik antibiyotik verilmesi yerinde olacaktır.

1.2. Nedeni Açıklanamamış İnfertilite

Bilinen araştırma yöntemlerinin uygulanmasına rağmen çiftlerin % 10-20 sinde infertilitenin nedeni bulunamamaktadır. Buna nedeni açıklanamamış infertilite denir. Son yıllarda diagnostik androlojinin gelişimi ile bu olgularda önemli bir kısmında gizli kalmış sperm defektleri ortaya çıkmaktadır. Nedeni açıklanamamış infertil olgularda IVF-ET uygulandığı zaman fertilizasyon hızının tubal kontrollere göre daha düşük ve total fertilizasyon bozukluğu oranının da daha yüksek olması bu grup içinde sperm faktörünün varlığını desteklemektedir.

Nedeni açıklanamamış infertilite olgularında infertilite süresi 3 yılın altında ve kadın yaşı 37 den az ise beklentisel bir yaklaşım önerilir. İnfertilite süresi 3 yılı geçtiği zaman gebelik şansı belirgin olarak azalmaktadır.

Gebe kalamayan bu olgularda superovulasyon ile kombine edilmiş bir yardımcı üreme tekniğinin uygulanması hasta için en yüksek şansı vermektedir. Yardımcı üreme teknikleri içinde intrauterin inseminasyon IUF ve GIFT gibi tekniklerden daha az gebelik şansı vermektedir. (GIFT:Gametlerin Intrafallopian Transferi, Oosit ve spermlerin fallop tüpü içine transferi) Eğer supra ventilasyona ek olarak kullanılacak olan yardımcı üreme tekniği intrauterin inseminasyon olarak seçilmiş ve 4-6 siklusta gebelik elde edilememiş ise sonraki IVF-ET performansında herhangi bir bozukluk olmamaktadır.

1.3. Erkek Faktörüne Bağlı İnfertilite

İdiopatik Oligaosthenospermi

Sperm sayı, hareketlilik veya yapısının bozulması infertiliteye yol açabilmektedir. Dünya Sağlık Örgütü (WHO) kriterleri konsepsiyonunun belirlen-mesinde zayıf prognostik belirleyicilik göstermektedir. Konvansiyonel parametrelerin in vitro fertilizasyon hızları ile korelasyonu iyi değildir. Son yıllarda diagnostik androlojinin gelişimi ile ortaya çıkarılan sperm bioassayleri ve katı kriterler ile spermin morfolojik değerlendirilmesi, in vitro fertilizasyona alınan olgularda fertilizasyonun gerçekleşip gerçekleşmeyeceğini daha iyi tahmin etmektedirler.

Uzun yıllar sperm bozukluklarının medikal olarak tedavi edilebileceği üzerinde durulmuş ve bu amaçla çok sayıda kimyasal ajan denenmiştir. Yine erkek infertilitesinin tedavisinde sıkça kullanılan intrauterin inseminasyonunda idiopatik oligoastheno-sperminin tedavisinde ne derece başarılı olduğu tartışma konusudur. Bugün için idiopatik oligoasthenosperminin tedavisinde yardımcı üreme tekniklerinin uygulanması gerektiği konusunda görüş birliği oluşmuştur. Yardımcı üreme tekniklerinden hangisinin seçilmesi gerekliliğine ise erkeğin sperm parametrelerine ve varsa önceki IVF performansına bakılarak karar verilir. Standart IVF-ET uygulamaları ile fertilizasyonun olmadığı veya çok düşük oranda olduğu olgularda mikromanipulatif tekniklerin uygulanması gerekir. Mikromanipulasyon tekniklerinden bugün için en başarılı olanı intrasitoplazmik sperm enjeksiyonu (ICSI)dur. ICSI uygulanan olgularda % 50 lere varan fertilizasyon ve % 20 ler civarında siklus başına gebelik oranları bildirilmiştir. ISCI ile sperm parametreleri çok zayıf olan olgularda bile (tüm sahalarda bir sperm, total tetraspermi veya total asthenospermi)yüksek gebelik oranları bildirilmektedir. Obstrüktif azospermide, vasdeferensin konjenital yokluğunda ve hatta “certoli cell only” sendromunda bile epididimal veya testiküler sperm ile uygulanan ISCI ile tatminkar gebelik oranları rapor edilmiştir. Bugün için neredeyse anorşi dışında mikromanipulatif teknikler ile çözümlenemeyecek erkek infertilitesi kalmamış durumdadır.

Antisperm Antikorları

Antisperm antikorlarının varlığı ve IVF-ET performansı arasında bazı çalışmalarda olumsuz bir korelasyon olduğu gösterilmişse de çalışmaların çoğunda fertilizasyon, implantasyon ve klinik gebelik oranlarının etkilenmediği bildirilmektedir. Dikkat edilmesi gereken husus, kadında antisperm antikorunun pozitif olduğu çiftlerde media hazırlanması sırasında donör serum kullanma gerekliliğidir.

Endometriozis

Endometriozis ile fertilitenin azalması arasında direkt bir ilişki vardır. İnfertilite genellikle endometiozisin evresinden bağımsız ancak kadının yaşı ve infertilite süresi ile yakından ilişkilidir. Endometriozis minimal veya hafif olduğu zaman ek infertilite faktörleri yoktur. İnfertilite süresi 5 yılın altında ve kadının yaşı 37 den az ise 12-24 ay sponton konsepsiyon için şans verilmelidir. Bu şekildeki beklentisel yaklaşım % 50 lere varan gebelik oranları ile ödüllendirilir. Gebelik oluşmadığı durumlarda ise 4-6 siklus, superovulasyon, intrauterin inseminasyon ve yine gebelik olmaz ise IVF-ET uygulanmalıdır. Minimal ve hafif endometrioziste progesteron, donazal ve Gn-RH analogları gibi medikal tedavilerin kontrollü çalışmalarda beklentisel yaklaşıma üstünlükleri gösterilememiştir. Minimal ve hafif endometriozisin laparoskopik olarak fulgarizasyonu % 50-60 civarında bir gebelik oranı sağladığı halde fulgarizasyon ve beklentisel yaklaşımı karşılaştıran çalışmalar yoktur. Her ne kadar laparoskopik fulgarizasyon tanının konduğu diagnostik laparoskopi esnasında yapılabilse de nadir olmayarak komplikasyonlara yol açabilir. Minimal ve hafif endometrioziste infertilite süresi 8 yılın üzerine çıktığı durumlarda sponton gebelik şansı belirgin olarak azalmaktadır. Böyle bir durum varlığında ve özellikle kadının yaşı da 35 in üzerinde ise beklentisel yaklaşım ile zaman kaybetmeden siklus fekunditesini artıran superovulasyon ve intrauterin inseminasyon veya IVF-ET gibi bir tedaviye yönelmek gerekir. Minimal ve hafif endometriozisli olgularda IVF-ET, GIFT ve ZIFT( Zigotların İntrafallopian Transferi, fertilize oositlerin fallop tüpü içinde transferi) sonuçları diğer infertilite faktörlerinin aynı şekilde tedavi edilmelerinden alınan sonuçlara benzerlik göstermektedir.

İleri devre endometriozis olgularında cerrahi tedavi ile anatomik düzeltme sağlanmalı ve endometriomalar çıkarılmalıdır. Pelvik ağrısı olan olgularda bu işlemlere ek olarak gerekiyorsa kul-de-sak liberasyonu da yapılabilir. Yukarıda sayılan işlemler laparotomiyle yapılabildikleri halde bugün genellikle laparoskopik yaklaşım tercih edilmektedir. İleri evre endometriozisli olgularda cerrahi ile gebelik sağlanamadığı durumlarda ise IVF-ET uygulanması gereklidir.

1.4. Ovulatuvar Bozukluklara Bağlı İnfertilite

Anovulatuvar olguların tedavisindeki ilk basamak ovulasyon induksiyonudur. Gerek birinci basamak ajanlar(klamifen, sitrat, kortikosteroidler, bromeergokriptin) gerekse de ikinci basamak ajanlar(ekzojen gonodatropinler, laparoskopik over katarizasyonu) ile gebe kalamayan olgularda ise IVF-ET uygulanması gereklidir. Anovulatuvar olgulardaki IVF-ET sonuçları tubal faktör olgulara benzerlik göstermektedir. Ancak büyük çoğunluğunun PCOS olduğu bu olgularda ovarian hipersitimulasyon riski daha yüksektir. Yine PCOS olgularında tubal faktör olgularına kıyasla daha fazla oosit toplanmakta ancak fertilizasyon hızları daha düşük olmaktadır. Sonuçta eşit sayıda embriyo elde edilmesi ile gebelik oranları arasında önemli bir fark gözlenememektedir. PCOS olgularında IVF-ET uygulamasının diğer bir endikasyonu ise konvansiyonel ovulasyon induksiyonu sırasında aşırı sitimule edilmiş hastalarda siklus iptalini önlemektir(2).

İNFERTİLİTE VE İNFERTİLİTE TETKİKLERİYLE İLGİLİ GERÇEKLER

İnfertilite teşhisi, utanılacak bir şey değildir. Çocuk sahibi olamamak şeklindeki sorun, oldukça sıktır ve populasyonun % 8 inde yada her 12 çiftten birinde görülür. Bundan birkaç yıl önce ABD de yapılan bir çalışma, çocuk sahibi olmak isteyen 15-44 yaş arasındaki çiftlerin % 10-15 inde bunun mümkün olmadığını göstermiştir. İnfertilite genelde iki tiptir. Bunlardan primer olanı, eşlerden her ikisinin de önceden çocuk sahibi olmaması durumunda görülen infertilitedir. Sekonder olanı ise eşlerden birinin daha önce çocuk sahibi olmuş olduğu infertilitedir. İnfertiliteden sorumlu faktör, kadında olduğu kadar erkekte de mevcut olabilir. İnfertilite vakalarının %40 kadarı erkekteki, % 10 kadarı hem kadındaki hem erkekteki sorunlardan kaynaklanır; % 10 kadarının ise nedeni açıklanamamaktadır.Çocuk sahibi olamamanın nedeni ne olursa olsun, bunun yalnızca eşlerden birine değil, beraberce her ikisine ait bir sorun kimliği taşıdığını unutmamak gerekir.

2. MODERN İNFERTİLİTE TEDAVİLERİ

Son yıllardı infertilite tedavisinde bir çok ilerleme kaydedilmiştir. Çocuk sahibi olamayan eşlerin tedavisi, dört temel kategoride uygulanır ve bunlardan hangisinin en iyi olduğuna karar verilir. Bunlar hormon tedavisi, cerrahi tedaviler ve mikrocerrahi, yapay döllenme ve yardımcı üreme teknikleridir(YÜT).

2.1. Hormon Tedavisi

Sperm yapımını veya yumurtlamayı(ovulasyonu) etkileyen bir hormonal dengesizlik nedeniyle çocuğu olmayan eşlerde, başarılı bir döllenme sağlamak için hormonal uyarıların yerini almak veya bu uyarıları şiddetlendirmek üzere hormon tedavisi kullanılabilir. Daha öncede belirtildiği gibi kadınlarda foliküllerin gelişmesi ve yumurtlama, erkeklerde ise sperm gelişmesi, öncelikle FSH ve LH tarafından kontrol edilmektedir. Bu hormonların miktarı yetersizse ve bunlar tam gerekli zamanda salgılanmazsa, yumurtlama veya sperm yapımı aksayabilir ve döllenme şansı azalır. Özel bazı hormonal dengesizlikleri düzeltmek amacıyla bazı ilaçlar kullanılabilir.

2.2. Cerrahi Girişimler Ve Mikro Cerrahi

Çocuk sahibi olamamanın nedeni, erkeğin yada kadının üreme sistemindeki anatomik sorunlar veya anormalliklerse; bunları düzeltmek için çeşitli cerrahi girişimlerden faydalanılır. Çocuk sahibi olamamanın nedeni bazen, üreme kanalında nedbeleşmelere veya yapışıklıklara yol açmış olabilen eski enfeksiyonlar veya iltihaplanmalardır. Endometriozis, miyomlar ve rahimdeki yada fallop tüplerdeki sorunlarda cerrahi tekniklerle tedavi edilebilir. Ameliyat çok ağır vakalar dışında genellikle başarılı sonuç verir ve infertilitenin giderilmesi için yeterlidir. Ancak cerrahi tedaviler çoğu zaman, başka tedavilerle birlikte kullanılır.

2.3. Yapay Döllenme

Yapay döllenme genellikle, erkekteki bir sorun, örneğin ejakulasyon sıvısı hacminin az, spermatozoon sayısının düşük yada spermatazoon hareketliliğinin kötü olması nedeniyle çocuk sahibi olamayan çiftlerde kullanılır. Yine bu teknik, kadınlardaki servikal mukus sorunlarına veya bağışıklık faktörüne bağlı infertilitenin tedavisinde kullanılabilir. Muayenehanelerde uygulanan bu yöntem nispeten basit ve ağrısızdır. Bu sperm örneği özel olarak hazırlanıp yıkandıktan sonra kadının vaginasına, rahim boynu(serviks) kanalına veya rahmine bırakılır. Normal koşullar altında vajinada biriken spermatozoonların %10′undan daha küçük bir bölümü rahim boynuna ulaşabilir. Spermatozoonların doğrudan doğruya rahim boynu kanalına bırakılmasıyla, üreme kanalına girerek yukarılara doğru çıkabilen spermatozoon sayısı arttırılır.

Eğer kadında serviksal mukus yoksa yada kötü kalitedeyse doktor, rahim içi inseminasyon adı verilen bir yapay döllenme tekniği kullanılabilir. Bu teknikte spermatazoonlar ovulasyona yakın zamanda doğrudan doğruya rahme bırakılarak döllenme şansı arttırılır. Bazen yapay döllenmeyle yumurtlamanın aynı sıralara rastlamasını sağlamak amacıyla birkaç yapay döllenme uygulanması gerekebilir.

2.4. Yardımcı Üreme Teknikleri

Çocuk sahibi olamayan çiftlerin bir çoğu bu sorunu hormon tedavisi, ameliyat yada yapay döllenme gibi yöntemlerle giderirlerken bazılarında, yapılan yumurta ve/veya spermatozoon sayısının arttırılması yada yumurtalarla spermatozoonun bir araya getirilmesi için düzenlenene daha ileri, özel tıbbi tekniklere başvurulması gerekebilir. Bunlar yardımcı üreme teknikleri olarak adlandırılmaktadır.

Bu teknolojiye ihtiyaç duyan çiftlerin sayısı çok sınırlıdır ama gerçekten ihtiyaç duyanlarda elde edilen başarı oranı, söz konusu teknolojinin ilk kullanıldığı 1970 ‘li yılların sonlarından bu yana giderek artmıştır. YÜT yöntemlerinin kullanılmasıyla, çocuğu olmayan(infertil) çiftlerden bazılarındaki gebelik şansı, normal çiftlerdekine yaklaşmaktadır. YÜT uygulamalarında her yumurta alınması başına isabet eden gebelik oranı % 18-/28 arasında değişmektedir. Bazı çiftlerde döllenme elde edilmeden önce tedavi altında birkaç defa girişimde bulunulması gerekebilir. Ama bunun herhangi fertilite sorunu olmayan normal çiftlerde bile böyle olduğu unutulmamalıdır.

YÜT uygulamasında mümkün olduğu kadar çok sayıda yumurtanın gelişmesini uyarmak için çeşitli hormonlar kullanılır. Aynı anda çok sayıda yumurtanın gelişerek döllenmeye hazır duruma gelmesi, döllenme ve daha sonra da gebelik şansını arttırır. İn vitro fertilizasyon-embriyo transferi(IVF-ET), gametlerin intrafallopian transferi(GIFT), zigotların intrafallopian transferi(ZIFT) en çok kullanılan YÜT teknikleridir. Bunlardan tüp bebek (IVF) yöntemi aşağıda anlatılmaktadır (9).

III. BÖLÜM

İN VİTRO FERTİLİZASYON VE EMBRİYO TRANSFERİ TÜP BEBEK (IVF-ET)

Hasta Seçimi :

IVF-ET başlangıçta sadece tubal faktör hastalarında uygulama alanı bulmuş ise de kısa süre içinde konvansiyonel tedavilerin yetersiz kaldığı tüm infertilite nedenleri için kullanılır hale gelmiştir. Bugün için ovarian yetmezlik ve azospermi olguları hariç tüm çiftler için kendi gametlerinin kullanılması ile biyolojik olarak çocuk sahibi olma imkanı bulunmaktadır.

Yaş :

IVF-ET uygulamalarında en önemli kısıtlayıcı faktörlerden biri kadının yaşıdır. Gebelik oranları 37 yaştan itibaren hızla azalmakta ve 45 yaşında ise % 0 a kadar inmektedir. Kadının yaşı ve over rezervi arasında direkt ilişki söz konusudur. Yaşın 40′ın üzerine çıktığı durumlarda kontrollü ovarian hiperstimulasyona olan hormonal ve foliküler cevap azalmakta ve buna bağlı olarak daha az sayıda oosit yapılmaktadır. Çoğu olguda toplanan oosit sayısı bir veya ikiyi geçmemekte ve dolayısıyla transfer için yeterli sayıda embriyo bulunmamaktadır. IVF uygulamalarından önce özellikle 35 yaşın üzerindeki kadınlarda ovarian rezervin saptanması için erken foliküler dönemde FSH, LH ve estradiol bakılmasının yararlı olacağı gösterilmiştir. İleri yaştaki kadınların overlerinde kalan foliküllerin gonadotropinlerle daha rezistan olabileceği ve bu nedenle aynı sayıdaki folikülü uyarmak için daha fazla endojen FSH gerektiği hipotezinden yola çıkılarak önerilen ovarian rezerv tayinine yönelik olan testler overlerin eksojen gonadotropinlere olan klinik cevap ile yakın korelasyon göstermektedir. Adetin 1-3 günlerinde bakılan serum FSH düzeyinin 15 mIU/ml ve estradiol düzeyinin 50mg/ml den yüksek olması overlerin kontrollü ovarion hiperstimulasyona zayıf cevap vereceklerinin göstergesidir. Bu paralelde uygulanan IVF olgularında elde edilen sonuçlar tablo 1 de gösterilmiştir.

TABLO 1 : Adetin 3. gününde bakılan sperm FSH düzeyleri ile çeşitli IVF

parametreleri arasındaki ilişki

Üçüncü gün FSH düzeyi (mIU/mL)

0 – 9.9

10 – 14.9

15 – 19.9

> 20

Siklus Sayısı

379

62

30

11

Yaş

33.8 ± 4.1

35.5 ± 4.5

36.1 ± 4.7

33.4 ± 3.6

Tepe E2

1374 ± 80.0

1175 ± 793

510 ± 493

379 ± 401

# Folikül

4.4 ± 2.3

3.3 ± 1.4

2.0 ± 493

2.0 ± 1.0

OPU/sikl(%)1

92.1

90.3

53.3

45.5

Oosit sayısı

7.3 ± 4.6

5.8 ± 3.7

4.6 ± 4.2

3.8 ± 1.3

%Fertilize

56.2 ± 32.5

58.5 ± 33.3

61.0 ± 38.7

52.6 ± 39.2

# ET2

2.4 ± 1.7

2.2 ± 1.7

1.1 ± 1.4

0.8 ± 1.3

Tablodan da görüldüğü gibi adetin 3.üncü günündeki FSH düzeyi 15 mIU/ml ‘nine üzerinde olduğu zaman oosit sayısı, transfer edilen embriyo sayısı ve gebelik oranlarında bariz düşme gözlenmekte ve FSH düzeyi 20 IU/ml ‘nin üzerinde olduğu olgularda hiç gebelik elde edilememektedir (2).

1. İN VİTRO FERTİLİZASYON AŞAMALARI

İlk geliştirilen ve en yaygın olarak kullanılan YÜT yöntemidir. Özellikle fallop borularında veya spermatozoonlarda olmak üzere, çok sayıda infertilite sorununun üstesinden gelebilir. İn vitro fertilizasyon 5 aşamada gerçekleştirilmektedir (9).

Gonadotropinler verilerek ovarium foliküllerinin büyümesi ve olgunlaşmaları sitimüle edilir.(Kontrollü Ovarion Hipersitimülasyon)

Ovulasyon şekillenmeden az önce, laparoskopi yöntemi ile olgun foliküllerden sekonder oositler aspire edilirler.

Sekonder oositler, içinde özel kültür ortamı bulunan bir test tüpüne yada petri kutusuna alınır ve spermatozoonlar ilave edilir.

Fertilizasyon ve bölünmeler 8-16 blastomerli safhaya kadar mikroskopla incelenir.

8-16 blastomerli zigotlar, servikal kanal yolu ile uterusa nakledilirler(4).

1.1. Kontrollü Ovarian Hiperstimülasyon

Hasta seçimini takiben kadından fazla sayıda oosit alınması amacı ile kontrollü overian hiperstimülasyon (KOH) uygulanır. İlk IVF gebeliği sponton siklustan elde edilmişse de başarıyı etkileyen en önemli prognostik faktörün fazla (2-3) sayıda embriyo transferi olduğu gösterildiği için genellikle sponton siklus uygulamalarına fazlaca yer verilmemektedir. Bugün için YÜT uygulayan merkezlerin hemen hepsinde KOH kullanılmaktadır. KOH seçenekleri Tablo 2′de özetlenmiştir.

TABLO 2 : Kontrollü ovorian hiperstimulasyon amacı ile kullanılan ajanlar

Klomifer Sitrat

Uyarılan folikül sayısı genellikle yetersizdir. Prematür luteinizasyon oranlar, %30 ‘lara kadar vardığından tek başına kullanılmamaktadır.

HMG

Yeterli sayıda folikül uyarılması olur. Tek başına kullanıldığında prematür luteinizasyon oranı %10-20 arasındadır. Günümüzde Gn-RH analogları ile kombine edilerek kullanılmaktadır.

HHB + Klomifer Sitrat

Gn-RH + HMG uygulamasına alternatif olarak kullanılabilir. Ancak prematür luteinizasyon ve siklus iptali şansı daha yüksektir. Gn-RH + HMG tedavisinde zayıf hormonal ve foliküler cevap vermiş olan hastalarda kullanılabilir.

HMG + Gn-RH

En fazla kullanılan KOH protokolüdür. Siklus manipulasyonu daha kolay ve monitorizasyona gereksinim daha azdır. Hafta sonu oosit toplamalarını kısmen de olsa engelleyebilir.

Günümüzde en sık kullanılan KOH protokol Gn-RH dolayları ile kombine edilmiş HMG ‘dir. Gn-RH’larını eksojen gonodotropinler ile kombine edilmelerinin avantajları şu şekilde özetlenebilir:

Gn-RH ile foliküler senkronizasyon daha iyi ve dominant folikül formasyon riski daha azdır.

Prematür LH atımı ve prematür luteinizasyon riski %5 ‘in altına düştüğünden siklusun iptal edilme şansı düşüktür.

Gn-RH ‘ları ile oosit ve transfer edilen embriyo sayısında artma olmakta ve klinik gebelik oranları bazı çalışmalarda yükselmektedir.

Gn-RH anologlarının kullanımı ile siklusun manipulasyonu daha kolay olmakta ve hCG günü 24-48 saat ileri alınarak hafta sonu oosit toplamaları engellenebilmektedir.

Gn-RH ‘larının değişik uygulama şekilleri vardır:

Flare kısa protokol: Gn-RH siklusu 1. günü başlanır ve hCG gününe kadara devam edilir. HMG tedavisi ise siklusun 3. günü başlanır. Bu tedavinin avantajı Gn-RH ‘larının ilk “Flare” yani hipofizi uyarıcı etkisinden ve dolayısıyla endojen FSH ve LH ‘dan yararlanmaktadır. Daha sonra oluşan hipofizer supresyon ile prematür LH atımı ve luteinizasyon baskılanmaktadır.

Uzun protokol : Burada Gn-RH ‘ların bir önceki siklusun luteal fazında veya aynı siklusun ilk gününde başlanır. Her iki uygulamada önce hipofizer-ovarian supresyon sağlanır ve sonra HMG enjeksiyonlarına geçilir. Gn-RH ‘larına hCG gününe kadar devam edilir.

Ultra kısa protokol : Burada ise Gn-RH siklusun ilk gününde başlanır ve sadece 3 gün verildikten sonra kesilir. Tedaviye HMG ile devam edilir. Ultra kısa uygulamalarda amaç Gn-RH ‘ların flare etkisinden yararlanmak, ancak luteal faz üzerinde olabilecek olumsuz etkilerini engellemektedir.

Çeşitli Gn-RH protokollerinden foliküler faz uzun protokol ile daha yüksek gebelik hızları elde edildiği bildirilmiş ise de karşılaştırmalı çalışmalar kesin bir sonuca gitmek için yetersizdir.

Gn-RH + HMG tedavisinde HMG yerine saf FSH(pFSH) veya rekombinant FSH’da kullanılabilir. Bu ajanların kullanılması ile genelde klinik gebelik oranlarında bariz değişiklikler olmamakla beraber özellikle rekombinant teknoloji ile üretilen FSH ve LH ‘nin yakın gelecekte

12 Temmuz 2007

Süleyman Demirel Üniversitesi

SÜLEYMAN DEMİREL ÜNİVERSİTESİ

FEN EDEBİYAT FAKÜLTESİ

FİZİK BÖLÜMÜ

X IŞINLARININ TIPTA KULLANIMI

DANIŞMAN

Yrd. Doç. Dr. Seyfettin ÇAKMAK

HAZIRLAYAN

Hatice ALBAYRAK

9711301001

ISPARTA – 2001

ÖNSÖZ

Willhelm Conrad Röntgen’in 1895 yılında X – ışınlarını keşfi ve hemen arkasından Henry Becquerel’in radyoaktiviteyi keşfi radyoloji biliminin doğuşuna yol açmıştır. Tıpta yeni ortaya çıkan bu görüntüleme yöntemi kısa bir zaman içinde hastalıkların tanı ve tedavisinde kullanılmaya başlanmıştır.

Radyolojinin bütün vücudumuzdaki organları görüntüleyebildiği ve bütün tanıların bu yöntemle yapıldığını düşünürsek radyolojinin tıptaki önemini daha iyi kavrayabiliriz. Eskiden insanların radyasyondan korktuğu için çok zor girdikleri radyoloji servisleri günümüzde gelişmiş makineleri kullanılması ve odaların izolasyonu ile daha modern bir hal almıştır. Artık radyoloji servisleri hastanelerin bodrum katlarında değil, hastalarla içiçe olabilecek yerlere yerleştirilmektedir.

Kullanılan radyan enerjinin X – ışını olduğu Röntgen ve Bilgisayarlı Tomografiden başka, Magnetik Rezonans Görüntüleme ve Ultrasonografi de radyolojinin uygulama alanı geniş olan görüntüleme yöntemleridir.

İÇİNDEKİLER

ÖNSÖZ i

İÇİNDEKİLER …………………………………………………………………………………………………ii

ŞEKİLLER LİSTESİ ……………………………………………………………………………………….iv

TEŞEKKÜR v

BÖLÜM – 1 1

X – IŞINLARI 1

1. GİRİŞ 1

1.1. X – Işınlarının Bulunuşu ve Tarihçesi 1

1.2. Diyagnostik Radyoloji 2

1.2.1. Röntgen 6

1.2.2. Bilgisayarlı Tomografi (BT) 7

1.2.3. Girişimsel Radyoloji 8

BÖLÜM. 2 9

2. RÖNTGEN 9

2.1. Fizik 9

2.2. X – Işınlarının Elde Edilmesi 11

2.2.1. Genel Radyasyon (Bremsstrahlung) 12

2.2.2. Karakteristik Radyasyon 14

2.3. X – Işını Tüpü ve Çalışma Prensipleri 14

2.4. X-Işınının Madde ile Etkileşimi 19

2.4.1. Foton Saçılması 19

2.4.1.1. Thomson Saçılması 19

2.4.1.2. Compton Olayı 20

2.4.2. Foton Kaybolması 21

2.4.2.1. Fotoelektrik Olay 21

2.4.2.2. Çift Oluşumu 21

2.4.2.3. Fotoçözünme (Fotodisintegrasyon) 22

2.5. X-Işınının Emisyon Spektrumu 22

2.5.1. Tüp Akımı 23

2.5.2. Tüp Potansı 23

2.5.3. Filtrasyon 24

2.5.4. Anod materyalinin Yapısı 24

2.6. X-Işınlarının Etkileri 25

2.7. X-Işınlarının Ölçülmesi 26

2.8. X-Işınlarının Tanıda Kullanımını Sağlayan Özellikleri 26

2.8.1. Penetrasyon Özelliği 26

2.8.2. Fotografik Etkisi 28

2.8.3. Fluoresans Etkisi 28

2.9. İnceleme Yöntemleri 28

2.9.1. Radyografi 28

2.9.1.1. Tomografi 29

2.9.1.2. Makroradyografi 30

2.9.1.3. Yumuşak Doku Radyografisi 30

2.9.1.4. Kseroradyografi 30

2.9.2. Radyoskopi 31

2.10. Radyografik Görüntü Oluşumu 31

2.10.1. Görüntü Kalitesi 33

2.11. Dijital Röntgen 37

2.11.1. Dijital Fluorografi 39

2.11.2. Dijital Anjiografi 40

2.11.3. Bilgisayarlı (“Computed”) Radyografi 44

2.11.4. Taramalı (“Scanned”) Projeksiyon Radyografisi 45

2.12. Klinik Uygulamalar 46

2.13. X-Işını Demeti Sınırlandırıcıları 47

2.13.1. Primer Radyasyonu Sınırlandıranlar 47

2.13.2. Sekonder Radyasyonu Sınırlandıranlar 48

Gridin Absorpsiyon Yüzdesi : 49

BÖLÜM 3. 55

3. BİLGİSAYARLI TOMOGRAFİ (BT) 55

3.1. Fizik 56

3.2. Görüntü Oluşumu 59

3.3. Görüntü Kalitesi 64

3.4. Artefaktlar 67

3.5. Işın Demeti Sertleşmesi (“beam-hardening”) 67

3.6. Parsiyel Volüm Etkisi 68

3.6.1. Geometrik Artefaktlar (Aliasing) 69

3.6.2. Hareket Artefaktları 69

3.7. İnceleme Yöntemleri 70

3.8. Klinik Uygulamalar 73

3.9. Yan Etkiler 75

4. KAYNAKLAR 76

ŞEKİLLER LİSTESİ

Şekil : 2.1. Radyasyon dozuyla daha optimum sonuç elde etmek için ger. faktörler 9

Şekil : 2.2. Elektromanyetik Spektrum 10

Şekil : 2.3 Genel Radyasyon (Bremsstrahlung) 12

Şekil : 2.4. Karakteristik radyasyon 14

Şekil : 2.5. X-Işını Tüpünün Görünümü. 15

Şekil : 2.6. Röntgen tüpü iç yapısının şematize edilmiş görünümü. 16

Şekil : 2.7. Bifokal Röntgen tüpündeki fokal spotların şematize edilmiş örünümü. 16

Şekil : 2.8. Sabit (A) ve Döner (B) Başlıklı Anodların Şematik Görünümü 17

Şekil : 2.9. Döner başlıklı anodlarla hedef yüzey oldukça genişletilmiştir. 18

Şekil : 2.10. Anod açısı sayesinde gerçek fokal spotun efektif fokal spota dönüştürül 18

Şekil : 2.11. Thomson Saçılmasının Şematize Edilmiş Oluşumu. 20

Şekil : 2.12. Compton olayının Şematize Edilmiş Oluşumu. 20

Şekil : 2.13. Fotoelektrik olayının Şematize Edilmiş Oluşumu. 21

Şekil : 2.14. Çift Oluşumunun Şematize Edilmiş Görünümü. 22

Şekil : 2.15. Fotoçözünme Olayının Şematize Edilmiş Görünümü. 22

Şekil : 2.16. Tüpteki mA değişikliği, X-ışını miktarı ile X-ışını enerj.fonksiyonu 23

Şekil : 2.17. Tüpteki kV değişikliği, X-ışınıın emisyon spekt. yarattığı farklılıklar.. 23

Şekil : 2.20. X-Işınının Etkileri 25

Şekil : 2.21. Röntgen Filmi Üzerinde Görüntü Oluşumu 27

Şekil : 2.24. Kenar Bulanıklığının(b)de daha fazla olması, kontrastın yük. olması …..35

Şekil : 2.25.Konvansiyonel Televize, Dij. Floroskopik Sist. Komponentler 42

Şekil : 2.26. Bilgisayarlı Radyografı (CR) Sistemi 44

Şekil : 2.27. Sabit X-Işını Sınırlandırıcılarından apertura diyafram 48

Şekil : 2.28. Gridin Şematik Görünümü. 49

Şekil : 2.29. Grid Oranı ve Gridin Absorpsiyon Yüzdesinin şematize Edilmiş Tanımı. 50

Şekil : 2.31. Lineer Gridin Şematik Görünümü. 51

Şekil : 2.32. Çapraz Grid Sisteminin Şematize Edilmiş Görünümü. 52

Şekil : 3.1. Bir BT Ünitesini Oluşturan Kompartmanlar Şematize Edilmiştir. 56

Şekil : 3.2. BT Aygıtının Bölümleri 57

Şekil : 3.3. BT Aygıtının Gelişimi. 59

Şekil : 3.4. Skenogram. 60

Şekil : 3.5. Piksel ve Voksel 61

Şekil : 3.6. Hounsfield Skalası 61

Şekil : 3.7. BT ‘de Pencereleme. 63

Şekil : 3.8. Parsiyel Volüm Etkisi. 69

TEŞEKKÜR

2000 – 2001 öğretim yılında hazırladığım bitirme ödevinde önermiş olduğu konuyla Röntgen ve Bilgisayarlı Tomografi cihazlarını kullanmasını öğrenmemi sağlayan, ödevimin hazırlık aşamasında bütün ayrıntıları tek tek ele alıp inceleyen Danışman Hocam Yrd. Doç. Dr. Seyfettin ÇAKMAK’a gösterdiği ilgi ve içtenlikten dolayı SONSUZ TEŞEKKÜRLER.

Süleyman Demirel Üniversitesi Araştırma ve Uygulama Hastanesi Radyoloji Servisinde çalışan bölüm hocalarına ve teknisyenlere yardımları için teşekkür ederim.

Hatice ALBAYRAK

BÖLÜM – 1

X – IŞINLARI

1. GİRİŞ

1.1. X – Işınlarının Bulunuşu ve Tarihçesi

Günümüz görüntüleme yöntemlerinin temelini oluşturan ve tıp biliminde yeni bir çağ açan X-ışınları. 1895 yılında Alman Fizik Profesörü Wilhelm Conrad Röntgen tarafından keşfedilmiştir. W. C. Röntgen 1845 yılında Almanya’nın Köln şehri yakınlarındaki Remscheid’te doğmuştur. Yirmi yaşında Zürih’teki Eldgenösische Teknik Yüksek Okulu’na kabul edilmiş, burada termodinamiğin babası sayılan Clausius ve Prof. Kundt’un fizik derslerine katılmıştır. 1868 yılında bu okuldan Makine Mühendisliği diploması alan Röntgen, 1874′te Strasbourg Kalser Wllhelm Üniversitesi’ne geçerek Doçent, 1879′da ise Glessen Hessian Üniversitesi’ne atanarak Fizik Profesörü olmuştur. 1888 yılında Würzburg Üniversitesi’ne geçen Röntgen, X-ışınlarını 8 Kasım 1895′te bu Üniversitede çalışırken bulmuştur. 0 tarihte Röntgen; bir Crooks tüpünü İndüksiyon bobinine bağlayarak, tüpten yüksek gerilimli elektrik akımı geçirdiğinde, tüpten oldukça uzakta durmakta olan cam bir kavanoz içindeki baryumlu platinsiyanür kristallerinde bir takım pırıltıların oluştuğunu gözlemiş; bu tür pırıltılara neden olan ışınlara, o ana kadar bilinmemesinden dolayı “X-ışınları” adını vermiştir. Tüpten yüksek gerilimli akım geçirildiğinde karşısındaki ekranda parıldamalar oluşturan ışınların değişik cisimleri, farklı derecelerde geçebildiği, kurşun plaklar tarafından ise tutulduğunu gözleyen Röntgen, eliyle tuttuğu kurşun levhaların ekrandaki gölgesini incelerken kendi parmak kemiklerinin gölgelerini de fark etti. Bu olay üzerine, içinde fotoğraf plağı bulunan bir kasetin üzerine karsının elini yerleştirerek parmak kemiklerinin ve yüzüğünün görüntüsünü elde etmiştir. Röntgen, tespitlerini ve bu yöntemle elde ettiği görüntüleri ilk olarak 28 Aralık 1895′te Würtzburg Fiziksel Tıp Demeği’nde sunmuş, bu buluşla birlikte aynı yıl içinde günümüzdekilerle kıyaslanamayacak ölçüde basit ilk röntgen cihazları imal edilmeye başlanmıştır.

1901 yılında ilk kez verilmeye başlanan Nobel Fizik Ödülüne de layık görülen W. C. Röntgen 1923 yılında 78 yaşındayken ölmüştür.

Röntgen’ln X-ışınlarını keşfi, bilim çevresinde çok büyük yankılar uyandırırken yeni gelişmelere de önderlik etmiştir.

Bu buluştan çok kısa bir zaman sonra H. Antonie Becquerel X-ışınları üzerinde çalışırken uranyumun radyoaktifliğini; Curie’ler ise radyum elementini keşfederek “Radyoloji” adında yeni bir bilimin doğuşunu gerçekleştirmişlerdir.

1.2. Diyagnostik Radyoloji

Kapsamları ve uygulamaları tümüyle farklı olan tanı ve tedavi, kısa sürede ayrı disiplinler haline gelmiş ve Radyolojinin tanı ile ilgili dalına Diyagnostik Radyoloji, tedavi ile ilgili dalına ise Radyoterapi adı verilmiştir. Kullandıkları enerjilerin benzer fiziksel ve biyolojik etkilere sahip olmaları nedeni ile başlangıçta bir başlık altında toplanmış bu iki dal arasında uygulamada hiçbir ilişki yoktur. Kanser tedavisinin temel yöntemlerinden biri olan radyoterapi, dünyada olduğu gibi ülkemizde de Radyasyon Onkolojisi adı ile ayrı bir anabilim dalıdır. Radyoterapinin Radyasyon Onkolojisi adı altında ayrı bir uzmanlık dalı olmasıyla, Radyoloji sözcüğü artık radyolojinin tanı dalının karşılığı olarak kullanılmaktadır.

Diyagnostik radyoloji radyolojinin tanı dalına verilen isimdir. Kapsamı, radyan enerjinin ve radyoaktif maddelerin tanı alanında kullanılmasıdır. Radyodiyagnozis, Radyolojik tanı, Tanısal Radyoloji sözcükleri de aynı anlamı taşır. Temel yöntemi röntgendir. Daha sonra değişik enerji türlerinin kullanıldığı farklı fizik prensiplerine dayanan yöntemler gelişmiştir (Tablo-I.1). Bunlardan günümüzde daha çok Radyonüklid Görüntüleme (RG) adı ile anılan sintigrafi 1950 yılların başında kliniğe giren bir radyolojik tanı yöntemidir. Dünyada çoğunlukla radyolojinin bir alt dalı olarak görev yapan radyonüklid görüntüleme ülkemizde, bazı ülkelerde olduğu gibi Nükleer Tıp adı altında ayrı bir ana bilim dalıdır. Ses dalgalarının kullanıldığı bir tanı yöntemi olan Ultrasonografi (US) ise 1970’li yılların başında yavaş yavaş kliniğe girmeye başlamıştır. X-ışınlarının bilgisayar teknolojisiyle birleşmesiyle radyolojide bir devrim yaşanmış ve 1972 yılında Bilgisayarlı Tomografi (BT) aygıtlarının kliniğe girmesiyle görüntülerin bilgisayarlarla oluşturulduğu yeni bir dönem başlamıştır. Bu dönemin en önemli ürünlerinden biride görüntü oluşturmada radyo frekans enerjisi ve manyetizmanın kullanıldığı Manyetik Rezonans Görüntüleme (MR)’dir. BT ve MR’de görüntüler bilgisayarlarla oluşturulur. US ve RG’ de bilgisayarların görüntü oluşturmada önemli işlevleri vardır. Bilgisayar teknolojisinin röntgende kullanılması ile de görüntülerin tümüyle dijital olarak elde edildiği Dijital Röntgen geliştirilmiştir.

Bu nedenle görüntülerin Gümüş Bromür emilsiyonu sürünmüş röntgen filmleri üzerinde oluştuğu klasik yöntemimiz olan röntgene, Konvansiyonel röntgen adı da verilir.

Röntgen dışında kalan diyognostik radyoloji yöntemleri başlangıçta İngilizce ‘imaging’ sözcüğünün çevrisi olabilecek Görüntüleme başlığı altında toplanmıştır. Görüntüleme, sözcük anlamı olarak organ ve dokuların bir resim şeklinde gösterilmesidir. Bu açıdan bakıldığında röntgenin görüntülemenin temel tanı yöntemi olması gerekir.

Yeni yöntemlerin olağanüstü performanslarına, başlangıç heyecanıyla verilmiş bir ayrıcalık gibi görünen görüntüleme adı, belki dikkati çekmesi yönünden yararlı olmuştur. Gerçekten yeni yöntemler yalnız diyagnostik radyolojinin değil tanının boyutlarını da çarpıcı bir biçimde değiştirmiş ve tıpta yeni ufuklar açmıştır. Ancak tüm bu ilerlemeler röntgenin temel tanı yöntemi olma gerçeğini değiştirmez. Ayrıca yeni yöntemler yüksek veriler taşısalar da diyognostik radyoloji kurallarına ve birbirlerine sıkı sıkıya bağlıdırlar; bu nedenle taşıdıkları bilgilerin nitelik ve niceliklerine bakılmaksızın bir bütünü, diyagnostik radyolojiyi, oluşturan temel yöntemler olarak değerlendirmelidirler.

Tablo 1.1: Radyolojide Temel Yöntemler

Diyagnostik Radyoloji

Röntgen

Konvansiyonel

Dijital

Bilgisayarlı Tomografi (BT)

Manyetik Rezonans Görüntüleme (MR)

Ultrasonografi (US)

Radyonüklid Görüntüleme (RG)

Girişimsel Radyoloji

Biyopsi

Tedavi

Geliştirilmiş radyolojik yöntemlerle lezyonların ve ona ulaşacak yolların çok iyi görüntülenmesi ile birlikte, iğne ve kateter teknolojisindeki daha az travmatize edici yöndeki gelişmeler, insan vücuduna tanı ve tedavi amacına dönük bir çok ince cerrahi girişimin uygulandığı yeni bir radyolojik dalın doğmasına yol açtı.

Girişimsel radyoloji adı verilen bu dalda radyolojik yöntemlerin kılavuzluğunda organizmaya tanı amacıyla biyopsi, tedavi amacıyla abse drenajı, damar darlıklarını genişletilmeleri ve embolizasyon gibi uygulamalar yapılar.

Diyagnostik radyaloji yöntemlerinde görüntüler, bir kısmı iyonizan olan, değişik radyan enerjiler aracılığıyla oluşturulur (Tablo 1.2). Bunlardan başka, başlıca memenin incelendiği termografi ve transillüminasyon yöntemlerinde ise sırasıyla kızıl ötesi ve görülebilir bir ışık kullanılır. Bu yöntemler dar kullanım alanları ve tartışmalı diyagnostik değerleri nedeniyle fazla önem taşımazlar.

Tablo 1.2: Radyolojide Kullanılan Işın Türleri

Röntgen

X – ışını

BT } iyonizan

RG ? ? – ışını

MR ? Radyofrekans (RF) iyonizan değil

US ? Ultrason

Konvansiyonel röntgende hastayı geçen X – ışınları doğrudan Gümüş Bromür emülsiyonu taşıyan röntgen filmi üzerine düşülerek fotografik bir görüntü(gümüş bromür görüntüsü) elde edilir. Diğer yöntemlerde ise genellikle bilgisayar yardımı ile katot ışın tüplerinde oluşan görüntülerin fotoğrafları çekilir. Gümüş Bromür görüntüsü analog bu görüntüler ise dijitaldir. Kullanılan radyan enerjinin X-ışını olduğu radyolojik yöntemleri aşağıdaki gibi açıklayabiliriz.

1.2.1. Röntgen

Kullanılan radyan enerji X-ışını (Röntgen ışını)dır. Yöntemde incelenen vücut bölgesinden X-ışını geçirilir. Vücudu geçen X-ışınları geçtikleri bu yapıların atom ağırlıkları, yoğunlukları ve kalınlıklarına göre farklı oranlardadır. Bu farklılıklar konvansiyonel röntgene röntgen filmi ile; dijital röntgende ise röntgen filmi yerine konan dedektörlerle saptanarak görüntü oluşturulur. Bu nedenle konvansiyonel röntgende görüntü analog, diğerinde dijitaldir.

İncelenen bölgenin iki boyutlu görüntüsünü veren röntgen, bir projeksiyon yöntemidir. Bu nedenle incelenen bölgedeki oluşumlar üst üste düşerek (Süper pozisyon) değerlendirmeyi zorlaştırır. Konvansiyonel röntgende elde edilen görüntü, zorunlu obje-film mesafesi nedeni ile ortaya çıkan magnifikasyon göz önüne alınmazsa, incelenen bölgenin orijinal boyutundadır. Aynı şekilde bir projeksiyon olayı dijital röntgende ise görüntü bilgisayarlarla oluşturulduğu için istenilen boyutta elde edilebilir. Kullanılan enerjinin vücudu geçerek görüntü oluşturması nedeni ile röntgende temel prensip transmisyondur.

En eski radyolojik tanı yöntemi olan röntgen, temel tanı yöntemi olma özelliğini hala korumaktadır. Doğal kontrastla çevrelenmiş kemikler ve akciğerlerin incelenmesinde olduğu kadar; meme, sindirim borusu ve üriner sistemin incelenmesinde de ilk ve temel tanı yöntemi konumundadır. Röntgen aygıtlarının her yerde bulunabilmesi, göreceli ucuzluğu ve geniş bir alanı kesintisiz görüntüleyerek anatomik oriyantasyonu sağlaması nedeni ile röntgen, hemen her zaman klinikte ilk istenen radyolojik tanı yöntemi olmaktadır.

Röntgenin en önemli uygulama alanlarından birisi anjiografidir. Bu yöntemle damarlara ait darlık, anevrizma, arteriovenöz, malformasyon gibi anormallikler saptanabildiği gibi anormal damarlanmanın gösterilebilmesi ile malignite tanısı konabilir veya lezyonun damarlanmasına ait operasyonu kolaylaştırıcı bilgiler elde edilebilir.

Dijital röntgenin çözümleme gücü şimdilik konvansiyonel röntgenden yüksek değildir; ancak kontrast rezolüsyonu daha yüksektir. Yöntemin temel kullanımı dijital substraksiyon eklenerek yapılan anjiografidir.

Dijital Subtraksiyon Anjiografisinde (DSA) İV yolla verilen kontrast madde ile aorta ve ana dalları gösterilebilir. İntraarteriyel şeklinin ise konvansiyonel anjiografiye göre, küçük kateter ve az kontrast madde kullanılarak hastanın daha az travmatize edilmesi ve daha az ışın alınması gibi üstünlükleri vardır. Röntgen filmini ortadan kaldırması nedeniyle uzun vadede analog anjiografiden daha ekonomiktir.

Dijital röntgenin en önemli özelliği radyoloji departmanlarının dijitalizasyonu gibi bir olanak yaratmasıdır.

1.2.2. Bilgisayarlı Tomografi (BT)

Kullanılan radyasyon enerjisi X-ışınıdır. Yöntem incelenen bölgeyi bir kesit şeklinde (“cross-section”) görüntüler. Bu nedenle görüntüler röntgende olduğu gibi bir projeksiyon görüntüsü değil, tomografik bir kesit görüntüdür. Kesit-görüntü elde etmek için tüpten çıkan X-ışını kesit kalınlığı kadar daraltılır (kolime edilir). Bu şekilde dar bir şerit şeklinde organizmayı geçen X-ışınlarının dokuların absorbsiyon farklılıklarına bağlı değişik oranlardaki zayıflamaları, dedektörlerce saptanarak bilgisayar aracılığı ile görüntüler oluşturulur. Vücuttan X-ışını geçirilmesi ile BT de röntgen gibi, bir transmisyon yöntemidir.

Yöntemin kontrast rezolüsyonu röntgenden yüksektir. Röntgen de aynı yumuşak doku yoğunluğunda görülen ödem, hematom gibi lezyonlar, BT ile birbirinden ayrılır ve yoğunlukları ölçülebilir. Temel kullanım alanı yer kaplayan lezyonlardır. Görüntülerin kesit olması (tomografi), süperpozisyonları ortadan kaldırarak incelenen bölgenin daha iyi görüntülenmesini sağlar. Uygulamada hiçbir sınırlamanın olmaması, yani kesitlerdeki her yapıyı veya lezyonu görüntüleyebilmesi de yöntemin önemli bir üstünlüğüdür.

İntravasküler kontrast madde verdikten sonra hızlı görüntüler alınarak (dinamik çalışma) akım incelenebilir.

Günümüzde, hızlı volümetrik görüntüleme yapan spiral BT aygıtları üç boyutlu rekonstrüksiyonlar yaparak yüksek rezolüsyonlu anjiografik görüntüler elde edebilmektedir.

1.2.3. Girişimsel Radyoloji

Yeni radyolojik yöntemlerle lezyonların ve ona ulaşılacak yolların çok iyi görüntülenmesi ile birlikte, iğne ve kateter teknolojisindeki gelişmeler, girişimsel radyoloji adı verilen, organizmaya tanı ve tedavi amacıyla ince cerrahi girişimlerin uygulandığı bir bilim dalının doğmasına neden oldu. Girişimsel radyolojide diyagnostik radyoloji yöntemlerinin kılavuzluğunda tanı amacıyla biyopsi;tedavi amacıyla ise dekompresyon, drenaj, taş çıkartılması, dilatasyon ve embolizasyon gibi girişimler yapılır.

Girişimsel radyoloji tıbbın her alanında gittikçe daha yaygın olarak uygulanmaktadır. Yöntem birçok olguda cerrahiyi ve dolayısıyla genel anesteziyi ortadan kaldırır. Operasyonun riskli olduğu durumlarda, cerrahinin hastanın genel durumu düzeldikten sonra yapılmasını sağlar. Bir çok olguda kanamayı azaltıp tümör boyutunu küçülterek cerrahiyi kolaylaştırır. Yöntemin operasyonu ortadan kaldırması ve hastanın hastanede kalma süresini kısaltması çok önemli ekonomik yararlar sağlar.

Bu özellikleri ile girişimsel radyoloji, görüntüleme yöntemlerindeki gelişme ile birlikte radyolojiye yeni boyutlar kazandırmış ve onu modern tıbbın en hızlı gelişen ve etkileyici haline getirmiştir.

BÖLÜM. 2

2. RÖNTGEN

X-ışınlarının keşfinden hemen sonra kliniğe giren röntgen, kısa zamanda tanının temel yöntemi konumuna gelmiştir. Gelişmiş bilgisayar teknolojisinin kullanıldığı yeni radyolojik tanı yöntemlerine rağmen konvansiyonel röntgen, günümüzde de temel tanı yöntemi olma özelliğini sürdürmektedir.

Şekil : 2.1. Uygulamada etkinliğin sağlanması ve daha az radyasyon

dozuyla daha optimum sonuçlar elde etmek için gerekli faktörler şematik

olarak gösterilmiştir.

2.1. Fizik

Radyasyon, atomlardan enerji salınması olarak tanımlanabilir. Bu salınma ya elektromanyetik titreşimler veya partiküler şeklindedir.

Elektromanyetik titreşimler dalga boylarına göre;radyo dalgaları, infraruj (Kızıl ötesi)görülebilir ışın, Ultraviyole (Mor ötesi) X ve gamma ( ? )ışını kozmik ışın adını alırlar. (Şekil 2.2.). ? ve ß ışınları ise partiküler radyasyon örnekleridir.

Elektromanyetik radyasyonda dalgalanmalar yayılım yönünde dikeydir. Bu tür dalgalara transvers dalgalar adı verilir. Transvers dalgaların birbiri ardında gelen iki benzer noktası arasındaki uzaklığa dalga boyu (h), saniyedeki dalga sayısına frekans (v), saniyede aldığı yola hız (c) dalga yüksekliğine ise amplitüd (a) adı verilir.

Dalga teorisi elektromanyetik radyasyonu açıklamak için faydalı olmakla birlikte yeterli değildir. Bu açıklamalardan elktromanyetik radyasyonun kesintisiz olduğu anlaşılmaktadır. Gerçekte radyan enerji makinalı tüfek atışlarında mermilere benzer enerji paketleri şeklindedir ve dalga hareketiyle yayılır. Bu enerji paketlerine biz foton adını veriyoruz.

Şekil : 2.2. Elektromanyetik Spektrum

Elektro manyetik radyasyonların benzer özellikleri şunlardır:

Hızları ışık hızına (3X108 m/s)eşittir.

Geçtikleri ortama enerji transfer ederler. Enerjileri frekansları ile doğru, dalga boyları ile ters orantılıdır.

Boşlukta düz bir çizgi boyunca yayılırlar.

Maddeyi geçerken absorbsiyon ve yön değiştirme (saçılma)nedeniyle intensiteleri azalır. (İntensite:yayılım alanına dikey olan birim alandan birim sürede geçen enerji miktarı).

Boşlukta intensiteleri uzaklığın karesi ile ters orantılıdır. ( İ = k/ d2 ).(k=sabite)

2.2. X – Işınlarının Elde Edilmesi

X-ışınları, tüpün flamandan gelen elektronların büyük bir hızla tungsten hedefe çarpmaları sonucu ortaya çıkan enerji değişiminin ürünüdür. V gibi bir gerilim farkının etkisi altında olan bir elektronun enerjisi :

E=e.V olacaktır. e, elektronun elektriksel yüküdür.

Elektronların elektriksel yükü sabittir(1.6´10-19 Coulomb). Bu nedenle tüpe uygulanan voltaj arttıkça elektronun kinetik enerjisi de artar. Voltaj kVp ile ifade edilir. Hemen burada kVp ile keV arasındaki farka değinelim:100 kVp nin anlamı, tüpe uygulanan elektronların hızlanmalarına neden olan maksimum enerji 105 volt demektir. KeV ise demetteki herhangi bir elektronun enerjisini gösterir.Tüpe 100 kVp`lik enerji uygulandığı zaman sadece az sayıda elektron 100 keV `lik bir enerji kazanabilirler.

Hız kazanmış elektronların hedefe çarpmaları ile enerji yitirmeleri sonucu X-ışınları oluşur. Burada iki mekanizma X-ışınlarının oluşumunda rol oynar:

Elektronların anot (tungsten)atomu çekirdeği ile tepkimeye girmeleri sonucu X-ışını oluşumu(Genel Radyasyon).

Elektronların tungsten atomu yörünge elektronlarına çarpması sonucu X ışını oluşumu (Karakteristik Radyasyon).

2.2.1. Genel Radyasyon (Bremsstrahlung)

Flamandan gelen bir hızlandırılmış elektron tungsten atomu çekirdeği yanından geçerken artı yüklü çekirdek eksi yüklü olan bu elektronu kendisine doğru çeker. Böylece elektron başlangıçtaki yörüngesinden sapar. Elektronun yörüngesi değişirken hızı azalır ve enerjisini de yitirir. Elektronun yitirdiği bu enerji bir X-ışını fotonuna dönüşür. Bu olay genel radyasyon adını alır.

Şekil : 2.3 Genel Radyasyon (Bremsstrahlung)

Hedefe çarpan elektronların çoğu, bir çok atom ile tepkimeye girerek enerjilerini yitirirler. Elektron her defasında enerjisinin bir bölümünü yitirerek X-ışını fotonlarının oluşumuna neden olur. Elektron başlangıçtaki yüksek enerjisini tümü ile yitirmeden önce çok sayıda tungsten atomu ile tepkimeye girer. Bu nedenle X-ışınlarının tümü hedef yüzeyinde meydana gelmez, tungsten tabakasının derinliklerinde de oluşur. Bazen ise elektron doğrudan tungsten atomunun çekirdeğine çarparak, enerjisinin tümü ile X-ışını fotonu oluşur.

Genel olarak bir elektron ancak birkaç tepkimeden sonra enerjisinin tümünü yitirir. Ayrıca hedefe çarpan elektronların farklı enerji düzeylerinde olduğunu yukarıda vurgulamıştık. Bu iki etken ortaya çıkan X-ışını fotonlarının oldukça değişik enerjilerde olmasına neden olur. Radyasyonun büyük bölümü düşük enerjili olup, ısı olarak ortaya çıkar.

Böylece elektron enerjisinin ancak %1`den az bölümü X – ışının fotonlarına, %99`dan büyük bölümü ısıya dönüşür. Bu iki tip enerjinin toplamı elektron enerjisinin tümüne eşittir. Daha önce vurguladığımız gibi, bir X – ışını fotonunun enerjisi dalga boyu ile ters orantılıdır. Genel radyasyon yolu ile meydana gelen X-ışınlarının dalga boyu, elektron enerjisi(keV) ile ilişkilidir. Elektron enerjisi ise, biraz önce söylediğimiz gibi, tüpe uygulanan voltaj ile orantılıdır. Oluşan X-ışını fotonlarının çok büyük bölümü o denli uzun dalga boylu(ve o denli düşük enerjili ) olurlar ki hemen absorbe edilir ve ısıya dönüşürler. Genel radyasyon yolu ile oluşan X-ışınları fotonlarının enerjileri:

1. Elektronun atom çekirdeğinin ne kadar yakınından geçtiğine,

2. Elektron enerjisine,

3. Çekirdeğin yüküne bağlıdır.

Bir X-ışını demetinde yer alan uzun dalga boylu(düşük enerjili) X-ışını fotonlarını uzaklaştırmak için filtreler kullanılır. Bu nedenle tüpten çıkan en yüksek enerjili foton, kullanılan enerjiye bağlı kalmaktadır. En düşük enerjili foton ise kullanılan filtrasyon tekniğine, eğer filtre kullanılmıyor ise gömleğin absorbsiyon yeteneğine bağlıdır.

Şu halde:

Tüpten çıkan X-ışınlarının dalga boyları bir spektrum içinde değişim gösterir.

Bunun nedeni:

Hedefe ulaşan elektronların farklı enerjilerde olması

Elektronların farklı aşamalarda enerjilerini yitirmeleri (enerjilerinin tümünü yitirinceye kadar değişik sayıda tungsten atomu ile tepkimeye girmeleri ) dir.

En yüksek enerjili fotonun dalga boyu kullanılan enerjiye;

En küçük enerjili fotonun dalga boyu ise kullanılan filtrasyon tekniğine bağlı olmaktadır.

2.2.2. Karakteristik Radyasyon

Karakteristik radyasyon hedefin elektronlar ile bombardımanı sırasında atomların iç yörüngelerinden kopartılan elektronlar ile ilişkilidir. Tungsten atomundan bir elektronun kopartılması ile o atom artı yüklü bir atoma dönüşür. İyonize tungsten atomu stabil hale dönebilmek için X-ışınının dalga boyu spektrumu içerisinde bir ışınım yapar. Bu yolla oluşan X-ışınına karakteristik X-ışını denir, çünkü meydana gelen X – ışını fotonunun dalga boyu iyonize atom için spesifiktir.

Şekil : 2.4. Karakteristik radyasyon

L-yörüngesinden K-yörüngesine geçen elektron, bu kez L-yörüngesinde bir boşluk kalmasına neden olur. Bu boşluk bir üst yörünge olan M-yörüngesinden gelen bir M-elektronu ile doldurulur. Bu yolla da L-yörüngesi için karakteristik olan enerji düzeyinde X-ışını fotonu oluşur. Ancak L – yörüngesi karakteristik radyasyonundan daha küçük enerjilidir. Tungsten atomu için L – karakteristik radyasyonu 9 keV kadardır.

2.3. X – Işını Tüpü ve Çalışma Prensipleri

X veya Röntgen ışınlarının meydana getirildiği insan yapısı aygıtlara X-ışını tüpü veya Röntgen tüpü adı verilmektedir. W.C. Röntgen’in X-ışınını keşfinden sonra birçok değişikliğe uğramış olan X- ışını tüpü, günümüzde Coolidge tarafından geliştirilmiş şekilleri (1913) ile kullanılmaktadır (Şekil 2.5.).

Tarihi gelişim sürecinde, ilk üretilen X-ışını tüpleri “gaz tüpü” adı ile anılmaktaydı. Bu tüpler camdan yapılmış ve iç havası kısmen boşaltılmıştı. İçerisine biri negatif (katod), diğeri pozitif (anod) olmak üzere 2 elektrot bulunmaktaydı. Katod ısıtılmıyor, iki elektrod arasında yüksek voltaj uygulanarak oluşturulan elektronlar anod’a çarptırılıyordu. Anod’a çarpan bu elektronlar ise X-ışınlarını meydana getiriyordu. Bu türden aygıtlar zamanla yeterli miktarda X-ışını üretmemesi ve meydana gelen X-ışınlarının ölçülememesinden dolayı kullanımdan kalkmıştı.

1913 yılında Dr. Coolidge, General Electric Laboratuarlarında çalışırken modern X-ışını tüpünü geliştirdi. Temel prensipleri günümüzde kullanılan tüplerde de uygulanan ve “Coolidge tüpü” olarak da adlandırılan aygıtlar, havası boşaltılmış cam bir kap, ısıtılan bir katod, elektronların çarptırıldığı hedef anod ve elektronların katoddan anoda gitmesini sağlayan yüksek voltajlı devreden oluşmaktadır (Şekil 2.6.).

Tüpün unsurları, havası tamamen boşaltılmış cam bir kap içerisinde bulunur. cam kap, modern tüplerde genellikle silindir şeklindedir. Tüpün hemen dışında metal bir kap içerisinde izalatör görevi üstlenmiş yağ bulunmaktadır. Yağ, aynı zamanda katod ile anod arasında kısa devreyi önlerken, tüpün soğumasına da yardımcı olmaktadır.

Şekil : 2.5. X-Işını Tüpünün Görünümü.

A. Sabit anodlu tüp. B. Döner başlıklı anoda sahip tüp.

Şekil : 2.6. Röntgen tüpü iç yapısının şematize edilmiş görünümü.

Sabit anodlu tüpün iç yapı şeması.

Döner başlıklı anoda sahip tüpün iç yapı şeması.

Katod; termoiyonik emisyonun oluşturulduğu, içine %1-2 torium katılmış tungstenden imal edilmiş flaman kısımdır. Yüksek voltaj altında ısıtılan flamandan elektronlar salınır. Bu elektronlar foküsleyici başlık adı verilen bir sınırlayıcı ile hedef anoda doğru yönlendirilir. Foküsleyici başlık ile birlikte flamanın kalınlığı fokal spotu belirlemektedir. Modern X-ışını tüplerinde, biri 0,1-1 mm. diğeri 1-2,5 mm. flaman kalınlığında olmak üzere genellikle 2 fokal spot bulunur ve bu tür tüplere “bifokal tüpler” adı verilir (Şekil 2.7.).

Şekil : 2.7. Bifokal Röntgen tüpündeki fokal spotların şematize edilmiş örünümü.

A. Küçük fokal spot, B. Büyük fokal spot.

Fokal spot büyüklüğü, katodtaki flamanlardan biri kullanılarak kontrol edilmektedir.

Elektronlar, flamandan ayrıldıkları noktada, anoda doğru hızlanmadan önce bir an için durağanlaşmakta ve flamanın önünde sürekli bir elektron bulutu oluşmaktadır. Bu durumda elektrostatik etki nedeniyle flamandan yeni elektronların salınımı engellenmektedir. Tanımlanan bu etkiye bulul etkisi “space charge” denir. Bu özellik 1000 mA kapasitenin üzerinde tüp yapımının en önemli engellerinden biri olarak kabul edilmektedir.

Katodtan salınan elektronlar hedef anod materyali üzerine foküslenmlştlr. Anodlar sabit ve döner başlıklı olmak üzere 2 çeşittir (Şekil 2.8.).

Şekil : 2.8. Sabit (A) ve Döner (B) Başlıklı Anodların Şematik Görünümü

Sabit anodta elektronların çarptığı hedef alan dar ve hep aynıdır. Bu durum anod materyalinin o bölümünün daha çok ısınması ve tahribatını beraberinde getirir. Halbuki döner başlıklı anodlar, bir kola monte edilmiş döner bir disk şeklindedir. Elektron salınımı esnasında devamlı bir şekilde dönüş hareketi gösterdiğinden elektronların çarptığı hedef yüzey alanı genişlemiştir. (Şekil 2.9). Bu durum anod ömrünü uzatmaktadır. Döner anodlar dakikada yaklaşık 3000 tur yaparlar. Anodun bu hıza ulaşması kısa da olsa bir zamanı gerektirir ve grafi çekimi için kumanda panelindeki düğmeye basıldığında ilk duyulan dönüş sesi anodun hızlanmasına bağlıdır. X-ışını ekspojuru, anod normal dönüş hızına ulaştıktan sonra gerçekleştirilecek şekilde ayarlanmıştır.

Anod yüksek erime noktası ve atom numarasına sahip maddelerden imal edilmiş olup bu amaçla genellikle tungsten seçilmektedir (Tungstenin erime noktası 3380 °C’dir).

Anoda çarpan elektronlardan oluşacak X-ışınının objeye yönlendirilmesi için anod 7-18 derece gibi bir açı ile eğimli olarak yerleştirilmiştir. Bu açının bir diğer etkisi de hedefleyici foküsle oluşturulan aktif spot mesafesinin daha daraltılarak efektif spota dönüştürülmesidir (Şekil 2.10). Anod açısı daraltıldıkça efektif spot boyutu da daralır. Açılı olarak yerleştirilmiş anodun karşısında, X-ışınının objeye gönderilmesi için pencere adı verilen 1-3 cm genişliğinde bir açıklık bulunmaktadır.

Şekil : 2.9. Döner başlıklı anodlarla hedef yüzey oldukça genişletilmiştir.

Bu suretle anod materyalinin dayanıklılığı ve dolayısı ile tüp ömrü arttırılmıştır. Şekilde, katodtan 4 mm. lik fokal spot genişliğinde gönderilen elektronların aynı eğim açısına, sahip sabit ve döner başlıklı anod materyallerinde çarptıkları yüzey anlarının ne denli farklı olduğu matematiksel olarak gösterilmektedir.

Şekil : 2.10. Anod açısı sayesinde gerçek fokal spotun efektif fokal spota

dönüştürülmesi şematik olarak gösterilmektedir.

X-ışını tüpü, pencere açıklığı dışında, X-ışını kaçağını önlemek amacıyla iyi bir şekilde izole edilmiştir. X-ışını tüpünden, çevresindeki 1 m.’lik bir daireye 100 mR/saatten fazla kaçak olmamalıdır. Tüp İçinde oluşacak yüksek ısının kompanzasyonu bakımından da anod diski, bakır bir sapa monte edilmiş, cam ile izolasyon tabakası arasına yağ konulmuştur. Tüp bütünü ile bu yağın içinde olup bakır gövde, içerisinden su veya yağ geçirilerek soğutulmaktadır, Hava ile soğutulan tiplerde, gövdenin dış kısmı temas yüzeyinin artırılmasını sağlamak amacıyla kanatçıklar şeklinde dizayn edilmiştir.

X-ışını tüpü doğru akımla çalışır. Şehir cereyanı ise alternatif akım formunda olup elektriksel dalganın yan süresince negatif (-), diğer yarı süresinde de pozitif (+) yöndedir. Şehir cereyanı bu hali ile Röntgen tüpüne uygulandığında katod, sinüzoidal dalganın yarı süresinde pozitif, diğer yarı süresinde de negatif yükle yüklenmiş olacaktır. Halbuki tüpteki katod tarafı daimi olarak negatif elektriksel yükle olmalıdır. Bu olumsuzluğun önüne geçmek için alternatif akım formundaki şehir cereyanı Röntgen tüpüne ulaşmadan önce elektrik elemanları(diyot) vasıtasıyla tanı dalga doğrultmalı olarak düzenlenerek hem Röntgen tüpü prensiplerine uygun bir şekilde çalışması sağlanmış hem de birim zamanda üretilen X-ışını miktarı iki katına çıkarılmış olur.

2.4. X-Işınının Madde ile Etkileşimi

X-ışınının madde ile etkileşimi foton saçılması ve foton kaybolması şeklinde sonuçlanır. Foton saçılması, Thomson saçılması ve Compton olayı olmak üzere 2 şekilde gelişirken foton kaybolması, fotoelektrik olay, çift oluşumu ve foto çözünme olarak başlıca 3 şekilde gerçekleşir.

2.4.1. Foton Saçılması

2.4.1.1. Thomson Saçılması

Madde ile etkileşen X-ışını fotonu, o maddenin atomunun çekirdeğinin çekim etkisi ile, enerji kaybı göstermeksizin yön değişimine uğratılır. X-ışınının sadece yönü değişmiştir. Atom ile etkileşime görmeden önce X-ışınının enerjisi ne ise etkileşimden sonra da aynıdır (Şekil 2.11.). Bu olay 10 keV ’dan daha düşük enerjili X-ışınları ile gerçekleşmektedir.

Şekil 2.11. Thomson Saçılmasının Şematize Edilmiş Oluşumu.

2.4.1.2. Compton Olayı

X-ışını fotonu, etkileşime girdiği maddenin atomunun yörüngelerinden birinden bir elektron koparıp atom dışına atarken enerjisinin bir kısmını kaybederek saçılıma uğrar. Bu durumda ortamda hem bir elektron (Compton elektronu) hem de enerjisi azalmış X-ışını fotonu bulunmaktadır (Şekil 2.12.). Bu öğeler farklı atomlarla yeni etkileşimlere girebilme özelliğine sahiptirler. Compton olayı radyografilerde istenmeyen bir etken olan, saçılan sekonder radyasyonun da kaynağıdır. X-ışınının madde ile etkileşiminin biyolojik yönden en önemli komponenti olan Compton olayı genelde orta enerji seviyeli X-ışını fotonları ile düşük atom numaralı maddeler arasındaki etkileşim sonucunda gerçekleşmektedir.

Şekil : 2.12. Compton olayının Şematize Edilmiş Oluşumu.

2.4.2. Foton Kaybolması

2.4.2.1. Fotoelektrik Olay

X-ışını fotonu, etkileşime girdiği maddenin atomunun iç yörüngelerinden bir elektronu atom dışına fırlatırken kendi enerjisini tamamen kaybeder. Foton bütün enerjisini kaybettiği için gerçek bir absorpsiyon söz konusudur. Ortamda sadece atomdan ayrılan ve fotoelektron adı verilen elektron kalır (Şekil 2.13.). Bu olay genellikle orta derecede enerjili X-ışını ile atom numarası yüksek maddeler arasındaki etkileşimin bir sonucudur.

Fotoelektrik çarpışma sonucunda atom bir elektronunu kaybetmiş ve kararsız duruma gelmiştir. Bu nedenle daha dış yörüngelerindeki herhangi bir elektron, boşalan elektronun yerini doldurur ve bu arada kaybettiği enerjisini karakteristik radyasyon denen X-ışını fotonu şeklinde salar. Ancak bu fotonun enerjisi, başlangıçtaki fotonun enerjisinden daha düşüktür.

Şekil : 2.13. Fotoelektrik olayının Şematize Edilmiş Oluşumu.

2.4.2.2. Çift Oluşumu

Enerjisi 1.02 MeV ve üzerindeki X-ışını ile madde arasındaki etkileşim sonucu ortaya çıkar. Yüksek enerjili X-ışını, etkileştiği madde atomunun çekirdeği düzeyinden geçerken, biri pozitron biri elektron olmak üzere enerjileri eşit (0.51 MeV) iki partiküle ayrılır (Şekil 2.14.). Pozitron bir elektron ile birleşerek kaybolur ve toplam 0.51 MeV enerjili 2 foton meydana gelir. Geriye kalan enerji doku tarafından soğurulur. Çift oluşumu enerji düzeyleri ve atom numaraları çok yüksek X-ışınlan ile maddeler arasındaki etkileşim sonucunda gerçekleşmektedir.

Şekil : 2.14. Çift Oluşumunun Şematize Edilmiş Görünümü.

2.4.2.3. Fotoçözünme (Fotodisintegrasyon)

Enerjisi 10MeV ve üzerindeki X-ışını, etkileştiği madde atomu çekirdeğinden bir fragmanın kopmasına yol açar. Bu olaya fotoçözünme, çekirdekten kopan fragmana nükleer parçacık adı verilir(Şekil 2.15.). Fotoçözünme olayı enerjisi çok yüksek ışınlarla gerçekleştiğinden tanısal radyoloji pratiğinde yeri olmayan bir etkileşimdir.

Şekil : 2.15. Fotoçözünme Olayının Şematize Edilmiş Görünümü.

2.5. X-Işınının Emisyon Spektrumu

X-ışınının birim ünitedeki sayısı ile enerjisinin bir fonksiyonu olan emisyon spektrumu tüp akımı, tüp potansı, filtrasyon, hedef anod materyali ve voltajın dalga şekli ile ilişkilidir.

2.5.1. Tüp Akımı

Akım, miliamper (mA) değeri ile ilişkili bir fonksiyondur. Eğer anod ile katod arasındaki devrenin mA değeri arttırılırsa katodtan daha fazla elektron serbestleştirileceğinden X-ışınının emisyon spektrumu artar ve spektral eğri grafik üzerinde sağa kayar. Şekil 2.16.’da bu değişim grafik üzerinde sunulmaktadır.

Şekil : 2.16. Tüpteki mA değişikliğinin X-ışınının emisyon spektrumunda yarattığı farklılıklar, birim ünitedeki X-ışını miktarı ile X-ışını enerjisinin (keV) bir fonksiyonu şeklindeki grafiksel olarak gösterilmektedir.

2.5.2. Tüp Potansı

Tüp potansı kilovoltaj (kV) ile ilgilidir. Kilovoltaj’daki artış, elektronların hızlan ve meydana gelen X-ışınının penetre edici özelliğinin artması sonucunda emisyon spektrumunda sağa doğru kaymaya yani artmaya yol açar (Şekil 2.17).

Şekil : 2.17. Tüpteki kV değişikliğinin, X-ışınının emisyon spektrumunda yarattığı farklılıklar birim ünitedeki X-ışını miktarı ile X-ışını enerjisinin

(keV) bir fonksiyonu şeklindeki grafiksel olarak gösterilmektedir.

2.5.3. Filtrasyon

Filtrasyonda kullanılan alüminyum kalınlığı emisyon spektrumundaki artış ile ters orantılıdır. Filtrasyon kalınlığı arttıkça X-ışınlarının bu filtre tarafından tutulması artacağından emisyon spektrumu azalacaktır (Şekil 2.18.).

Şekil : 2.18. Filtrasyon kalınlığındaki değişikliğin, X-ışınının emisyon spektrumunda yarattığı farklılıklar, birim ünitedeki X-ışını miktarı ile X-ışını enerjisinin (keV) bir fonksiyonu şeklindeki grafiksel olarak gösterilmektedir. 2 mm. kalınlığındaki alüminyum yerine, 4 mm. kalınlığında alüminyum tabakasının kullanılması grafikteki eğriyi sağa kaydırmakta ve birim ünitedeki X-ışını miktarını azaltmaktadır.

2.5.4. Anod materyalinin Yapısı

Hedef anod materyalinin atom numarası yükseldikçe meydana gelen X-ışınlarının dalga boyu küçülmekte, bunun sonucu olarak da X-ışınının enerjisi yani emisyon spekturumu artmaktadır (Şekil 2.19).

Şekil : 2.19. Hedef anod materyalinin atom numarası ile X-ışını emisyon spektrumu arasındaki ilişki, birim ünitedeki X-ışını miktarı ile X-ışını enerjisinin (keV) bir fonksiyonu şeklindeki grafiksel olarak gösterilmektedir. Yüksek atom numaralı anod kullanımı emisyon spektrumunu sağa kaydırmakta ve birim ünitedeki X-ışını miktarını artırmaktadır.

2.6. X-Işınlarının Etkileri

X-ışınlarının etkileri madde ile karşılaştıklarında oluşturdukları hızlı ve enerjileri yüksek elektronlara bağlıdır. Bu elektronlar madde de başlıca ısı, eksitasyon ve iyonizasyon oluşturur. Bunların sonucunda kimyasal ve biyolojik etkileri ortaya çıkar.

Elementlerin dış orbitlerindeki elektronlar kimyasal reaksiyonlarda önemli rol oynar. Radyasyon etkisiyle bu elektronların sökülmesi, maddenin kimyasal özelliğini değiştirir. Örneğin radyasyon verilmiş bir suda, aktif kökler ortaya çıkar. İki değerlikli demirin sülfat bileşiği, X-ışınlarının etkisinde bırakılırsa üç değerlikli şekle dönüşür. Kimyasal etkiler sonucu X-ışını bir çok enzimin fonksiyonunu bozarak hücre metabolizmasını değiştirebilir. X-ışınının oluşturduğu biyolojik etkiler, yan etkiler ve korunma bölümünde anlatılacaktır.

Şekil : 2.20. X-Işınının Etkileri

Fotoğraf plağı üzerindeki gümüş tuzlarından gümüşü açığa çıkarması, bir çok kimyasal maddenin rengini değiştirmesi, neden olduğu kimyasal reaksiyonlar ısı oluşturması ve fluoresans özelliği, X-ışının diğer etkileridir.

Yukarıda belirtilen tüm etkiler aynı zamanda gamma ışınları içinde geçerlidir. Gamma ışınları ile X-ışınları arsındaki fark gamma ışınlarının çekirdek reaksiyonları sonucu oluşmasıdır. Bu nedenle homojen bir demet şeklindedirler, davranış yönünden farklı değillerdir.

2.7. X-Işınlarının Ölçülmesi

Röntgen (R):

Normal şarlar altında duvar etkilerinden kurtarılmış 1 cm³ (0.001293 g) havada bir elektrostatik yük birimi oluşturan X veya ? ışını miktarına 1 R denir. Son yıllarda tanımlama basitleştirilmiştir. Buna göre 1 R=2.5.10-4 Coulomb, kg havadır (Coulomb=1 amp/s).

RAD(Radyasyon Absorbsiyon Dozu):

Bir ışınlama esnasında ışınlanan maddenin 1 gramının absorbe ettiği enerji 100 Erg ise aldığı doz 1 RAD`dır. 1975 de absorbsiyon dozu için Gray (Gy) adlı yeni bir birim tanımlanmıştır. Buna göre 1 Gy=1 joule/kg=100 RAD`dır.(1 joule=107 erg)

REM:

RAD`ın memelilerdeki karşıtıdır ve pratik olarak insanda RAD`a eşittir.

2.8. X-Işınlarının Tanıda Kullanımını Sağlayan Özellikleri

X-ışını diyognostik radyolojide penetrasyon özellliği, fotografik ve fluoresans etkileri nedeniyle kullanılır.

2.8.1. Penetrasyon Özelliği

Madde ile karşılaşan X-ışınlarından bir kısmı absorbe olur. Geriye kalan bölümü maddeyi geçer (penetrasyon). İnsan vücudu değişik atom ağırlığında ve değişik kalınlıkta dokulardan yapıldığından, X-ışınını değişik oranlarda absorbe eder. Dolayısıyla absorbsiyon formülüne (Ab=h.?³ z4.t.k ) göre penetre olan ışın miktarı da farklı olacaktır.

Şekil : 2.21. Röntgen Filmi Üzerinde Görüntü Oluşumu

Sonuçta röntgen filmi üzerine değişik oranlarda ışın düşürerek görüntü ortaya çıkar. Absorbsiyon-penetrasyon farklılıklarına göre bu görüntü, siyahtan (film üzerine gelen ışın fazla) beyaza (film üzerine gelen ışın az) kadar değişen gri tonlardan oluşur (şekil 2.21).

Tablo 1.3 Röntgenogramlardaki yoğunluk örnekleri

Yoğunluk

Örnek

Çok radyolusent

Gaz (hava)

Orta derecede radyolusent

Yağ (yağ dokusu)

Ara yoğunluk

Su (yumuşak dokular)

Orta derecede radyopak

Kemik vekalfikasyonlar

Çok radyopak

Metal (atom ağırlığı yüksek elementler)

2.8.2. Fotografik Etkisi

Görülen ışık ve ultraviyolede olduğu gibi X-ışını da fotoğraf filmi üzerindeki Gümüş Bromürü (AgBr) etkileyerek görüntü oluşumuna neden olur. Bu özelliğinden yararlanılarak radyografi yapılır.

2.8.3. Fluoresans Etkisi

X-ışını bazı maddelere çarptığında fluoresan ve fosforesan olayları meydana gelir. Bu olaylar sonucunda ultraviyole ışığı ortaya çıkar. Fluoresan özelliğinden faydalanılarak radyoskopi ve radyografi yapılır. Çinko kadmiyum sülfid kristalleri sürülmüş bir ekran üzerine hastadan geçen X-ışını düşürülürse fluoresan bir görüntü oluşur (radyoskopi). Kalsiyum tungstad kristalleri sürülmüş ekranlara X-ışını düşürülürse ultraviyole yayar. Bu özellikten, radyografide ışının fotografik etkisini arttırmak amacıyla yararlanılır.

Ranforsatör adını verdiğimiz üzerine kalsiyum tungstad kristalleri sürülmüş plastik yapraklar taşıyan kasetlerle yapılan radyografilerde x- ışını miktarı belirgin şekilde azaltılmıştır. Ranforsatörlerdeki kristal boyutu ile ürettği fluoresan ışığın miktarı arasında doğru bir orantı vardır. Ancak kristal boyutu arttıkça ışık kaynağının boyutuda artacağından, objelerin kenar keskinlikleri azalır. Günümüzde X-ışını miktarını çok daha az bozan nadir elementlerden yapılmış pahalı ranforsatörler de kullanılmaktadır.

2.9. İnceleme Yöntemleri

Röntgenin radyografi ve radyoskopi olarak başlıca iki yöntemi vardır.

2.9.1. Radyografi

Bu yöntemde hastayı geçen X-ışınları bir röntgen filmi üzerine düşürülerek görüntü elde edilir. Üzerinde görüntü oluşmuş röntgen filmine radyogram veya doğru bir deyimle röntgenogram denir.

Radyografi ya incelenecek bölgeden doğrudan X-ışını geçirerek (düz radyografi) veya incelenecek yapının içine veya çevresine kontrast madde verdikten sonra X-ışını geçirerek (kontrastlı radyografi) yapılabilir. Düz radyografi örnek olarak el, ayak gibi ekstremite incelemeleri görülebilir.

Sindirim borusunun, safra yollarının, üriner sisteminin ve damarların röntgenolojik incelemeleri de kontrastlı radyografi örnekleridir. Radyografinin değişik amaçlar için kullanılan, değişik tekniklerin bir çok şekli vardır:

2.9.1.1. Tomografi

Radyografide kullanılan önemli bir tanı yöntemidir. Röntgenogramlarda X-ışını kaynağı ile film arasındaki objenin tüm kalınlığı tek plan üzerinde iki boyutlu olarak görülür. Dolayısıyla organizmanın değişik düzeylerindeki yapıların görüntüleri üst üste düşer (süperimpozisyon, süper pozisyon). Tomografide bu süperimpozisyon kaldırılarak istenen vücut kesiti incelenebilir. Bu amaçla incelenmesi istenen düzey merkez alınarak birbirine bağlanan tüp ve kaset, karşıt yönlerde hareket ettirilir. Böylece merkezlenen düzeydeki görüntü net olarak film üzerinde belirirken, alt ve üst düzeydeki yapılar film üzerinde farklı yerlere düşeceğinden bulanıklaşarak görünmez hale gelir. Sık olarak kullanılan bu yönteme “lineer” (çizgisel) tomografi adı verilir. X-ışını kaynağı, kaset ve hatta objeyi değişik şekillerde hareket ettirerek bir çok tomografi yöntemi geliştirilmiştir. BT, MR, SPECT ve US gibi diğer kesit görüntü alan yöntemlerden ayırmak için bu yönteme konvansiyonel tomografi adı verilir.

Şekil 2.22. Lineer (çizgisel) tomografi. Tüp ve kasetin karşılıklı hareketi sırasında, merkezlenen düzeydeki A noktası her pozisyonda aynı yere düşer ve net bir şekilde görülürken, bu düzeyin dışındaki noktalar (B ve C) değişik yerlere düşeceğinden bulanıklaşır.

2.9.1.2. Makroradyografi

Makroradyografide magnifikasyon (büyültme) tekniği kullanılarak kesimin büyültülmüş görüntüsü elde edilir. Büyültme bir buçuk veya en fazla iki kat olabilir. Daha fazla büyültmelerde görüntü bulanıklaşır. Büyültme incelenecek bölgenin röntgen filminden belirli oranda uzaklaştırılması ile sağlanır. Makroradyografi ile minimal iskelet lezyonları, başlangıç evresindeki pnömokonyozlar gibi çok küçük akciğer lezyonları ve arteriografide küçük arterler daha iyi gösterilir.

2.9.1.3. Yumuşak Doku Radyografisi

Kas, bağ ve yağ dokusundan oluşan yumuşak dokuların yoğunluğu düşüktür ve aralarındaki yoğunluk farkları azdır. Bu farkları gösterebilmek için yeterli penetrasyonda düşük gerilim (15-25 kV) kullanılmalıdır. Bu amaçla genellikle sabit anotlu tüpler, özel röntgen filmleri ve özel röntgen aygıtları geliştirilmiştir.

Bu yöntem yumuşak doku patolojilerinin incelenmesinde kullanılır. En iyi bilinen ve en yaygın kullanılan şekli memeyi inceleyen mammografidir.

2.9.1.4. Kseroradyografi

Bu teknikte görüntünün kaydedildiği gereç farklıdır. Hastayı geçen X-ışınları, röntgen filmi yerine, elektriksel olarak şarj edilen ince bir selenyum tabakası ile kaplanmış aliminyum bir plaka üzerine düşürülür. Bu plaka üzerine düşen X-ışınları plakanın elektrik şarjını değiştirerek görüntü oluşturur. Bu görüntü özel kağıtlar üzerine geçirilerek kaydedilir.

Kseroradyografide doku ve organların sınırları röntgenogramlardan daha belirgin görülür. Ayrıca yoğunluk farkı fazla olduğu için aynı röntgenogram üzerinde incelenemeyen kemik ve yumuşak dokular, Kseroradyografi ile bir görüntüde incelenebilir. Kseroradyografinin de temel kullanım alanı mammografidir

2.9.2. Radyoskopi

Fluoroskopi adı da verilir. Bu yöntemle hasta X-ışını kaynağı ile fluoresan ekran arasındadır. Hastayı geçen X-ışınları bu ekran üzerine bir görüntü (imaj) oluştururlar. Bu görüntünün izlenebilmesi için gözün karanlığa uyumu gereklidir. Görüntünün aydınlıkta görülmesini sağlayan görüntü kuvvetlendirici (imaj intensifayr) aygıtlar geliştirilmiştir. Görüntü kuvvetlendiriciler daha az X-ışını kullanılmasını sağlayarak hastanın ve hekimin aldığı ışın dozunu azaltırlar. Bu aygıtlar aracılığıyla görüntü ya doğrudan bir aynada ya da kapalı devre bir televizyon ekranında izlenebilir. Fluoroskopik incelemede diyafragma gibi hareketli organlar izlenerek tanıya varılabilir.Ayrıca mide-duodenumun incelenmesinde olduğu gibi izlenen bölümün radyografisi de yapılabilir.

Ülkemizde verem savaşında başarı ile uygulanan ve mikrofilm olarak bilinen fotofluorografi yöntemi fluoroskopi ekranında oluşan görüntünün fotoğrafının çekilmesidir. Görüntü kuvvetlendiricilere bir film alma aygıtı bağlanarak organların hareketlerinin kaydedilmesine ise sineradyografi adı verilir. En sık anjiokardiografide ve yutma fonksiyonlarının izlenmesinde kullanılır.

2.10. Radyografik Görüntü Oluşumu

X-ışının dokular tarafından farklı oranlarda absorbsiyonu sonucu hastayı geçen ışınların (artık ışın) miktarı da farklıdır. Röntgen filmi üzerinde görüntü, bu farklılıklar nedeniyle oluşur. Hastayı geçen X-ışınlarının film üzerinde yaptıkları temel değişiklik, Gümüş Bromür moleküllerindeki bağları gevşetmesidir. Böyle bir film bazı kimyasal maddelerle karşılaştırıldığında gümüş ve brom kolayca birbirinden ayrılır.

Ekspoze edilmiş film üzerinde gözle görülemeyen ancak moleküler seviyede oluşmuş görüntüye latent imaj adı verilir. Latent imaj çeşitli kimyasal olaylarla görünür hale getirilir. Buna da manifest imaj denir. Latent imajın manifest imaj şekline dönüştürülmesi için yapılan kimyasal işlemlerin adı röntgen film banyosudur (processing). Bu işlemlerin evreleri Tablo 1.4 ’de sunulmuştur.

Madde ile karşılaşan x-ışınlarının bir bölümü absorbe olup kalanı objeyi geçerken, bir bölümü de yönünü değiştirerek yoluna devam eder. Saçılma dediğimiz bu olay röntgen filmi üzerinde gereksiz kararmaya neden olarak görüntüyü bozar. İyi bir röntgenogram elde etmek için saçılmanın engellenmesi gerekir. Bunun için yapılması gereken işlem gereksiz X-ışını miktarını ortadan kaldırmak ve objeyi geçerken saçılan ışınların röntgen filmi üzerine düşmesini engellemektedir.

Tablo : 1.4. Röntgen film banyosu evreleri

SIRASIYLA EVRELER

SÜRE

OLAY

Ekspojur

0.01-10s

Latent imaj oluşur.

“Development”

(Görüntü oluşturulur)

(I.Banyo)

3-10 dk

Latent imaj manifest imaja çevrilir.

(x-ışının etkilediği AgBr moleküllerindeki brom, gümüşten ayrılarak banyo solüsyonuna geçer).

“Fixing”

(Görüntü sabitleştirilir)

(II.Banyo)

10-30 dk.

Geriye kalan, x-ışınından etkilenmemiş AgBr molekülleri banyo solisyonuna geçer.

Yıkama

30 dk.

I.ve II. Banyo artıkları film üzerinden alınır.

Kurutma

30 dk.

Film üzerindeki su alınır.

Gereksiz X-ışınlarının ortadan kaldırılması, yalnız görüntülenecek bölgeye ışın gönderilmesi ile sağlanır. Tüpten çıkan ışınların sınırlandırılması işlemine kolimasyon adı verilir. Kolimasyon için tüpün ağzına diyafragma denilen açılıp kapanabilen bir düzenek takılır. Diyafragma çıkışına yerleştirilen ve şekli ve uzunluğu incelenecek bölgeye göre değişen, kon adını verdiğimiz metal borularla ışın demeti daha da sınırlandırılıp şekillendirilebilir.

Objeyi geçtikten sonra saçılan X-ışınlarının film üzerine düşmesi ise grid adı verilen çok ince kurşun çubuklardan oluşmuş bir levhanın obje ile film arasına konması ile sağlanır.

Kurşun çubuklarından yüksekliklerinin aralarındaki mesafeye oranına grid oranı denir. Grid oranı ile saçılmanın engellenmesi arasında doğru bir orantı vardır. Ancak grid oranı arttıkça filme gelen X-ışını miktarı azalır, bu nedenle ekspojur faktörleri arttırılmalıdır. Gridler içerisindeki kurşun çubuklar, ne kadar ince olurlarsa olsunlar grid hareketsizce rötgenogramlar üzerinde seçilebilir. Bunu önlemek için ekspojur sırasında hareket eden gridler geliştirilmiştir. Bu tür hareket eden gridlere “Putter-Bucky” diyafragmiları adı da verilir.

2.10.1. Görüntü Kalitesi

Radyolojist röntgen tanısını hastadaki değişik yapıların röntgenogramlar üzerindeki bölgelerine bakarak koyar. Bu nedenle radyogramlar üzerindeki gölgeleri, çevreden ayrılabilecek kadar yeterli yoğunluk (dansite) farklılığına ve kenar keskinliğine sahip olması esastır. Bu da başlıca görüntülenen oluşumların şekil ve yapısına ve kVp, mAs, film tipi vb. gibi teknik faktörlere bağlıdır.

Dansite (D), röntgen filmi üzerindeki metalik siyah gümüş elementinin miktarı olarak tanımlanır ve doğal olarak filme ulaşan X-ışını miktarına bağlıdır. Kontrast (C) ise, incelenen yapının röntgenogram üzerindeki dansitesi (D1) ile çevresindeki dansite (D2) arasındaki farktır (C=D2-D1). D1 veD2 arasındaki geçiş zonunun genişliğine ise kenar keskinliği (“sharpness”) ( U) adı verilir. Geçiş zonu ne kadar darsa kenar o kadar keskin, ne kadar genişse o kadar keskin değildir (bulanık). Objektif olarak birbirinden bağımsız kontrast ve kenar keskinliği arasında, subjektif olarak doğru orantılı bir bağlantı vardır. Kontrast ne kadar yüksekse kenar keskinliği de o kadar fazlaymış gibi görülür.

Kenar bulanıklığı (“blurring”), vücuttaki yapılarının şekillerinin doğal sonucudur. Vücuttaki yapıların kenarları köşeli değil, yuvarlaktır. Bu durumda kaçınılmaz olarak yapıların gölgelerinin kenarlarında az veya çok bir geçiş zonu görülecektir. Buna biz doğal kenar bulanıklığı diyebiliriz. Tekniğe bağlı olarak görülen kenar bulanıklığına ise yapay bulanıklık denebilir. Yapay bulanıklığın bir çok nedeni vardır.

Bunlardan üç tanesi önemlidir.

Geometrik bulanıklık; Fokal spot boyutuna ve obje-film mesafesi / fokus-film mesafesi oranına bağlıdır. Bu iki değerin küçültülmesi geometrik bulanıklığı azaltır.

Hareket bulanıklığı; Objenin hareketinin neden olduğu bulanıklıktır. Obje-film mesafesi / foküs-film mesafesi oranını küçülterek ve ekspojur süresini kısaltarak minimale indirilebilir.

Ranforsatör (“screen”(ekran)) bulanıklığı; Ranforsatörler hızlandıkça üzerlerindeki kristallerin boyutları artacağından, bulanıklık artar. Hızlı ranforsatörlerde bulanıklık değeri 0.3mm iken “high-definition” ekranlarda bu değerin yarısı kadardır. Fluoroskopi ekranlarında bu değer 0.5mm veya daha fazladır.

Şekil 2.24. Kenar Bulanıklığının (b) de daha fazla olmasına rağmen kontrastın da yüksek olması nedeniyle bu iki resim benzer şekilde algılanır.

Kontrastı etkileyen faktörler de 3 ana başlık altında incelenebilir:

Hasta; İncelenen oluşumun atom numarası, dansitesi (yoğunluğu) ve kalınlığı kontrastı belirleyen temel faktörlerdir.

Radyasyon; Primer X-ışının kalitesi (kVp ve filtrasyonla belirlenir) temel radyasyon faktörüdür. Saçılma, kontrastı negatif olarak etkileyen önemli bir faktördür. Saçılan radyasyon miktarını;kVp, ışının geçtiği doku volümü (ışının boyutu ve hastanın kalınlığı) ve kullanılan gridin cinsi belirler.

Kayıt gereçleri; Kullanılan filmin ve ranforsatörün cinsi ve banyo faktörleri kontrastı etkiler. Ekspojur faktörleri de (kVp, mA, s) filme ulaşan X-ışını miktarını ve dolayısıyla kontrastı belirler.

Röntgenogramlardaki görüntü kalitesini belirlemede en önemli etken olan ekspojur faktörleri başlıca kV , mA ve s dir. Bunlara fokal spot boyutu, fokus-film ve obje-film mesafeleri ve ışın demetinin boyutu da eklenir. Ekspojur faktörleri olarak değerlendirilmekle birlikte görüntü kalitesini etkilemeleri açısından bunlara film ,ranforsatör, grid, banyo faktörlerini de eklemek gerekir.

Tüm bu faktörlerin görüntü kalitesini hangi parametreleri etkileyerek değiştirdikleri Tablo 1.5 de gösterilmiştir. Tablodaki artılar faktörlerin doğrudan etkiledikleri parametreleri işaret etmektedir. Ancak tüm faktörlerin birbirlerini doğrudan olduğu kadar, dolaylı olarak da etki bilinmelidir.

Tablo :1.5. Röntgenogramlarda Görüntü Kalitesini Etkileyen Faktörler .

KENAR

BULANIKLIĞI

Geo.

Har.

Ranf.

Kontrast

Dansite

Alınan Doz

Mag.

KVp

mA

Saniye

Foküs-film mesafesi

Obje-film mesafesi

Fokal spot boyutu

Işın demetinin boyutu

+*

+*

+*

Grid

Film tipi Banyo

Ranforsatör tipi

+.

Hasta

+.

+.

(*) Saçılma nedeniyle

Bu faktörler, etkileri bakımından birbirine sinerjik veya antagonist olabilirler. Örneğin kilovolt 50 den 60`a çıkarıldığında film dansitesi aynı seviyede tutulmak isteniyorsa, Ma veya s yarı değere indirilmelidir. Süre hareketle ilgilidir; hareketli yapıların incelenmesinde kısa değerler seçilir. Miliamper tüpten çıkan X-ışının miktarını belirler; tüpü yükleyen en önemli faktördür; ekspojur süresi ile çarpımı (Ma.Sn=MaS) kullanılır; Ma, Kv ve süre ile birlikte filmin dansitesini artırır.

Foküs-film mesafesi arttıkça, X-ışını intensitesinin uzaklığın karesi ile ters orantılı olması nedeniyle, dansite azalır. Geometrik bulanıklık ve magnifikasyon azalır, fakat doz azlığı nedeni ile ekspojur süresi uzar, dolayısıyla harekete bağlı bulanıklık ortaya çıkar. Obje film mesafesinin artması ise geometrik ve harekete bağlı kenar bulanıklığını ve magnifikasyonunu artırır.

Fokal spot boyutu geometrik kenar bulanıklığını azaltan önemli bir faktördür, magnifikasyonunu artırır. Fokal spot boyutu tüpün yüklenebilirliği ile bağlantılıdır. Anotda fokal ısı artışı daha fazla olacağından fokal spot küçüldükçe tüpe uygulanan tüm ekspojur faktörleri düşürülmelidir.

Işın demetinin boyutu artıkça saçılma artacağından filmin dansitesi ve hastanın aldığı doz artar, kontrast azalır. Grid, film tipi, banyo faktörleri ve ranforsatör tipi, kontrast ve dansiteyi etkileyen faktörlerdir. Ranforsatör tipi ayrıca ranforsatöre bağlı kenar bulnıklığını da etkiler.

Hastaya ait özellikler ise doğal olarak ranforsatöre bağlı kenar bulanıklığı ve hastanın aldığı doz dışında tüm parametreleri etkiler. Hastanın aldığı doz her zaman karşımıza çıkan bir sorudur. Doz, röntgenogram kalitesini bozmamak kaydıyla olabildiğince düşük tutulmalıdır. Ancak yetersiz ekspojur faktörleri ile elde edilen röntgenogramın tekrar edilmesi sonucu hastanın alacağı ışın dozunun çok fazla olacağı da unutulmamalıdır.

Bir röntgenogramın diyagnostik değeri hastaya ait detayı gösterebilmesi ile ölçülür. Detay ise yukarıda özetlediğimiz röntgenogramı etkileyen faktörler tarafından belirlenir. Detayı görüntüleyebilen tanı değeri yüksek röntgenogramlar elde edebilmek için, her faktörün fonksiyonları ile doğrudan veya dolaylı etkilediği diğer parametreler iyi bilinmelidir.

2.11. Dijital Röntgen

Dijital sözcüğü ayrı, münferit ve sayısal`ı, analogue sözcüğü ise devamlılığı anlatır. Diyagnostik radyolojideki bir röntgenogram, gri skala değişikliklerinin devamlı olması nedeniyle, analog bir görüntüdür. Nümerik bir gri skala oluşturulursa , analog bir görüntü dijitale çevrilebilir. Bu değişim daima görüntü kalitesinin bozulmasına neden olur. Bu bozulma yalnız matematiksel olup, gözle algılanamayabilir.

Gri skalanın basamakları az ise görüntüdeki bu bozulma kolayca farkedilir. Her nasılsa yaygın olan, dijital görüntünün analog görüntüden üstün olduğu kanısı yanlıştır.

Bu durumda akla doğal olarak neden dijital radyografi? sorusu gelir. Bu sorunun iki cevabı vardır:

Birincisi, dijital görüntü aynen BT de olduğu gibi elde edildikten sonra işlenebilir. Yani bir dijital göğüs radyogramında yalnız akciğer alanları değil, göğüs yumuşak dokuları, kemik yapılar, mediasten, trakea gibi oluşumlar gri skalanın pencere genişliği ve seviyesi değiştirilerek belirgin hale getirilebilir. Böylece röntgenogramın değişmezliği dezavantajı ortadan kaldırılmış olur.

İkincisi, ne kadar geniş yer ve ekip olursa olsun röntgenogramları arşivlemek ve gerektiğinde kolayca bulmak mümkün değildir. Dijital sistemde ise arşiv sorunu yoktur ve görüntü istendiği anda hastaya ait diğer bilgilerle birlikte monitörlerden izlenebilir. Daha da önemlisi bilgisayar bağlantısı olan her hastane veya sağlık merkezine anında iletilip gerekirse konsültasyon yapılabilir. Böylece yer, zaman ve film tasarrufu sağlanarak radyoloji departmanlarının harcamalarını önemli ölçüde azaltır.

Dijital radyografi üniteleri başlıca dedektör sistemi, görüntü işleme ve depolama, ve görüntüleme olarak üç ana bölüme ayrılabilir. En önemli bölüm dedektör sistemidir. Dedektör sistemi dizilişlerine göre: alan dedektörleri, ”lineer” dedektörler ve “pencil-beam” dedektörler olarak sınıflandırılabir.

Alan dedektörleri geniş bir alanı geçen radyasyonu aynı anda saptayabilir. Pojeksiyon röntgenografisinde en sık kullanılan alan dedektörü bildiğimiz röntgen filmidir. Dijital görüntüde görüntü yükselticiler (imaj intensifayr) kullanılır. Tipik bir imaj intensifayrda dedektör yüzeyi dokuz inçdir. Akciğer röntgenogramı için daha büyük yüzeyleri olanlar da kullanılmaktadır.

Lineer dedektörler dar bir çizgi gibi gelen radyasyonu saptar. Bu çizginin genişliği bir milimetredir, uzunluğu ise elli santimetreye kadar çıkabilir. Hastanın incelenecek kesimi ince bir çizgi şeklinde ışın aldığından görüntü oluşturmak için ya hastayı veya tüp ve dedektörleri bir çizgi üzerinde hareket ettirmek gerekir. Bu sistemin en yaygın örneği BT deki skenogram lardır.

“Pencil-beam” dedektör geometrisinde ise ışın tek bir nokta şeklinde kolime edilir. Bu ışınla görüntü çizgilerinin her noktası ayrı ayrı değerlendirilir.

Alan dedektör sisteminin en büyük avantajı veri toplamadaki paralellik, eşitliktir. X-ışını, görüntüdeki bütün noktalardan aynı anda geçer, görüntü süratle elde edilir. Geniş bir alanın ışınlanmasından dolayı saçılmanın fazla olması ve görüntü kalitesini bozması sistemin dezavantajıdır. Lineer dedektö

12 Temmuz 2007

<<<>>>

<<<>>>

İlk vitaminlerin tanınmasından çok önce belirli yiyeceklerin sağlık açısından değer taşıdığı biliniyordu. Örneğin, 18.Y.Y’ da turunçgillerin iskorbüt’ ün ortaya çıkmasına engel olduğu; 19.Y.Y da pirinç ile beslenen toplumlarda parlatılmamış pirinç yemenin beriberiden koruyacağı anlaşıldı. Vitaminlerin varlığı 20.Y.Y de ilk yıllarında ortaya kondu. İngiliz biyokimya bilgini Sir Frederick Hopkins 1906’ da besinlerde proteinler, karbonhidratlar, yağlar, mineraller ve suya ek olarak başka gerekli maddelerin bulunduğunu gösterdi. Polonyalı kimya bilgini Casimir Funk 1911’ de parlatılmamış pirinç deki beriberiyi önleyen maddenin bir tür amin olduğunu belirleyerek buna vitamin adının verilmesini önerdi bütün vitaminlerin yapısının birbirine benzediği düşünüldüğünden bu terim kısa zamanda bütün “ yardımcı maddeler” için kullanılmaya başladı daha sonra vitaminlerin kimyasal özellikleri ve işlevlerinin birbirinden farklı olduğu ve pek çoğunun amin içermediği anlaşıldıysa da Funk’ un terimi çok yaygınlaşarak kullanılmayı sürdürdü.

Hopkins ve Funk 1912’ de vitamin yetersizliği varsayımını ortaya attılar; buna göre sistemde belirli bir vitaminden belirli miktarda olmaması iskorbüt ve beriberi gibi bazı hastalıkların ortaya çıkmasına yol açar. Vitaminler üzerine ilk araştırmalar da vitaminlere verilen bu harfler bu maddeleri işlevlerine göre sınıflandırmaya yönelikti. Daha sonraki araştırmalarda bu maddelerin kimyasal yapısı ortaya çıktıkça bilimsel adlar verildiyse de, vitaminler günümüzde harflerle tanınır.(örn. Riboflavin yerine vitamin B2).

Pek çok hayvan ile dışbeslek (hetarotrof) bakteri ve mayaların vitaminlerin gereksinim duyduğu gösterildiyse de bir canlı türü için vitamin olan bir madde başka canlı türleri için vitamin olmayabilir. Dahası, bir canlının vücudunda yapılan bir madde miktarı canlının metabolizması için yeterli değilse, maddenin o canlı için vitamin olduğu söylenebilir. Bu tür maddelere örnek olarak insanda kemik büyümesi için gerekli olan vitamin D verilebilir. Güneş ışığıyla karşılaşan deride bir tür vitamin D bireşimlenir. Dokularda bireşimlenen vitamin D metabolizma gereksinimlerini karşılamak için yeterli değil ise bu madde ek olarak yiyeceklerle alınmalıdır; bu durum sıklıkla iskelet büyümesi hızlı olduğu için çok yüksek düzeyde vitamin D’ ye gereksinim duyan çocuklarda görülür. İnsanda buna benzer bir durum vitamin K için söz konusudur. Bu madde insan vücudunda bireşimlenemez, normal olarak insanda kalınbağırsakta yaşayan bakteriler tarafından bireşimlenir. Vitamin K kalın bağırsak duvarında kana emilir ve metabolizma süreçlerindeki yerini alır. Kalın bağırsağın normal bakteri florası bozulduğunda (örn. Yüksek dozda antibiyotik kullanıldığında ) vitamin K yiyeceklerle ek olarak alınmalıdır.

Vitaminlerin çeşitleri;

A Vitamini;

Balık etinde, özellikle balık yağında bol miktarda bulunan ve yağda çözünen alkol. Tereyağında ve çeşitli hayvanların karaciğerindeki yağ dokusunda da bulunur. Bitkilerde bulunmamasına karşın pek çok sebze ve meyvede vücutta vitamin A’ ya çevrilebilen pigmentler vardır. Bu pigmentlerden havuca rengini veren beta-karoten (provitamin A) çok iyi bir vitamin kaynağıdır.

Vitamin A ısı, ışık yada havada çabuk parçalanır görme işlevinde doğrudan rol oynayan vitamin gözde ağ tabakada yer alan bir pigmentin bileşiminde de bulunur.

İnsanda günlük vitamin A gereksinimi, erişkinler için 1,0 mg’ dir.

Vitamin A’nın varlığı ilk kez 1913’te belirlenmiştir. Kimyasal yapısı 1933’te saptanmış, 1974’de bireşimlenmiştir.

Vitamin A eksikliği;

Yiyeceklerle yeterli miktarda vitamin A alınması sonucunda sıklıkla göz ve epitel dokularında ortaya çıkan çeşitli bozukluklar görülür.

Vitamin A fazlalığı;

Hipervitaminoz A olarak da bilinir, uzun süre çok yüksek düzeyde (150 mg.) vitamin A alınmasıyla ortaya çıkan zehirlenmeye benzer bozukluk. Suda çözünen vitaminlerin tersine vitamin A yağda çözülür; gereğinden fazla alındığında idrarla atılmayarak karaciğerde depolanır ve zamanla zehirlenmeye neden olacak düzeylere erişir.

B Vitamini;

B vitamininin özellikleri, doğal kaynaklardaki dağılımları ve fizyolojik işlevlerin birbirine benzediği ve yakın olduğu için geleneksel olarak bir arada sınıflandırılan vitaminlerin ortak adı. B vitaminlerinin tümü, C vitamini gibi (yağda çözülmez A, D, E ve K vitaminlerinin tersine ) suda çözünür.

B vitaminlerinin çoğunun koenzim olduğu bütün hayvan türlerinden metabolizma süreçlerinin sürdürülebilmesi için yaşamsal önem taşıdıkları anlaşılmıştır. Vitamin B kompleksi pantotenik asit, nikotinik asit, biyotik, folik asit, riboflavin (vitamin B2), tiyamin (vitamin B1), pridoksin (vitamin B6) ve siyanokobalamini (vitamin B12) yi içerir. Karmitin, kolin, lipoik asit, miyoinozitol ve para-amino benzoik asit adlı bileşikler hayvanlarda benzer görevler üstlenir ve kimi uzmanlarca B vitamini sayılır; B13 ve B15 olarak adlandırılan ve büyümeyi hızlandıran iki madde de B vitamini kompleksine eklenebilir.

B1 Vitamini;

Tiyamin olarak da bilinir, geviş getirenler dışında bütün hayvanlarda beriberi(*) adlı hastalığın önlenmesi için gerekli olan, suda çözünen ve azot içeren alkol.

Vitamin B1 saf olarak elde edilen (1926) ilk vitamin; yapısı 1936’da tümüyle aydınlatılmış ve bireşimlenmiştir.

B1 miktarı erişkin kadınlar için 1,0-1,1 mg, erişkin erkekler için 1,2-1,4 mg’ dir.

B2 Vitamini;

Riboflavin olarak da bilinir, kesilmiş sütün suyunda ve yumurta akında bol miktarda bulunan sarı, azot içeren alkol. Hayvanların besinlerle alması gereken bir maddedir; yeşil bitkilerle bakteri ve mantarların çoğu tarafından bireşimlenebilir. 1933’te vitamin olduğu anlaşılan riboflavin ilk kez 1935’te bireşimlendi.

İnsanda, günlük gereksinim erişkinlerde 1,2-1,7 mg’ dir.

Vitamin B2 Eksikliği;

B2 alınmaması ile ortaya çıkan bozukluklar arasında; Dudaklarda kızarma, dudak kenarlarında çatlama, dilde iltihaplanma, göz yuvarlarında aşırı derece kanlanma, ışığa karşı anormal düzeyde duyarlılık, deride yağlanma pullanma ve iltihaplanma gibi sayılabilir hastalıklar meydana çıkar.

B6 Vitamini;

Mikroorganizmalarda ve hayvanlar için önem taşıyan ve üstün yapılı hayvanlarda derinin aşınmasını önleyen madde, Piridoksin (piridoksol), piridoksal ve piridoksamin olmak üzere üç tür vardır. Piridoksol ilk kez 1938’de elde edilmiştir,1939’da bireşimlenmiştir. 1940’larda bulunan piridoksal ve piridoksamin, doğal kaynaklarda piridoksinden daha yaygın bulunur.

Vitamin B6 aminoasitlerinde oluşumu ve yıkılmasında, bu nedenle canlı dokular da proteinin bireşimlenmesin de işlev görür. Yağ ve karbonhidrat metabolizmasında belirli süreçlerde de rol oynar.

Besinlerle alınan vitamin B6’ nın eksikliğinin insanda herhangi bozukluğuna neden olmadığı bilinirse de, nedeni tam olarak belirlenemeyen bazı hastalıkların vitamin B6 tedavisi ile iyileştiği saptanmıştır.

İnsanda günlük vitamin B6 gereksinimi 2,0-2,2 mg’ dir.

B12 vitamini;

Siyanokobalamin olarak da bilinir, pek çok mikroorganizma ve hayvan için yaşamsal önemi olan ve hayvanlarda akyuvarların gelişmesinde yardımcı olan kristalsi bileşik. Bir metal iyonu (kobalt) içeren tek vitamin olan vitamin B12’nin kimyasal yapısı oldukça karmaşıktır.

ABD’ li hekim W.B. Castle 1930’ larda normal olarak mide sıvısında yer alan bir öz etken (entrensek faktör) buldu ve bu maddenin öldürücü kansızlığı olan hastaların midesinde bulunmadığı saptadı. 1948-49 da ABD’ de Karl Folkers ve İngiltere’de Alexander Todd’ un yürüttüğü çalışmalarda karaciğerde bulunan saf vitamin B12 elde edildi ve tanımlandı. İnsanda günlük vitamin B12 gereksinimi üç mikrogramdır; en fazla bulunduğu besinler yumurta, et ve süt ürünleridir.

C vitamini;

Askorbik asit yada C vitamini olarak bilinir, hayvanlarda bazı metabolizma süreçlerinde yer alan, suda çözünen, karbonhidrata benzer madde. Hayvanların çoğunun vücudunda bileşimlenebilirse de insan ve öbür primatlar ve kobaylar gibi bazı hayvanlarda besinlerle ek olarak alınması gerekir. Vitamin C eksikliği özellikle deride ve mukozalarda kanamalara neden olan iskorbüt adlı hastalığa yol ilk kez 1928’ de elde edilen vitaminin iskorbüt tedavisinde 1932’ de anlaşıldı.

İnsanda günlük vitamin C gereksinimi fazladır.(70 mg) vitaminin en çok olduğu besinler turunçgiller ve taze sebzeler dir.

D vitamini;

D vitamini hayvanlarda kalsiyum metabolizmasında önem taşıyan ve yağda çözünen alkollerin, ortak adı. Güneş ışığının etkisiyle deride bulunan sterollerden bireşimlenir. Bu steroller hayvanlarda metabolizma süreçleri sonucunda oluşan 7-de hidrokolesterol ile bitkisel yağlarda bulunan ergosteroldür. Güneş ışığının etkiseyle 7-de hidrokolesterol kolekalsiferole (vitamin D3), ergosterol ise kalsiferol yada argokalsiferole (vitamin D2) dönüşür. Büyüme dönemindeki bir çocuğun günlük vitamin D gereksinimi 10 mikrogram (400 uluslar arası birim) kadardır. Vitamin D eksikliğinde raşitzme, fazla alındığında ise vitamin D dokularda biriktiğinden uzun süre yüksek dozda alınması zehirlenmeye yol açar.

E vitamini;

Öncelikle bazı bitkisel yağlarda (örn. Buğday tohum özü yağı) buluna ve yağda çözünen bileşik. 1422’de bulunan vitamin E saf haliyle 1936’ da elde edilmiştir,kimyasal yapısı 1938’ de belirlenmiştir. Daha sonra vitamin E’ ye benzer etki gösteren ve tokoferol olarak bilinen bir dizi bileşik de elde edilmiştir.

Hayvanlarda yapılan denemeler sonucunda vitamin E’ nin kas distrofisi ve kendiliğinden düşük gibi bazı hastalıkların ve bozuklukların tedavisinde kullana bileceği anlaşılmıştır.

K vitamini;

Bitki yapraklarında bulunan ve yağda çözünen naftokimon ibleşiklerinin ortak adı. Vitamin K ilk kez 1939’ da saf olarak elde edildi ve yapısı saptandı; daha sonra etkisi buna benzeyen çok sayıda bileşik elde edildi ve bireşimlendi. 1939’ da tanımlanan vitamin K1 bitkiler tarafından bireşimlenir.

<<<>>>

Yaşamın sürüp gitmesi için enzimlerin varlığı zorunludur. Hayvan, iki ve mikroorganizmaların hücrelerinde gerçekleşen karmaşok ve birbiriyle bağlantılı kimyasal tepkimelerin hemen hepsi enzimlerce denetlenir. Örneğin hayvanların sindirim sisteminde bulunan bazı enzimler, besinlerdeki büyük protein, karbonhidrat ve yağ moleküllerinin daha küçük moleküllere parçalarken (yıkım yada katabolizma enzimleri ) bazıları bu küçük moleküllerin bağırsaklardan kan dolaşımına geçmesine yardımcı olur; bazıları daha küçük moleküller arasındaki bireşim tepkimelerini başlatarak hücrenin bileşenleri olan çok daha karmaşık moleküllerin yapımını sağlar(yapım yada anbolizma enzimleri). Canlılarda enerjinin depolanmasında ve gerektiği anda kullanıma sunulmasından da gen enzimden sorumludur. Üreme, sindirim ve solunum süreçlerinden görme olayı kadar pek çok işlevin yerine getirilmesinde rol oynayan enzimler bütün canlı hücrekerde bulunur ve her enzim tekbir kimyalsal tepkime türüne özgü olduğu için canlı karmaşıklaştıkca hücredeki enzim sayısı da artar; örn. Ortalama büyüklükteki bir memeli hücresinde üç bin kadar enzim bulunur. İnsanda albinizm yada fenilketonüri gibi kalıtsal hastalıkların çoğu belirli enzim eksikliğinden kaynaklanır. Bazı enzimler vücudun bütün hücrelerinde bazıları yalnızca belirli hücrelerde bulunur; bir bolümüde ancak gerektiği zaman üretilir. Vücut sıcaklığı belirli sınırların altına düştüğü anda katalileyici etkisini büyük ölçüde yitiren enzimler bütün protein molekülleri gibi, çok yüksek sıcaklıklarda da kolayca bulunur.

Enzimlerin tıp ve sanayide de çok önemli uygulamaları vardır. Şarabın, ekmeğin ve peynirin mayalanması çok eski çağlardan beri biliniyordu, ama olayların enzimlerin etkisiyle gerçekleştiği ancak 19.Y.Y‘de anlaşılabildi. Önce nişadtayı şekere dönüştüren amilazin malttan ayrılması (1833), sonra sindirimde rol oynayan hepsinin hayvanların mide öz suyunda tanımlanması (1836) enzim kimyasının doğuşunu hazırladı. Mayalanmadan sorumlu olduğu anlaşılan bu bileşikler uzun yıllar “maya” anlamındaki Latince bir sözcükten üretilen ferment terimi ile adlandırıldıktan sonra 1878’ de gene maya anlamındaki Yunanca bir sözcükten üretilen enzim adıyla anılmaya başlandı. O tarihten bu yana, organik kimyasal tepkimelere dayanan bir çok sanayi dalında, özellikle ekmek, peynir, şarap ve bira yapımı gibi meze sanayisi süreçlerinde, bazı kimyasal bileşiklerin üretiminde de derilerin sepilenmesinde, detarjanların arıtma gücünün arıtılmasında ve kuru temizlemede enzimlerden yararlanılır. Ayrıca hastalık yapıcı mikroorganizmaların öldürülmesinde, yaraların iyileştirilmesinde, penisiline alerjisi olan kişilerdeki tepkisel yanıtların bastırılmasında ve bazı hastalıkların tanısında kullanılan enzimlerin tıptaki önemi gün geçtikçe artmaktadır.

12 Temmuz 2007

İnsanda Destek Ve Hareket Sistemi

İNSANDA DESTEK VE HAREKET SİSTEMİ

Hayvanlarda olduğu gibi, insanda da vücuda biçim veren, iç organları koruyan, vücudun dik durmasını ve aktif hareket etmesini sağlayan sistem vardır. Bu sisteme destek ve hareket sistemi denir. İskelet ve kaslardan oluştuğu için iskelet ve kas sistemi de denir. Canlıların hareketini sinir sistemi ve endokrin sistem düzenler ve denetler.

Hareketler kas, kemik, ve eklemin birlikte çalışmasıyla gerçekleşir. İnsanda, destek ve hareket sistemi elemanı olan kemik doku, iskelet adını alır.

İNSANDA İSKELET

İnsanda iskelet sistemi, vücudun çatısını oluşturur. İskelet sistemi hareketi sağlamanın dışında iç organları koruma, kas ve iç organlara bağlanma yüzeyi oluşturma görevi de yapar. İskeleti oluşturan kemikler kalsiyum deposu olarak iş görür. Aynı zamanda kemiklerde kan hücreleri de meydana gelir.

İskelet, anne karnında sekizinci haftaya kadar kıkırdaktır, daha sonra kemikleşme başlar. Doğumdan sonra kemik gelişimim kalıtsal, bünyesel ve çevresel faktörler etkiler.

Kemik Yapısı ve Çeşitleri

İnsan iskeletin! oluşturan kemikler, şekillerine göre dört grupta incelenir;

1.Uzun Kemikler: Kol ve bacaklarda bulunur. İki ucu şişkin silindirik kemiklerdir. Kemiğin boyuna uzamasını baş kısmı ile gövdesi arasında bulunan kıkırdak doku sağlar. Bir süre sonra kemikleşir. Bundan sonra kemiğin uzaması eklem kıkırdağı tarafından devam ettirilir. En dışta enine büyümeyi ve onarılmayı sağlayan kemik zarı (periost) vardır. Baş kısmında dışta ince tabaka halinde sıkı kemik dokusu ortada süngerimsi kemik doku bulunur. Gövde kısmı tamamen sıkı kemik dokudan yapılmıştır. Ortadaki boşluğu sarı kemik iliği doldurur. Süngerimsi kemik dokuda ise kırmızı kemik iliği bulunur.

2. Kısa Kemikler: Hemen hemen boy ve genişliği birbirine eşit olan kemiklerdir. Kısa kemikler dıştan kemik zarı ile sarılmıştır. Kemik zarının altında sert kemik, ortada ise süngerimsi kemik bulunur. Süngerimsi yapıda kırmızı kemik iliğine rastlanır. Kısa kemiklerde kemik kanalı bulunmaz. El ve ayak parmakları kısa kemiklerdir

3.Yassı Kemikler: Kalınlığı eni ve boyundan az olan kemiklerdir. Göğüs, kafatası, kürek ve kaburga kemikleridir. Kemik zarı altında sıkı kemik dokusu ve bunun ortasında süngerimi kemik doku yer alır. Kırmızı kemik iliği ile doludur. Sarı kemik iliğinin yer aldığı bir kanal yoktur.

4.Düzensiz şekilli kemikler: Değişik şekillerde olan ve genellikle diğer bir kaç kemikle bağlantı kuran kemiklerdir. Örneğin, omurlar, bazı yüz kemikleri gibi.

İnsan iskeleti yaklaşık 207 kemikten oluşmuştur. İskeleti oluşturan kemik sayışı 207 olarak belirtilmesine rağmen, bazı kaynaklarda bu sayıya kulak (6) ve dil (1) kemikleri de eklenerek sayı artırılmıştır. Bazı kaynaklarda ise kuyruk sokumu ve sağrı omurları birleşmiş olarak kabul edildiğinden, kemik sayışı daha az gösterilmiştir, iskelet baş, gövde ve üyeler iskeleti olarak üç bölümde incelenebilir .

e. Oval Kemikler: Örnek dizkapağı kemiği.

İNSANDA İSKELET YAPISI

İnsanda iç iskelet kemikten yapılmıştır. İskelet oluşturan kemikle yapısal olarak üç kısımda incelenir.

İNSAN İSKELETİNİN KISIMLARI:

207 kemikten oluşan insan iskeleti baş, gövde, üyeler olmak üzere üç kısımda incelenir

1.Baş İskeleti: Beyin, beyincik ve sinir merkezlerini içinde bulundurur. Kafatası ve yüz iskeleti olarak iki kısımda incelenir.

a)Kafatası İskeleti: Alın(1), yan kafa (2), art kafa(1), şakak(2), temel(1) ve kalbur(1) kemiklerinden oluşur. Oynamaz eklemlerle birbirlerine bağlanırlar. Beyin ve beyinciği tamamen kapatarak korurlar. Yalnız omurilik ve sinirlerin giriş çıkışlarını sağlayan delikler vardır.

b)Yüz İskeleti: Tırnakçık(2), elmacık(2), burun(2), sapan(1), boynuzcuk(2), üst çene(2), damak(2), alt çene(1) kemiklerinden oluşur. Oynamaz eklemlerle birbirine bağlanmıştır. Sadece alt çene kemiği yarı oynar eklemlerle şakak kemiğine bağlıdır.

2.Gövde İskeleti: Sinir sistemi ve iç organları korur. Vücudu dik tutar. Gövdeyi oluşturan kemikler, omurga, kaburga, göğüs, omuz ve kalça kemiklerinden oluşmuştur. Omurga, boyundan kuyruk sokumuna kadar uzanan 33 omurun üst üste gelmesi ile oluşmuştur. Her omurda iki yan çıkıntı, bir dikensi çıkıntı, omur cismi, omur deliği, omur yayları ve eklem çıkıntıları vardır. Üst üste gelen omurlar kıkırdak disklerle birbirine bağlanarak omurgayı oluştururlar. Omurlar üst üste geldiğinde omur delikleri birleşerek omurga kanalını oluştururlar. Omurga kanalını omurilik doldurur. Omurga ortalama 75 cm uzunluğunda, dirençli ve bükülgen, uzun, ‘S’ şeklinde bir kemik dizisidir. Omurga bütünüyle ekle alındığında dört eğrilik göze çarpar: Öne doğru dışbükey boyun eğriliği; öne doğru içbükey sırt eğriliği(kifoz); öne doğru dışbükey bel eğriliği (lordoz); öne doğru içbükey sağrı eğriliği. Omurga beş bölgeye ayrılır.

Boyun (7)

Sırt (12)

Bel (5)

Sağrı (5)

Kuyruk sokumu (4)

Boyun bölgesinin birinci kemiğine atlas kemiği, ikinci kemiğine ise eksen kemiği denir.İç içe geçmişlerdir. Boyunun sağa sola dönmesini sağlarlar. Sırt bölgesi 12 omurdan oluşur. Kaburgalar bir uçları ile sırt omuruna bağlanırlar. Bel bölgesi 5 omurdan oluşur. Vücudun hiçbir kısmıyla bağlantılı olmadığı için kolaylıkla hareket edebilir. Sağrı bölgesi 5 omurdan oluşur. İnsanın dik durması ve yürümesinde etkili olan bölgedir.Kuyruk sokumu 4 omurdan oluşmuştur. Bu omurlar birleşerek tek omur halini almıştır.

Göğüs kemiği vücudun göğüs bölgesinde yer alan üst kısmı geniş, alta doğru sivrilen yassı bir kemiktir. Vücudun göğüs kısmında yer alan 15-20 cm boyundaki bu kemiğe göğüs kemiği denir. Sap, gövde ve hançerimsi çıkıntı olmak üzere üç kısımdan oluşmuştur.

Üzerinde enine ibikler ve kas-bağ bağlantı yerleri bulunur. On iki çift olan kaburgaların ilk yedi çifti göğüs kemiğine, sekiz, dokuz ve onuncu çiftler ise yedinci kaburgaya bağlıdır. Son iki kaburganın uçları serbesttir. Yüzücü kaburgalar denir.

Omuz kemerleri önde köprücük (2), arkada kürek (2) kemiğinden oluşur. Kalça kemeri kalça, oturga ve çatı kemiklerinden oluşur. Kalça kemikleri birbirleriyle ve sağrı bölgesi kemikleriyle birleşerek leğen denilen yapıyı oluşturur. Leğen gövdeye bağlanarak karın bölgesindeki iç organlara alttan desteklik sağlar.

3.Üye İskeleti:

Omuz kemeri ve kalça kemeri ile gövdeye bağlanır. Omuz kemeri, önde köprücük, arkada kürek kemiğinden oluşur. Bir ucuyla göğüs kemiğine, bir ucuyla kürek kemiğine bağlanır. Kalça kemeri, kalça, oturga ve çatı kemiğinden oluşur. Bu kemikler önden birbirleriyle, arkadan sağrı omurlarıyla kaynaşarak leğen kemiğini oluşturur. Bu yapı gövdeye bağlanarak karın boşluğundaki organlara alttan desteklik verir ve korur.

Kollar, bir pazu kemiği, bir ön kol, bir dirsek, sekiz el bilek, beş el tarak, on dört el parmak olmak üzere her biri otuz kemikten oluşur. Ön kol kemiği, dirsek kemiği tarafına dönme yeteneğindedir. Böylece elin ve dışa dönüşü sağlanır.

Bacak kemikleri, bir uyluk, bir diz kapağı, bir baldır, bir kaval, yedi ayak bilek, beş ayak tarak ve on dört ayak parmak kemiği olmak üzere otuz kemikten oluşur. Uyluk kemiği vücudun en uzun ve en sağlam kemiğidir. Üstte, yuvarlak ucuyla kalçadaki eklem çukuruna girer. Bacağın alt kısmında önde bulunan kemiğe kaval, arkada bulunan kemiğe baldır kemiği denir. Kaval kemiği üstten, uyluk kemiğinin alt ucuyla diz eklemini oluşturur.

Diz kapağı kemiği, diz eklemini korur. Ayak iskeletinde bilek kemiklerinin ikisi kaynaşarak topuk kemiğini oluşturur. İnsanlar topuk ve parmaklarıyla yere basarlar.

a)Kol Kemikleri: Pazı(1), ön kol(1), dirsek(1), bilek(8), tarak(5), parmak(14)

b)Bacak Kemikleri: Uyluk(1), dizkapağı(1), kaval(1), baldır(1), bilek(7), tarak(5), parmak(14)

2. Eklem Yapısı ve Çeşitleri

Kemikler, yan yana ve uç uca geldiklerinde görevlerine ve hareket durumlarına göre aralarında bağlantılar yaparlar. Bu bağlantılara eklem denir. Eklemler hareket derecesine göre üç bölümde incelenir:

Oynamaz Eklemler: Kafatası gibi iskeletin hareket etmeyen kısımlarındaki kemiklerde görülür. Kemikler, çok sıkı şekilde birbirine testere dişi gibi girinti ve çıkıntılarla bağlıdır (Şekil 3.14).

Az Oynar Eklemler: Hareketleri sınırlı olan eklemlerdir. Omurların eklemleri bu tiptir. Omurlar birbiri üzerine doğrudan doğruya binmezler, aralarında fibröz kıkırdaktan yapılmış yastıklar (diskler) vardır. Aynı zamanda omurlar birbirleriyle ligamentler (kirişler) aracılığıyla bağlanmıştır. Kaburgaların göğüs kemiği ile yaptığı eklem de az oynar ekleme örnektir. Omurlarda disklerin kaymasıyla bel fıtığı denen omurga rahatsızlıkları oluşur.

Oynar Eklemler: Çoğunlukla vücudun hareket görevini üzerine almış kemikler arasında görülen tam hareketli eklemlerdir. Bu eklemlerde, iki kemikten birinin çıkıntısı ile diğerinin girintisi birbirine uyacak şekildedir (Şekil 3.15). İki kemiğin arasında sinoviyal boşluk olduğundan kemiklerin serbest hareket etmesi sağlanır.. Eklem kıkırdakları kemiklerin uçunu örterek hem onlara uçlarda düzgünlük verir; hem de kısmen esneklik kazandırır. Sinoviyal boşluğu içten saran sinoviyal zar vardır. “Sinoviyal zar”, kan ve lenf damarların-dan sinoviyal sıvıyı (eklem sıvısı) süzmeye yarar. Bu sıvı eklemlerin kaygan olmasını sağlar. İleri yaşlarda eklem katılaşmaları bu süzme görevinin bozukluğundan olur. Eklemleri oluşturan kemikler birbirlerine ligamentler ve kısmen kaslarla bağlanır. Eklemlerin üzerinde eklemi koruyan eklem kapsülü bulunur.

İSKELET HASTALIK VE RAHATSIZLIKLARI

İskeletle ilgili hastalıklar kemikleri(kırıklar, iltihaplar, kanserler vb.) ve eklemleri etkiler (çıkıklar, artrozlar vb.) etkiler.

Kırıklar: Doğrudan doğruya kemik üzerine veya çevre dokulara etki eden darbeler ve çarpmalar sonucunda kemik dokusu bütünlüğünün bozulmasına kırık adı verilir. Dokuların zayıflamasına bağlı olarak kendiliğinden oluşan kırıklar da görülmekle birlikte, kırıkların büyük bir çoğunluğu travmalar nedeniyle meydana gelir. Darbenin şiddetine ve niteliğine göre kemiklerde çatlaklar ve iki veya çok parçalı kırıklar ortaya çıkabilir. Kemik parçaları yaradan dışarı çıkıyorsa açık kırıktan söz edilir. Klinik açıdan kırık tanısı radyografilerle konur ve değişik şiddette ağrılarla beraber işlev kaybının bulunmasıyla kendini gösterir.

Tedavinin temeli, zarar gören kemik parçalarının cerrahi yöntemlerle yerine yerleştirilmesinden sonra vücudun o bölümünün hareketsizleştirilmesine dayanır. Basit kırıkların tedavisi için dış ateller yeterli olur. Buna karşılık parçalı kırıkların tedavisinde cerrahi girişime baş vurulur ve vücutta yabancı cisim tepkimelerine yol açmayan metal çiviler, levhalar ve çubuklar kullanılır. Hareketsizleşme süreci içinde vücut kendi kendine yeni bir kemik dokusu üreterek kırık yerin kaynamasını sağlar. İlk dönemde kırık parçaları arasında kalan boşluk kan ve lenfle dolar; bu sırada bağ dokusu tomurcukları kan pıhtısının içine yerleşerek bir bağ dokusu nedbesi yaratır. Daha sonra kan damarları aracılığıyla komşu kemiklerdeki kalsiyum depolarından sağlanan kalsiyum, nedbenin mineralize olmasını sağlar. Damarca zengin kemik zarı bu dönemde önemli bir rol oynamaktadır. Kemik dokusunun eski halini kazanabilmesi daha uzun bir sürede gerçekleşebilir.

Kemik İltihapları: Kemik dokusunu etkileyen iltihabi hastalıklar mikrobik, paraziter(asalaklara bağlı) veya kimyasal kaynaklı olabilir. Genellikle alçı uygulanması ve antibiyotiklerin kullanılması hastalığın tedavisi için yeterli olur.

Büyüme ve Kireçleşme Bozuklukları: En önemli büyüme bozukluğu olan cücelik boyun yetersiz uzaması demektir. Cücelik hormon bozukluğuna bağlı olabileceği gibi metabolizma bozukluklarına da bağlı olabilir. Nadir görülen bir kalıtımsal hastalık olan akondroplazide ise kemik büyümesini sağlayan büyüme kıkırdakları çok erken yaşta kapanır.

Aşırı boy uzaması ve irileşme ile kendini gösteren jigantizm hastalığı bazı durumlarda hipofizin aşırı çalışması ve büyüme hormonunun fazla miktarı üretilmesi nedeniyle oluşur. Bu hastalığa yakalanan kişilerde iri cüsseye rağmen, kas gücü normalin altındadır ve hassas bir yapı bulunur.

Kemiklerde ilerleyici kireçsizleşmeye yol açan ve kemik erimesi olarak da bilinen osteoporoz özellikle menopoz dönemindeki kadınlarda ortaya çıkar. Hastalığın nedeni hormon düzeninin bozulmasıdır.

Ur Hastalıkları: Vücudun bütün diğer organları gibi kemiklerde de habis urlar ortaya çıkabilir. Ur kemik dokusundan kaynaklanabileceği gibi başka bir organdan kaynaklanan bir metastaza da bağlı olabilir. Kemik dokusundan çıkan osteosarkom daha çok çocuklarda ve gençlerde bacak kemiklerinde görülür. Daha sık rastlanan ikincil kanserler sıklıkla ileri yaşlarda ortaya çıkar; bunlarda şiddetli ağrılar ve kemik dokusunun ileri derecede hassas hale gelmesi gibi belirtiler bulunur.

Eklem Hastalıkları: Travmalardan ileri gelen eklem hastalıklarına örnek olarak burkulmalar ve çıkıklar sayılabilir. Ayrıca yeni doğanda doğuştan kalça çıkığı adı verilen bir durum görülebilir. Romatolojik hastalıklar sınıfında yer alan diğer iki önemli eklem hastalığıda artroz(eklem kıkırdağının tahrip olması) ve artrittir.(eklem boşluğunu kaplayan dokunun iltihabı)

KAS SİSTEMİ

Kaslar kasılabilen, dolayısıyla da hareketleri sağlama özelliği olan yapılardır. Vücuda desteklik eder, hareketi sağlar, vücut ısısını meydana getirir. Ayrıca iç organları bağlar ve onları askıda tutar. Çeşitli organizmalarda farklı kas tipleri vardır. Protistlerde çizgisiz kas telcikleri bulunur. Basit özellikte olmasına rağmen bir tek hücreli olan paramesyum da kontraktif kofullar kas işlevi görür. Omurgasızlarda ise çoğunlukla düz kaslardan oluşur. Yavaş ve ritmik kasılırlar. Solucanlarda, yumuşakçalarda düz kaslar bulunur. Eklembacaklılarda uçma ve sıçramayı sağlayan çizgili kaslar bulunur. Tüm omurgalılarda iskeleti hareket ettiren çizgili kaslar, yemek borusunda, midede, bağırsaklar, kan damarlarının duvarlarında, üreme organları ve diğer organ duvarlarında ise düz kaslar bulunur. Kaslar düz kas, çizgili kas ve kalp kası olmak üzere üç çeşittir.

1.Düz Kaslar: Hücreleri mekik şeklindedir. Büyüklükleri bulundukları yere göre değişir. Çekirdekleri hücrenin orta kısmında bulunur. Tek çekirdeklidirler. Sitoplazmasına sarkoplazma, hücre zarına ise sarkolemma denir. Sitoplazmada görülen, boyuna iplikçiklere ise miyofibril denir. Miyofibriller, aktin ve miyozin denilen kas proteinlerinden oluşmaktadır. Kasılmayı bunlar sağlar.

Düz kaslar istem dışı hareket eden kaslardır. Kasılmaları yavaş ve düzenlidir. Otonom sinir sistemi kontrolünde çalışırlar. Eklembacaklılar hariç tüm omurgasızlarla omurgalıların dolaşım, sindirim, solunum gibi sistemleri meydana getiren organların duvarlarında önemli ölçüde düz kaslar bulunur.

2.Çizgili Kaslar: İskelet sistemiyle bağlantılı olan kaslardır. Beyin kontrolünde isteğe bağlı olarak çalışırlar. Kasılma hareketleri merkezi sinir sistemine ait motor sinirlerle kontrol edilir. Düz kaslara oranla daha hızlı kasılabilirler.

Hücreleri uzun ve silindirik şeklinde olup hücre sınırları belirsiz olduğundan çok çekirdekli görülürler. Oval şekilli çekirdekler hücrenin kenar kısmında bulunurlar. Bir çizgili kasın yapısı tüm bir kastan yapı birimlerine doğru; kas demeti, kas teli, telcikler (miyofibril, aktin ve miyozin proteinleri) olarak sıralana bilinir. Sarkoplazma içinde miyofibriller arasında dağılmış zengin bir endoplazmik retikulum ağı (sarkoplazmik retikulum) vardır. Miyofibriller özel bir diziliş gösteririler. Bu diziliş açık ve koyu bantlar meydana getir.

Kas liflerinde açık renkli görülen I bandı, koyu renkli görülen A bandı olarak isimlendirilir. I bandını tam ortasında koyu renkli ince çizgi Z bandı olarak adlandırılır. A bandının ortasında görülen bölgeye ise H bandı adı verilir. Kas dokusunda ard arda gelen iki Z bandı arasındaki bölgeye sakromer denir ve kasılma birimi olarak kabul edilir. Miyofibriller çok daha ince ipliklerin düzenlenmesiyle meydana gelmişlerdir. Bunlardan kalın ve kısa olanlarına miyozin, ince ve uzun olanlarına ise aktin iplikleri denir. Bu ipliklerin temel yapıları proteindir.

Miyozin iplikleri komşu I bandına geçmezler. Aktin iplikleri ise I bantların meydana getiriler ve kısmen iki taraftan A bandının içine girerler. Böylece A bantlarının ucunda miyozin ve aktin iplikleri bulunurken orta kısımlarında sadece miyozin iplikleri yer alır. Sadece miyozin ipliklerinden oluşan bu kısım H bandını meydana getirir. Aktin iplikleri I bandının ortasında birleştikleri yere de Z çizgisi denir. Kasa çizgili görünüm bu şekilde kazandırılmıştır. I bandı yalnız aktin ipliklerinden, H bandı yalnız miyozin ipliklerinden, A bandı ise hem aktin hem de miyozin ipliklerinden oluşur.

Kas Proteinlerinin Sıralanışı: Kas telleri aktin ve miyozin proteinlerinden başka hemoglobine benzeyen miyoglobin proteinini içerirler. Miyoglobinin görevi kaslarda O2 azaldığı zaman kandan O2 almak ve oksidasyonu sağlamaktır. Miyofibrilin O2’e bağlanma kapasitesi hemoglobinden fazladır. Çizgili kasların kemiklere bağlandığı yerler sıkı bağ dokudan yapılmıştır. Bunlara kas kirişleri veya tendonlar denir. İskelet kasları bir taraftan hareketli bir kemiğe bağlanırken diğer taraftan mutlaka hareketli bir ekleme bağlanmışlardır. Kemiğe bağlandığı nokta başlangıç noktası, ekleme bağlandığı nokta sonlanış noktasıdır. Bu iki tutunma arasında kalan kısım karın kısmıdır. İskelet kasları çoğunlukla çiftler halinde çalışırlar.

3.Kalp Kası: Çizgili kas olmasına rağmen irademiz dışında kasılma faaliyeti gösteriri (Otonom sinir sistemine bağlıdır). Bu kas enine bantlaşma gösterir. Kas telleri kısa boylu olup tek çekirdeklidir. Birbirine bağlandıkları yerde ara diskler bulunur. Sürekli çalıştıkları için oksijen gereksinimleri çok fazladır.

KAYAN İPLİKLER HİPOTEZİ

Bu hipoteze göre kasılma aktin ve miyozin ipliklerinin hareketine bağlı olup ince aktin iplikçiklerinin kalın miyozin iplikçiklerinin üzerinden kaymasıyla gerçekleşir. Miyozin iplikçikleri hareket etmez, aktin iplikçiklerinin boyları kısalmaz ama iki elin parmakları gibi iç içe geçerek kayarlar. Kasılma sırasında A bandını boyu değişmezken I bandı kısalır, H aralığı yok olur. İki Z çizgisi birbirine yaklaşır. Böylece kas kasılması gerçekleşir..

Gevşeme anında ise tam tersi gerçekleşir. Kas eski özelliğine kavuşur. Bu mekanik olayda bazı kimyasal maddeler görev aldığı gibi çok miktarda da enerji harcanır. Kaslar enerjinin yoğun üretildiği ve harcandığı yerlerdir. Bu yüzden kas hücrelerinde ve özellikle kalp kasında mitakondrilerin sayısı oldukça fazladır. Antagonize Hareket: İskelet kasları genelde çiftler halinde çalıştığından her grup birbirinin tersine hareket eder. Biri kasılırken diğerinin gevşeyip uzaması şeklinde gerçekleşen bu harekete antagonist hareket denir. Kalpte kulakçık ve karıncıkların kasılıp gevşemesi ile kol ve bacakların bükülmesi buna örnektir. Bu tür kaslara antagonist kaslar denir. Eklem dik ve hareketsiz kalırsa her iki grup kas da aynı anda kasılıp gevşer. Bu tür kaslara ise sinerjist kaslar denir.

KAS SARSıSI

Bir kasa kısa süreli bir uyarının etki ettiğinde kas önce kasılır, sonra gevşer ve eski halini alır, bu olaya kas sarsısı (kasıl sarsılma) denir. Kas sarsısını ölçen alete miyograf denir. Bu aracın çizdiği grafiğe de miyogram denir.

Bir kas sarsısı üç evrede tamamlanır.

I.Gizli Faz: Uyarmanın alınması ile kasın kasılmaya başlaması sırasında geçen faz.

II.Kasılma Fazı: Kasın giderek kalınlaşıp kısaldığı faz.

III.Gevşeme Fazı:Kasın kasıl durumundan ilk halini alıncaya kadarki faz. Dinlenme fazına geçmeden kasa üst üste verilen uyartılar, kasın normalden fazla kasılmasına neden olur. Bu olay birikim denir. Birikimde tek tek kas sarsılarının birbirine katılmasıyla uyum içinde kuvvetli kas hareketleri olur.

Fizyolojik Tetanoz ve Tonus: Çizgili kasların uyarılarak kasılmasını beyin ve omurilikten gelen sinir impulsları sağlar. Kas hücrelerinin hepsi bir veya birkaç noktadan sinir hücreleriyle temas halindedir. Bir kas, kısa aralıklarla sıkı sık sinir impulsları ile uyarılırsa sürekli bir kasılma hali gösterir. Buna fizyolojik tetanoz adı verilir. Fizyolojik tetanos halindeki kas gevşemez. Normal bir kas dinlenme halinde bile hafif kasılı durumdadır. Buna tonus denir. Felç ve baygınlık dışında kaslar tonus halindedir. Felç gibi nedenlerle hareket yeteneğimizin kaybolması kasların bozulmasından değil, kaslara uyartı taşıyan sinirlerin zedelenmesinden dolayıdır. Tonus uyartılara daha çabuk cevap vermemizi sağlar.

Kasılma miktarı

Zaman

Fizyolojik Tetanoz

KASILMANIN KİMYASAL AÇIKLAMASI

Çizgili kaslar miyelinli sinir lifleri ile uyarılır. Sinir uçları kas hücreleri üzerinde bir çok kollara ayrılarak sonlanır. Bu noktalara motor plak denir. Sinir ve kas hücrelerinin bir araya geldiği bölgede sinir hücreleri tarafından bir tür sinir hormonu (nörotransmiter) olan asetilkolin salgılanır. Asetilkolin hormonunun görevi kas hücrelerinin endoplazmik retikulumlarında depo edilmiş bulunan Ca++ iyonlarını aktin ve miyozin proteinlerini arasına yaymak ve kasılma hareketini başlatmaktır. İşte kasılma olayı bu değişmelerle birlikte başlar. Kas telcikleri kasılır.

Kasın kasılması için gerekli uyarı şiddetine eşik şiddeti denir. Kasın bir kez kasılıp gevşemesine de kasıl sarsı denir. Bir sarsılmanın olabilmesi için uyarın belli bir şiddetten yukarı olması gerekir. Daha hafif şiddetteki uyarılara, kas cevap vermez, sarsıntı olmaz. Uyarının şiddeti arttıkça kasılmada belli bir dereceye kadar fazlalaşır. Ancak öyle bir an gelir ki, şiddet ne kadar artarsa artsın kasılmanın derecesi değişmez.

Kalp kasınsa ise durum farklıdır. Kalp kası her zaman daima verebileceği karşılığın en büyüğünü verir. Kalp kasının sarsı doğuran en küçük şiddetteki uyarana ve en büyük şiddetteki uyarana verdiği karşılık daima aynıdır. (Ya hep ya hiç kuralı)

Kasılma için gereken enerji ATP’den karşılanır. Ancak kasılma olayı çok fazla enerji harcanmasını gerektirir. Harcanan ATP’nin hemen sağlanması için yalnız kaslara özgü yedek enerji deposu mevcuttur. Bu yedek enerji deposuna kreatin fosfat (CP) denir. Kreatin fosfatın yüksek enerjili fosfatı kopar ve ADP ile birleşir. Böylece hemen ATP sentezi sağlanmış olur

ATP ®(Ca++)®ADP + P +Enerji

Kasılma anında: Kreatin fosfat + ADP ® ATP + Kreatin

Dinlenme anında: Kreatin + ATP ® Kreatin fosfat + ADP

Kreatin fosfatın buradaki görevi acil enerji ihtiyacını karşılamak için ADP’ye P vererek ATP üretmektir. Kasın çabuk ve sürekli hareketi bu şekilde sağlanır. ATP elde etmenin bir diğer yolu ise kastaki glikojenin glikoza, glikozu da glikoliz ile ATP’ye dönüştürmesidir. Glikoz olayı glikojen ile başlar ve pürivik asidin laktik aside dönüşmesi ile tamamlanır.

a) Zor ve uzun süreli hareketler sırasında, kas hücreleri kasa yeteri kadar oksijen taşıyamaz. Glikoliz laktik aside parçalanır.

Kas glikojeni ® Glikoz ® Pürivik asit ® Laktik asit + 2ATP

Laktik asit, sinir uçları ile kas tellerinin arasını kapayarak uyartının iletilmesini engeller. Buna kas yorgunluğu denir. Dinlenme anında kasa yeteri kadar oksijen gelir. Laktik asidin çoğu glikojene dönüşür, bir kısmı da mitakondrilerdeki krebs çemberine girebilmek için pürivik aside dönüşür. Açığa çıkan enerji kreatin fosfatta depolanır. Bu şekilde laktik asit oksidasyonu sağlanarak kas yorgunluğu giderilir.

b) Kasa yeteri kadar oksijen geldiğinde hücre solunumu yapılır.

Kas glikojeni ® Glikoz ® Pürivik asit ® 6CO2 + 6H2O +38ATP

Açığa çıkan enerji daima kreatin fosfatta depolanır. Hücreler çok miktarda mitakondri kapsamazlar. Kreatin fosfat kasılma için gerekli olan enerjiyi sağlayan ATP’yi isteği anda meydana getirir. Fakat hücreler çok miktarda kreatin fosfat kapsamaz. Enerji önce glikojenden sağlanır. Kasların kasılması için yaralanılan enerji kaynağı kas glikojenidir.

KAS HASTALIKLARI

Güçsüzlük, felçler ve bunun gibi işlevsel bozukluklarla kendini gösteren kas hastalıklarını nitelendirmek için miyopati terimi kullanılır. Fakat, kasların işlevi sinir sistemine bağlı olduğu için bu terim yetersiz kalmaktadır. Günümüzde daha çok sinir-kas hastalıkları veya motor ünite hastalıları terimleri kullanılır.

Kastaki Hastalıklar: Kas liflerinde ortaya çıkan bozuklukların çoğu, bir tek genin hasarına bağlı, monogenik bozukluklardır; distrofik görünüm, kasın hacminin azaldığı atrofiler ve miyopatiler bunlara örnek verilebilir. Bu bozukluklar sonucunda kas işlevleri ya çok zayıflar yada felçler ortaya çıkar.

Motonörondaki Hastalıklar: Motonöronların akson uzantılarında veya hücre gövdelerindeki bozukluklar bu nöronların bağlantılı olduğu kas hücrelerini atrofiye uğramasına yol açar; bunun nedeni, hiçbir emir alamayan hücrenin işlev görememesidir.

Motorplaktaki Hastalıklar: Sinirle kasın birleştiği motor plakta, kas zarı üzerinde yer alan asetil kolin alıcılarında görülen bozuklular, sinirsel uyarının kasa gerektiği gibi geçebilmesini engeller ve kas yeterli cevabı veremez.

Sarkoplazmadaki Hastalıklar: Sarkoplazmik retikulum borucuklarındaki anormallikler, kalsiyumun toplanması ve pompalanmasıyla ilgili işlevsel bozukluklara yol açar. Bunun sonucunda anormal bir ısı çıkaran denetimsiz kasılmalar ortaya çıkar.

Bütün bu hastalıklar erken çocuk çağından yaşlılığa kadar yaşamın her döneminde ortaya çıkabilir. Neden oldukları klinik belirtiler kişiden kişiye veya aynı kişinin farklı kas gruplarında değişiklik gösterir.

12 Temmuz 2007

Bağışıklık Ve Bağışıklık Çeşitleri

BAĞIŞIKLIK VE BAĞIŞIKLIK ÇEŞİTLERİ

I. İnsanda Savunma ve Bağışıklık

İnsan içinde yaşadığı ortamda hastalık yapıcı organizmalarla(bakteri, mantar, virüs, birhücreli ve asalaklar) her an karşı karşıyadır. Bu mikroorganizmaların vücuda girmesi çeşitli yollarla engellenir:

Ağız yoluyla giren mikroorganizmalar mide asitleriyle parçalanır.

Deri, mikroorganizmaların vücuda girmesini engeller. Ayrıca ter ve yağ salgıları da pek çok mikroba karşı antimikrobik etki yapar.

Solunum yoluyla alınan mikroorganizmalar soluk borusundaki mukusla birleşip sillerin hareketi sayesinde öksürükle atılır ya da yutağa kadar getirilip sindirim kanalına geçer.

Gözyaşı içinde lizozimin denen antiseptik madde bulunur.

Mukoza tabakalarında gezici ve sabit makrofaj hücreleri ile lökositler bulunur.

Eğer hastalık yapıcı mikroorganizmalar, bu koruyucu yapıları aşıp vücuda girerse bir dirençle karşılaşır. Bunlara karşı insanda var olan koruma ve savunma yeteneğine bağışıklık, bağışıklığı oluşturan yapıların hepsine de bağışıklık (immün) sistemi adı verilir. Bağışıklık sistemini inceleyen biyoloji dalına ise immünoloji denir. Bağışıklık sisteminin hastalık etkenlerine verdiği cevaplar çok farklı olabilir. Bu cevaplar, organizmayı enfekte eden mikroorganizmaların yok edilmesi ve zehir etkisi gösteren maddenin etkisiz duruma getirilmesi gibi değişik şekillerde olabilir.

II. Bağışıklığın Tarihçesi

Hastalıklarda korunma konusunda, XV. yüzyılda Çinlilerin çiçek hastalığına karşı koruma sağlamak için, hastalardaki çiçek yaralarının kurutulup toz haline getirilmiş kabuklarını burunlarına çektikleri bilinmektedir. Ancak, çiçek hastalığı döküntülerinin bu biçimde kullanılması, bazen koruyuculuk bir yana, hastalığa tutulmaya neden olabilir. Bağışıklık tedavisi, yani bağışıklık tepkilerinden yararlanılarak tedavi yöntemi, Edward Jenner’in ve Louis Pasteur’ün aşılama çalışmalarından sonra ortaya çıkmıştır. Edward Jenner, inek çiçeği hastalığına yakalananların çok ender olarak insan çiçeğine tutulduklarını gözlemlemiş ve 1796’da küçük bir erkek çocuğuna önce ılımlı dozda inek çiçeği mikrobu, daha sonra da insan çiçeği mikrobu vermiş, inek çiçeği virüsleriyle uyarılan bağışıklık sisteminin, insan çiçeğine karşı da bedeni savunduğunu belirlemiştir. Louis Pasteur de 1879’da, uzun süre bekletilmiş tavuk kolerası kültürünün tavuklarda hastalık yapma gücünü önemli ölçüde yitirdiğini, bekletilmiş kültürle aşılanan tavukların, taze bakteri kültürüyle de hastalanmadıklarını bulmuştur. Zayıflatılmış ya da ölü bakterilerden, o mikropların yol açtığı hastalığa karşı direnç kazandırması amacıyla hazırlana ürüne aşı, bunun bedene verilmesine ise aşılama denir. Aşılama kolera, difteri, kızamık, kabakulak, boğmaca, kuduz, tetanos, tifo, sarıhumma ve çocuk felci gibi hastalıklara karşı uygulanır.

Jenner ve Pasteur’ün bu öncü çalışmalarından sonra, Paul Ehrlich, beden sıvılarıyla ilgili bağışıklık kavramını öne sürmüş (kuram, bağışıklığı sağlayan ana etkenlerin, hücrelerin üreterek kana salgıladıkları kimyasal maddeler, yani antikorlar oldukları düşüncesine dayanıyordu), Elie Metchnicoff da hücresel bağışıklık kuramını geliştirmiştir (bu kurama göre, bedenin artık ürünlerini temizlemekle görevli akyuvarlar olan fagositler, yabancı maddeleri arayıp bulurlar ve hastalık etkeni organizmaya karşı bedeni koruyan temel savunma sistemini oluştururlar). Günümüzde her iki kuram da doğrulanmıştır.

III. Bağışıklık Sistemini Oluşturan Yapılar

Bağışıklık sisteminin organları lenfoid dokulu organlardır. Bu organlar dalak, lenf düğümleri, bademcik, kırmızı kemik iliği, timüs bezi, karaciğer ve bağırsaklardaki peyer plaklarıdır.

a) Dalak: Dalak, karın boşluğunun sol üst tarafında, diyaframın altında bulunan, yaklaşık 200 gram ağırlığında bir organdır. Dalağın orta yüzü üzerinde, kan damarlarının girip çıktığı göbek (hilum) bulunur. Dalağın doku yapısında; kan yapıcı özel bağ dokusu (lenfoid), lenfoblast, lenfosit, retikulum hücreleri ve ince retiküler teller bulunur. Dalağın çevresi ise lenf düğümlerinde olduğu gibi ince bir zarla çevrilmiştir. Dalağın asıl görevi; kanı süzmek, lenfosit ve monosit üretmektir. Makrofajları vasıtasıyla yaşlı ve ölü alyuvarları, kan pulcukları ve mikropları parçalar. Ayrıca kan bakımında zengin olduğu için, gerektiğinde depo ettiği kanı dolaşıma verir. Kanda bulunan antijenlere tepki olarak, vücut savunması için lenfosit üretir. Doğum öncesi karaciğerle birlikte kan da üretir. Dalak, hayatın devamı için zorunlu bir organ değildir; ameliyatla alınması durumunda, işlevleri diğer lenfoid organlar tarafından da gerçekleştirildiğinden canlı yaşamaya devam eder.

b) Lenf Düğümleri: Düğümlerin etrafı, bağ dokusundan yapılmış bir kapsülle çevrilmiştir. Bu kapsülden düğüm içine uzantılar girer; uzantıların arası, retiküler doku denilen özel bir doku çeşidi ile doludur. Bu dokuda lenfoblastlar, lenfositler ve retiküler doku telleri bulunur. Lenf düğümleri, hem kan yapıcı, hem de savunma işini gören organlardır. Düğümlerin içine giren mikroplar tutulur. Bu esnada düğümler sertleşir ve büyür; elle yoklanabilir hale gelir. Vücutta koltuk altı, kasık, çene altı, boyun, dirsek ve göğüs bölgelerinde bol bulunur.

c) Bademcikler: Bademcikler, yutak duvarına gömülmüş stratejik öneme sahip yapılardır. Lenf sıvısı, bademciklerin içerisinde bulunan lenf damarlarından boyun ve çene altı düğümlerine doğru akar. Bu esnada lenf damarlarının duvarlarından lenfositler salgılanır. Solunum ve sindirim sistemi vasıtasıyla vücuda girebilen mikroplar, buradan salgılanan lenfositler tarafından temizlenir. Aksi halde bu mikropların ciddi enfeksiyonlar oluşturma tehlikesi vardır. Herhangi bir enfeksiyon durumunda bademcikler iltihaplanırlar.

d) Kırmızı Kemik İliği: Kırmızı kemik iliği, ağsı doku hücrelerinden ve çok sık bulunan kılcal damarlardan oluşur. Kırmızı kemik iliğinde bulunan retiküler hücrelerle, karaciğerin yıldız şeklindeki kupfer hücreleri, Retikula – Endoteliyal Sistemi oluşturur. Bu sistem depo etmek, fagositoz yapmak ve antikor çıkarmak suretiyle, vücudu zararlı maddelere karşı korur. Toksik ve mekanik etkilerle uyarılan retikulum hücrelerinden histiyositler ya da makrofajlar amipsi hareketlerle uyarılan yerlere giderek burada mikroorganizmaları fagositoz ederler.

Kırmızı kemik iliğinin ana hücrelerinden lenfositler meydana getirilir.

e) Timüs Bezi: Tiroid bezinin altında, göğüs boşluğunda ve soluk borusunun önünde bulunur. Timüs bezi bağ dokusundan yapılmış ince bir kapsülle çevrilmiştir. Kapsül, diğer lenfoit organlarda olduğu gibi bezin içine girerek onu bölmelere ayırır. Timüs bezinin bölmelerinde, retiküler hücreler ve lenfositler bulunur. Kan, lenf damarları ve sinirler bağ doku bölmeleri boyunca uzanır. Timüs bezi doğumdan önce ve doğumdan hemen sonra lenfosit meydana getirerek vücudu enfeksiyonlardan korur.

IV. Enfeksiyonlara Karşı Savunma

Organizmaların bağışıklık sistemlerini uyaran ve organizma için yabancı olan tüm moleküllere antijen (immunojen) denir. Antikor oluşturmayan maddeler antijen değildir. Antijenler hem antikor oluşumuna sebep olur, hem de kendisine karşı oluşan antikorla, gerek vücut içerisinde, gerek vücut dışarısında reaksiyona girerler.

Bir maddenin antijen olabilmesi için oldukça büyük bir molekül ağırlığına sahip olması, verildiği organizma için yabancı olması ve organizmadan çabuk atılmaması gerekir. En iyi antijenler, kompleks yapıya sahip olan maddelerdir. Örneğin; bakteriler, kan hücreleri gibi.

Antijenlerin çoğu, protein yapısında veya proteinle birleşmiş polisakkarit, ya da yağlardan oluşmuş yapılar olabilir. Bağışıklık sistemi, antijen özelliği olan çok benzer özellikte maddeleri birbirinden ayırabilir. Örneğin; bağışıklık sistemi, bir tane amino asidi farklı olan proteinleri bile birbirinden ayırabilecek özelliğe sahiptir.

Bağışıklık sistemi, çeşitli enfeksiyon etkenlerine karşı yaptığı savunmayı antikor adı verilen özel bir protein üreterek gerçekleştirir. Her antikor çeşidi, özel bir antijene karşı üretilir. Bu nedenle bir antikor, kendisinin üretilmesine neden olan antijeni rahatça tanıyıp bulabilir.

Antikorlar, yapısal olarak globular protein şeklindedir. Bu proteinlere immunoglobulinler de denir. Her immunoglobulinin yapısında dört adet amino asit zinciri vardır ve bu zincirler disülfat bağlarıyla birbirine bağlanmıştır. İmmunoglobulini meydana getiren amino asit zincirindeki amino asitlerin sırası, kendilerine özeldir. Bu sıralama immunoglobulinin fizyolojik özelliğini belirler. Antikorlar, değişken ve sabit yapılara sahiptirler. Kısa zincirlerin uç kısımlarında değişken bölge bulunur. IMMÜNOGLOBUUN ÇESITLEKİ

Bazı immunoglobulin çeşitleri şunlardır:

İgG: Normal insan serumundaki immunoglobulinlerin % 80 İgG teşkil eder. İgG’ler, plasentadan geçebilen tek immunoglubulinlerdir. İgG sınıfından antikorlar genellikle presipitasyon, toksin nötralizasyonu gibi testlerde etki gösteren antikorlardır.

İgM: Normal insan serumundaki immunoglobulinlerin % 7-10′unu teşkil eder. En büyük immunoglubulinlerdir. İgM’ler, aglütinasyon ve virüs nötralizasyonu gibi olaylarda etkilidirler. Enfeksiyonları esnasında ilk oluşan antikorlardır. Bir diğer özelliği ise embriyosal yaşamda, antijenlere (enfeksiyonlara) fetüste oluşabilen antikorlardır. Plasentadan geçemezler.

İgA: İnsan serumundaki immunoglobulinlerin %15′ini İgA oluşturur. İnsan ve diğer memelilerin göz yaşı, salya, burun, bronş, bağırsak, süt, tükürük, idrar, burun salgılarında bulunur. İgA’lar, virüsleri nötralize edebildikleri gibi bakterilerin dokuya yapışmasını da önler.

İgD: İnsan serumunda az olarak bulunur. Bu immunoglobulinin antikor etkinliği olduğu ispatlanmıştır.

Antijen-Antikor Reaksiyonları : Bir antijenle birleşecek veya onunla reaksiyona girecek olan antikorlar; o antijene özel bir yapıda sentezlenir. Uygun antijenle uygun antikor bir araya geldiğinde antijen – antikor kompleksi oluşur ve antijen etkisiz hale getirilir. Her canlıda antijen – antikor ilişkisi özgüldür. Antijen – antikor tepkimelerinin özgüllüğü, türler arasındaki benzerliklerin ortaya çıkmasında da kullanılır. Bir hayvanın kanı,diğer bir hayvana enjekte edilirse, doğal olarak antikor meydana gelir ve prespitasyon adı verilen çökelme olayı meydana gelir. Bu antikorlar, yakın akrabalıkları olan hayvanların kanında da aynı çökelmeleri meydana getirir. Hayvanlar arasında akrabalık derecesine göre çökelme oranı ortaya çıkar. Yakın akrabalarda çökelme az,akrabalık dereceleri uzak olan hayvanlarda ise, çökelme yüzdesi yüksektir.

Genellikle antikorlar antijenlerle direkt temasa geçerler. Bu temasla meydana gelen reaksiyonlar, aglunitasyon, çökelme, nötrleşme, patlama, ve bütünleşme sistemleri olmak üzere beş çeşit tepki gösterir.

Aglutinasyon: Antikorla antijenler birleşir ve bu şekilde antijenler inaktifleştirilmiş olur. Presipitasyon (Çökelme): Antikor ve antijenler bir kompleks meydana getirir ve bu bileşik çözeltiden ayrılarak çökelir.

Nötrleşme: Antikor yabancı maddenin zehirli kısmını kapatır ve zarar vermesini önler.

Eritme: Antikor antijene bağlandıktan sonra hücre (bakteri) zarının erimesine sebep olur. Hücrenin yapısı bozulduğundan antijen etkisiz hale getirilmiş olur.

Bütünleşme Sistemi: İnaktif olarak plazmada bulunan bu sistem, antijen-antikor kompleksi tarafından aktifleştirir. Sonuçta uyarılan bütünleşme sistemi bir seri reaksiyona girer. Bu sistemin enzimleri ortamdaki patojenleri yok eder.

V. Bağışıklığın Oluşumu

Bağışıklık sistemi vücutta, hücresel ve sıvısal olmak üzere iki çeşit bağışıklık oluşturur.

Hücresel Bağışıklık: Bakteri, virüs ve mantarların yaptığı enfeksiyonlara ve antijenlere karşı özel hücreler oluşturulması şeklinde bağışıklıktır. Bu hücreler, lenfosit adı verilen beyaz kan hücreleridir. Hücresel bağışıklığı sağlayan lenfositlere T lenfosit adı verilir. T lenfositler, yabancı dokuları da yok eder. Organ naklinin zorluğu, yabancı dokuları yok etmeye çalışan T lenfositlerden kaynaklanır.

Vücutta oluşan antijene, onu taşıyan bir lenfosit bağlanarak antijenleri etkisiz hale getirir. Bazen de makrofaj denilen hücreleri uyararak harekete geçirir.

Antijenin vücuda girişinden, kanda antikorun görülmesine kadar yaklaşık bir haftalık durgun bir evre geçer. İlk antikor tepkisi yavaş yavaş düşük bir noktaya kadar artar, daha sonra ise düşer. Buna birincil tepki denir. Antijenin ikinci defa bu bireye girişinde, daha kısa bir durgunluk evresinden sonra, hızlı bir antikor üretimi başlar. Buna da ikincil tepki adı verilir. Antikorun ikincil tepkisi oldukça yüksek bir seviyeye kadar artar, daha sonra yavaş yavaş azalır. Yeniden zaman zaman antijen verilmekle antikor düzeyi yüksek tutulabilir. İkincil tepki, sürekli doğal enfeksiyonların etkisi altında kalan ve daha önce antijen almış bireylerde ortaya çıkar.

Sıvısal (hümoral) Bağışıklık: Enfeksiyonlara karşı üretilip kanla vücuda dağıtılan antikorlarla sağlanır. Antikorlar, sentezlenmelerine neden olan antijenin, fagositoz yapan hücreler tarafından sindirilmesini kolaylaştırır. Bir yandan da antijenlere bağlanarak onları etkisiz duruma getirir. Antikorlar molekül olarak “Y” harfine benzer ve antikorun iki tane antijen bağlanma bölgesi vardır. Kuyruk kısmı da antikorun çeşidini belirler. Antikorlar, B lenfosit denilen akyuvar tarafından üretilir. Virütik enfeksiyonlara karşı üretilen antikorlara özel olarak interferon denir. Lenfositler; kan, lenf sıvısı, lenf düğümleri, timüs bezi ve dalak gibi doku ve organlarda bol bulunur.

Bağışıklık sistemini oluşturan hücreler, kemik iliğinin kök hücre adı verilen hücrelerinden oluşur. Kemik iliği kök hücrelerinin etkili hücreler durumuna gelebilmesi için bazı organlarda farklılaşması ve gelişmesi gerekir. Gelişmesi tamamlanmış olan lenfositler vücuda dağılır. Daha sonra antijenlerle karşılaşan bu hücreler, her antijen çeşidine karşı etkin hücreler olarak bağışıklık tepkilerini oluşturur. Bazı lenfositleri oluşturacak öncü hücrelerin bir kısmı, timüs denen beze girerek olgun lenfositlere (T lenfosit) dönüşür, bir kısmı da kan yapıcı dokulardaki kök hücrelerinden farklılaşıp olgunlaşır (B lenfosit).

Akyuvarların, vücuda giren antijen özelliğindeki yabancı maddeleri fagosite ederek yok eden nötrofil, monosit gibi çeşitlerine fagosit denir.

Vücuttaki antijen miktarı az olduğunda, iltihaplanma gibi bir durum olmadan antijenler ortadan kaldırılır. Antijen miktarı, mevcut fagositlerin başa çıkamayacağı kadar fazla ise fagositler bunları aşırı miktarda yer. Bir süre sonra da yedikleri aşırı miktardaki antijeni sindiremediklerinden fagositler parçalanır. Parçalanan fagositlerden irin (cerahat) oluşur. Bu durumda lenfositler harekete geçerek antijenleri ve hücre artıklarını yok eder.

VI. Bağışıklık Çeşitleri

Organizmanın antijenle ilk karşılaştığında, vücudun antikorları sürekli olarak yapabilmeyi öğrenmesi ve üretilen antikoru hazır olarak tutabilmesi gerekir. Bağışıklık denilen bu özellik doğuştan gelen ve sonradan kazanılan bağışıklık olmak üzere iki çeşittir.

1)Doğuştan Kazanılan Bağışıklık:

Organizmaların, türüne ve bireysel özelliklerine göre doğuştan sahip olduğu bağışıklığa doğal bağışıklık adı verilir.

Doğal bağışıklık, bir çok faktör tarafından etkilenmektedir. Bunlar genetik, anatomik, doku ve sıvılardaki koruyucu maddeler, yaş, hormonlar gibi faktörlerdir. Örneğin, Herpes simplex virüsü tavşanlarda öldürücü olduğu halde, insanlarda özellikle dudaklarda uçuk denen kabartılara yol açar. İnsan Herpes simplex’e karşı doğuştan bağışıklıdır. Bu doğal bağışıklık, büyük ölçüde, plazmada bulunan ve her hangi bir antijenle karşılaşmadan var olan antikorlarla sağlanır. Doğal bağışıklık, bazı hastalıklara karşı insan vücudunu korur. Bu hastalıklar hayvanlarda görülen tavuk kolerası, sığır vebası gibi virüs hastalıklarıdır. İnsan vücudu bu hastalıklara karşı dirençli olduğundan yakalanmaz. Diğer yandan, insanlar için öldürücü ve ağır seyreden çocuk felci, kabakulak, insan kabakulağı ve frengi gibi hastalıklara da hayvanlar dirençlidir. Benzer şekilde; boğmaca, kızamık gibi bazı hastalıklar sadece insanlarda görülür, başka canlılarda görülmez. İnsan dışındaki organizmaları etkileyen bazı hastalıklara karşı tüm insanlar doğuştan bağışıklıdır.

2) Sonradan Kazanılan Bağışıklık:

İnsanın doğumdan sonra bazı hastalıklara karşı bağışıklık kazanmasıdır. Yapay olarak oluşan bir bağışıklıktır. Vücudun kendi savunma mekanizmalarıyla ya da dışarıdan alınan koruyucu maddelerle kazanılır. Bu nedenle aktif bağışıklık ve pasif bağışıklık olmak üzere ikiye ayrılır:

a)Aktif bağışıklık: Organizmanın, hastalık yapıcı etkenlerle karşılaştığında kendi savunma maddelerini kendisi üreterek kazandığı dirence aktif bağışıklık adı verilir. Aktif bağışıklık, iki şekilde kazanılabilir:

-Vücuda mikropların girmesi ve bağışıklık sisteminin uyarılıp çalıştırılmasıyla sağlanır. Bu nedenle insan mikroorganizmayı alınca, hastalanır. Vücut bu sırada bağışıklığını kazanır. Hatırlayıcı hücreler sayesinde bir daha aynı hastalığa yakalanmaz. Örneğin, kabakulak hastalığına bir kere yakalanılır. Çünkü kabakulak hastalığına karşı üretilen savunma maddeleri ölünceye kadar vücutta kalır. Tetanos gibi bazı hastalıklara karşı üretilen savunma maddeleri ise vücutta birkaç yıl kaldıktan sonra yok olur.

-Aşılama yoluyla da aktif bağışıklık kazanılar. Aşı ile zayıflatılmış ya da öldürülmüş mikroorganizmalar vücuda verilir. Bağışıklık sistemi bu yolla uyarılarak aktif bağışıklık kazanılması sağlanır. Bağışıklık süresi uzundur. Hastalanmadan önce belirli zamanlarda yapılan aşılar, vücudun aktif bağışıklık kazanmasını sağlayarak hastalanmayı önler. Koruyucu sağlık hizmetlerinin amacı da aktif bağışıklık kazandırarak insanların hastalanmalarını önlemektir.

b)Pasif Bağışıklık: Önceden hazırlanmış antikorların vücuda verilmesiyle kazanılan bağışıklığa pasif bağışıklık adı verilir. Pasif bağışıklık, çoğunlukla hasta insana serum verilerek kazanılır. Serum, belirli bir enfeksiyona karşı üretilmiş antikorları bulunduran sıvıdır. Serumlar, çoğunlukla at, koyun ve sığır gibi hayvanların kanından elde edilir. Aktif bağışıklık kazanılmasının olanaksız olduğu durumlarda pasif bağışıklık sağlayacak uygulamalar yapılır. Örneğin, ağır yaralanmalarda tetanos hastalığına karşı acil koruma gerektiğinden, tetanos antikorları içeren serum yapılır.

Bebekler, bazı antikorları annesinden plasenta yolu ile almıştır. Ayrıca bebekler anne sütü yoluyla da antikorlar alırlar. Bebeklerin bu yollarla bazı hastalıklara yakalanmamaları ve hastalıklardan korunmaları da bir pasif bağışıklıktır. Bu yolla kazanılan bağışıklık, kısa sürelidir ve sadece bebeği korumaya yöneliktir.Bebek enfeksiyonlara karşı koyma yeteneğini kısa süre sonra kendisi geliştirir. Örneğin; bebek doğduğu günlerde kızamık hastalığına yakalanmaz; çünkü bu hastalığa karşı gerekli antikorları annesinden plasenta yoluyla ya da anne sütüyle almıştır. Fakat bu antikorlar yaklaşık 9 ay sonra yok olduğu için bebeğe kızamık aşısı yapılmalıdır.

VII. Doku ve Organ Aktarımı Bağışıklığı

İnsandan insana doku ve organ nakil işlemleri günümüzde en çok uygulanan işlemler haline gelmiştir. Doku naklinde, aktarılan doku antijenlerinin, aktarıldıkları organizmada meydana getirdikleri immünolojik tepkiler büyük önem taşımakta ve aktarılan dokunun başarılı olup olmadığı bu tepkilere bağlı olmaktadır. Bugüne kadar en başarılı doku nakli kan gruplarının naklidir. Kan grupları, eritrositlerin yüzeylerinde bulunan karbonhidrat yapısındaki antijenlere göre tespit edilmektedir. Kan aktarımında alıcı ve vericilerin uygun olması durumunda başarı ile sonuçlanmaktadır. Kan dışındaki doku ve organlarda da antijen grupları bulunmaktadır. Bu sebeple aktarıldıkları organizmada bir bağışık cevap oluşturmaktadırlar. Doku ve organlardaki antijen gruplarının tespiti, kan grupları gibi kolay değildir; ayrıca bu yapılar, aktarıldıkları organizmada hayat boyu görev yapmaları gerekmektedir. Bu sebeplerden dolayı doku ve organ nakli, kan nakli gibi kolay gerçekleşmez.

Dokuların atılmasını önlemek için bazı önlemler alınmaktadır. Bunların dayandığı temel, alıcının bağışıklık tepkimesi gösteren organları değişik yöntemlerle felç edilerek (X ışınları ile ışınlama, lenfosit yapımını azaltan ilaçlar) antikor üretimi azaltılmaya çalışılır. Yapılan bu işlemler, vücudun mikroplara karşı savunma gücünü azalttığından en küçük enfeksiyon durumunda dahi ağır klinik vakaları ortaya çıkabilir.

VIII. Bağışıklık Sistemi Bozuklukları

Vücudun enfeksiyonlara karşı savunma ve korunmasını sağlayan sistemin herhangi bir yerinde oluşan bozukluk, Bağışıklığın bozulmasına neden olur. Bunlara bağışıklık yetmezliği hastalığı denir. Bağışıklık sistemi bozukluklarının başlıca belirtileri şunlardır:

Kronik enfeksiyonlar

Beklenmeden sık tekrarlanan enfeksiyonlar

Tedaviye tam cevap vermeyen enfeksiyonlar

Deri döküntüleri

Gelişme geriliği

Tekrarlayan apseler (yaralar)

Bağışıklık yetmezliği hastalıkları, genel olarak iki öbekte toplanır: Doğuştan bağışıklık yetmezliği hastalıkları; sonradan edinilen bağışıklık yetmezliği hastalıkları. Sonradan edinilen bağışıklık yetmezliği hastalıkları daha sık görülür.

Doğuştan bağışıklık yetmezliği hastalıkları: Birleşik ve şiddetli bağışıklık yetmezliği, ender görülen bir anormalliktir. Kemik iliği aktarımının gelişmesinden önce mutlaka ölümle sonuçlanan bu hastalıkta, bağışıklık sisteminin hem T hücreleri, hem de B hücreleri görevlerini yapamazlar. Bir başka bağışıklık yetmezliği olan DiGeorge sendromu, timüsün gelişmesindeki yetmezlikten, buna bağlı olarak da bağışıklık sisteminin T hücrelerinin gelişmemeleri ve yeterli düzeyde çalışmamalarından kaynaklanır. DiGeorge sendromu bulunan hastalar, virüs ve mantar enfeksiyonlarına duyarlıdırlar.

Sonradan edinilen bağışıklık yetmezliği hastalıkları: Sonradan edinilen bağışıklık yetmezliği hastalıkları, birincil (bağışıklık sistemi zayıflığından kaynaklanır) ya da ikincil ( yani kanser gibi bir hastalıktan sonra) olabilirler.En sık rastlanan birincil bağışıklık yetmezliği hastalığı İgA denilen immunoglobulindeki seçicilik yetmezliğidir; her 500 kişiden birinde görülür ve çoğunlukla akciğer enfeksiyonuyla birliktedir. Bazı başka immunoglobulinler (özellikle İgA ve İgM) de, bazı kişilerde hiç bulunmayabilir ya da çok düşük düzeyde bulunabilir; bu durum tekrarlayan enfeksiyonlar nedeniyle ciddi klinik sorunlara yol açabilir.

Hastanede yatarak tedavi görenlerin %5’inde, ikincil sonradan edinilen bağışıklık yetmezliği bulunduğu sanılmaktadır. Bu durum genellikle, asıl nedeni oluşturan kanser ya da özbağışıklık (bağışıklık bozukluğu) hastalıklarıyla ilişkilidir. Ayrıca bir çok hastada bağışıklık sistemi zayıftır. 1980 yılının başlarında ortaya çıkan, sonradan edinilen ikincil bir bağışıklık yetmezliği olan AIDS (acquired immunity deficiency syndrome) günümüzde son derece önemli bir soruna dönüşmüştür.

Tedavi: Bağışıklık yetmezliği hastalıklarını tedavi olanakları, bu hastalıkları teşhis olanaklarının gerisinde kalmıştır. Birkaç bağışıklık yetmezliği ile doğuştan T hücresi yetmezliği, kemik iliği aktarımıyla ya da bazı durumlarda dölüt karaciğeri ve timüsü aktarımıyla tedavi edilebilmektedir. Antikor yetmezlikleri, özellikle İgG yetmezliği, hastaya belirli aralıklarla insan gammaglobülini verilerek tedavi edilebilir. Bu yöntem, hastalığın nedeni olan hücresel noksanlığı gidermekte etkili olmaz; ama eksik hücre ürününü (antikoru) yerine koymaya yarar ve böylece tekrarlanan enfeksiyonları önler. Tedavide, enfeksiyon etkeni mikroorganizmanın tanınması ve mikroorganizmaya karşı etkili olabilecek antibiyotiklerin hızla uygulanması son derece önemlidir.

Besinlerde protein eksikliği, dalağın alınması, diyabet, geniş yanıklar, alkol kullanmaktan kaynaklanan siroz ve ileri yaşlılık durumları da bağışıklık sisteminde bozukluklara neden olabilir. Örmeğin; geri kalmış ülkelerin çoğunda, protein eksikliğinden kaynaklanan bağışıklık sistemi bozukluklarına dayalı ölüm oranları oldukça yüksektir.

İnsanda, bağışıklık sisteminin sağlığını korumak için şüpheli durumlarda öncelikle kromozom incelemesi yapılmaktadır.

AIDS vb. bağışıklık yetmezliğine neden olan hastalıklardan korunmada en önemli faktör tek eşliliktir. Ayrıca bu hastalıklardan korunmak için; eş cinsel ilişkide bulunulmamalıdır; kan nakli, diş tedavisi gibi durumlarda kullanılan araç – gereçlerin steril olmasına dikkat edilmelidir; kuşkulu durumlarda zaman kaybetmeden hekime gidilmelidir.

12 Temmuz 2007

Allerji

ALLERJİ

Mekanizma , semptomlar ve görülme sıklığı

Gerçek gıda aşırı duyarlılığı veya allerji , immunolojik mekanizmaları ilgilendiren ters gıda reaksiyonudur. Gıda allerjileri , gıda proteinleri ile reaksiyonlarda immunoglobulinler olarak bilinen özel antikorların üretimi ile başlar.Vücut , virüsler ve bakteriler gibi yabancı istilacılara karşı onun düzenli savunma sisteminin bir parçası olarak antikorları üretir . Bazı bireylerde bağışıklık sistemi bir çok farklı çevresel maddelere ( polenler, ev hayvanlarının tüyleri, böcek zehirleri veya gıdalara ) karşı immunoglobulin E ( IgE ) denen özel bir antikoru meydana getirmek için harekete geçer. Genel immunolojik mekanizmalar , arı sokmaları veya penisiline karşı allerjik reaksiyonlara benzeyen allerjik gıda reaksiyonları oluşturabilirler.

Mekanizma

Gıdalara allerjisi olan bireylerde , IgE , gıda proteinlerine karşı üretilir ve IgE kan içinde dolaşır. Mast hücreleri veya basofiller olarak bilinen bazı hücrelere ulaşır ulaşmaz , IgE hücre yüzeyinde sabit kalır. Vücutta IgE’ nin büyük bir bölümü bu hücrelerde toplanır .IgE ile gerekli bilgiye sahip olan hücrelere duyarlı hale gelmiş hücreler denir . Mast hücreleri vücudun çoğu dokusu içinde vardır ve basofiller ise kanda mevcuttur. Allerjenler yenildigi zaman kısmen sindirilirler ve sağlam küçük parçaların dolaşım sistemi içine girmesine izin verilir. Kanda allerjenler basofil yüzeyi veya mast hücrelerine bağlı IgE ile temasa geçerler . Bu temas , hücreler içinde meydana gelen olayların bir dizisini oluşturur. İlk olarak histamin gibi etkili hücresel kimyasalların serbest bırakılması gibi .Bu kimyasallar allerjik reaksiyonların semptomlarından sorumludurlar. Semptomların ortaya çıkması bağırsak duvarının öbür tarafına allerjenlerin taşınmasına bağlıdır. İç organın içine girme, besin allerjeninin yapısına ve büyüklüğüne bağlıdır. Yemeden sonra allerjende olan değişiklikler ,iç organ geçirgenliği ( yaşa ve hastalığın daha önceden var olmasına bağlıdır) ve organ içindeki diğer antikorlar ile etkileşimlerdir . Düşünülen diğer faktörler allerjenin bir çok farklı miktarlarına karşı bireysel cevaplardır ; mast hücrelerinde veya basofillerde yeterli IgE bağlama ve aracılarla etkilenmiş organların hassasiyetinin açığa çıkması gibi . Gıdalarda anormal immunolojik cevapların diğer çeşitleri de oluşabilir. Bununla birlikte , gıda allerjileri içinde IgE ‘in dışındaki reaksiyonların rolü kanıtlanmamıştır.

Semptomlar

Allerjik gıda reaksiyonlarının yaygın belirtilerinin çoğu gastrointestinal ,dermal(cilt) ve solunum sistemine ilişkindir ve bu belirtiler , oradaki dokuların reseptörleriyle serbest kalmış aracıların etkileşimini gösterirler .Gastrointestinal semptomlar özellikle bebeklerde ve genç çocuklarda yaygındır . Semptomlar bulantı, kusma , ishal ve adalelerin kasılmasıdır . Deri reaksiyonları kaşınma, dil , diş etleri , ağız mukozası , yutak ve dudakların şişmesini içerebilir.Bir kronik tahrik edici deri hastalığı olan egzema(atopik deri iltihabı) , kuru , kolayca tahriş olan , şiddetle kaşınan deri belirgin özellikleri ile karakterize edilir. Ürtiker ( kurdeşen) ve deri iltihabı çok yaygın deri belirtileridir ve genel veya lokalize olmuş özellikte olabilirler.

Reaksiyonlar çok bireyci ve değişiktir ; İlk olarak , bazı bireylerde sorun çıkartan gıda gastrointestinal geniş alanından daha aşağıya inene kadar bir reaksiyon görülmezken , diğer bireylerin dudakları ve dillerinde yakın temas reaksiyonları görülebilir. Solunuma ilişkin semptomlar , üst solunum yolları darlığı ( allerjik besin reaksiyonlarında genellikle gırtlak şişkinliği yaratır ) ve orta solunum yolları darlığı mukus üretimi ve şişkinlik ile sonuçlanan bronkokonstrüksiyonun sonucu olarak ortaya çıkar. Astımın bazı gıdalara karşı oluşan allerjilerle bağlantısı vardır.

Anafilaktik şok , bir allerjik gıda reaksiyonunun çok ciddi belirtisidir , nadir, akut ve potansiyel ölümcül cevaptır.Önemli mast hücre degranulationu ile başlatılan şok reaksiyonun yaygın bir formudur ve organ sistemlerinin bir kaçını etkisi altına alabilir . Anafilaktik reaksiyonlar süratle ilerleyebilir , hafif semptomlarla başlar fakat kısa zamanda şok , kalp ve dolaşımın durması ile devam eder.

Görülme Sıklığı

Gerçek gıda allerjisinin görülme sıklığı, genel populasyonda görülenden muhtemelen daha azdır. Çalışmalar , gıdayı tutma ve yemeyle takip eden olumsuz reaksiyonlar gördüklerine inanan dört yetişkinden en az birinin allerjisi oldugunu gösterirken , pediyatrik populasyonun sadece % 4-6 sı ve gıdalara karşı allerjik reaksiyonlara tutulmuş olan yetişkin populasyonun % 1-2 si tahmin edilmektedir . Bununla birlikte , gerçek görülme sıklığı bilinmemektedir.

Gıda allerjisi , kültür ve yeme alışkanlıklarından da etkilenir. Örneğin , balık allerjisi diğer yerlere göre Japonya ve Norveç’te daha yaygındır çünkü bu ülkelerde balık tüketimi daha yüksektir . Gıdalara aşırı duyarlılığın tekrarlanması etnik grup ve sosyoekonomik sınıflara göre degişir . Gıdalara aşırı duyarlılığın sebepleri(etiyolojisi) , bir çok faktörü içine alır fakat genetik faktörlerin büyük rol oynadığı görülür. Çocuklar üzerindeki çalışmalar , bunlarda allerji riskinin bir ebeveynde allerji varken yaklaşık %50 , her iki ebeveynde var iken % 67-100 olduğunu göstermiştir .

Gıda allerjisinin tekrarlanması , bebeklik ve çocukluğun başlarında en yüksektir ve yaşın yükselmesiyle azalır . Yaşın 1,5 ve 3 seneleri arasında çok yoğundur . Araştırmalar , çocukların dörtte birinin ve yetişkinlerin, beslenme alışkanlıklarında allerjenden sakınmalarının 1-2 sene sonrası allerjenlerin bilimsel tepkimelerini kaybettiklerini ve bir kere reaktif olmadıkları belirnenince , beslenme alışkanlıklarından kaçınmaya ara verildiği zaman semptomlardan arınmış olduklarını göstermiştir . Semptomların ortadan kalkma oranları içindeki farklılıklar allerjen ve bireye bağlıdır ; örneğin, inek sütüne allerjisi olan çoğu çocuk sütün küçük miktarlarını tolere edebilir (3 yaşındaki çocuklar) , yumurta allerjisi 7 yaşından önce azalmaya egilimlidir . Fındıklara, baklagillere , balığa ve kabuklu deniz hayvanlarına allerjiler çok daha uzun bir zaman için sık sık bireylerin ömürleri süresince bir problem olarak kalmaya egilimlidir .

Gıda Allerjileri İçin Kullanılan Tanısal Testler

Ters gıda reaksiyonları immunolojik, immunolojik olmayan ve bilinmeyen faktörler tarafından meydana getirilebildigi için gıda allerjilerinin tanısı karışıktır. Gıda allerjisini doğrulama çok dikkatli tıbbi değerlendirme gerektirir ve kendiliğinden tanı sık sık hatalı ve güvenilmezdir. Allerji uzmanları bir hastanın belli bir gıdaya allerjisi olup olmadığını belirlemek için farklı testleri kullanmaktadırlar.

Oral prokovatif test

Oral provokatif testler , belirli koşullar altında açık bir şekilde yapılırlar ve yararlı sonuçlar sağlarlar. Bununla birlikte , tek tanık veya çift tanık prokovatif testleri ( bunlar içinde şüpheli sorun çıkartan gıda örtülür ve saklanır ) tercih edilir ve çok sık kullanılır . Çift tanık kontrollü plasebo gıda provokatif testi ( DBPCFC) (bunda gıda ve placebo diğer gıdalar içinde maskelenmiş veya kapsüller içinde uygulanır.) gıda allerjisinin tanısı için altın standarttır .

Oral prokovatif test dökümanları belirli bir gıda ile birlikte etkisini gösterebilir ve meydana gelebilirken , bu reaksiyon içindeki IgE`nin rolünü kanıtlamaz. Araştırmacılar , gıda allerjisini tanımak için diğer laboratuvar metodlarıyla DBPCFC sonuçlarının iyi ilişkilerini rapor etmişlerdir . Bazı araştırmacılar , gıda provokatif testi çalışmaları ve deri testleri sonuçları arasında iyi ilişkiler bulmuşlardır. Bir çalışmada , gıdalara karşı yakın olumsuz reaksiyon geçmişleri olan yetişkinlerin bir grubunun % 90 ‘ının gıda provokatif testi ve deri testleri pozitif bulunmuştur. Araştırmacılar , dördüncü yaş günleri geçen çocuklar içinde oral provokatif testine karşı pozitif gıda reaksiyonlarının %98`ini pozitif deri testleri ile birlikte ortaya çıkarmıştır fakat 3 yaşın altındaki çocuklar içinde düzey % 83 ‘e düşmüştür. Bununla beraber , diğer araştırmacılar , gıda provokatif testi negatif olan hastalarda yanlış pozitif deri testlerini bulmuşlardır .

Skin Testing (Deri Testi)

Deri testi , gıda allerjisini değerlendirmede en çok popüler tanısal bir alettir. En çok uygun teknik cildi çizme(cildi iğne ile delme) metodudur. Şüpheli gıdanın sulu ekstraktı ön kol veya sırt derisi üzerine yerleştirilir ve daha sonra deriye bir steril neşter batırılır. Pozitif cevap , vücutta meydana gelen kabarcık veya yayılma oluşturan bir deri reaksiyonu ile sonuçlanır. Allerjenlerin IgE ile reaksiyonu buna neden olmaktadır. Sonuçlar , kabarcık ve yayılma çapının ölçüsü ve negatif (tuzlu solüsyon) ve pozitif (histamin) kontrolleriyle sonucun karşılaştırılmasıyla kayıt edilir. Klinik olarak önemli kabarcıklar 3 mm veya daha fazla çaptadır. Deri testinin kullanımına , anafilaktik,diğer ağır reaksiyonlar veya yaygın deri iltihabı olduğu zaman engel olunmaktadır. Pozitif deri testleri, bazı ilaçların kullanımı(özellikle bazı antihistaminler ve antihistamin etkileri olan diğer ilaçlar) ile de engellenebilir.

Hassas bireylerin kesin bir oranında gıdayı yedikten sonra hiç allerjik semptom görülmeksizin bir gıdaya karşı pozitif deri testi bulunduğu için tanı için sadece böyle testlerin kullanımı tartışma yaratmaktadır. Bir araştırmacı, 0 dan % 79 ‘a değişmek üzere deri testlerinin önceden tahmin edilen doğruluğunu bulmuştur.Diğer taraftan , bununla birlikte , negatif bir deri testi sonucu , gıda allerjisinin olmadığının iyi bir göstergesidir.

Radyoallergosorbent Testi

İlk test , kandaki belirli IgE düzeyinin ölçümü için geliştirilen radyoallergosorbent (RAST) testidir. RAST, kesindir ve tekrar yapılabilir,bununla birlikte , sadece IgE yayılımını(doku sınırını değil) ölçer. Bu sebepten bu test , belirli IgE’nin belirlenmesi için deri testlerine göre daha hassastır. Üstelik, RAST , eğer deri testi negatifse (eğer IgE doku sınırı yoksa IgE dolaşımı var olamayacağı için) gerekli değildir.Genellikle , gıda allerjenleri için RAST’ın önceden tahmin edilen doğruluğu , 50 den % 90 ‘ın daha fazlasına değişebilir.

Basofil Histamini Serbest Bırakma

Bu teknikte , kan basofilleri allerjik bir hastadan elde edilir ve allerjen ile veya allerjenik besin ile açıkça belirtilmiş zaman uzunlugunda inkübe edilir.Allerjenin bulunduğu hücrelerden serbest kalan histamininin düzeyi ardından ölçülür.Arıtılmış gıda allerjenlerinin kullanıldığı bir çalışmada , hücrelerden histaminin yayılımı pediyatrik deneklerin % 25-50 si içinde bulunmuştur(pozitif deri testleri bulunmuş ve deri testleri negatif olan hastalarda hiç histamin yayılmamıştır).Bununla beraber , bir diğer çalışmada , gıda ekstraktları , gıda allerjisi olan hastalarda histamininin yayılımına yol açmamıştır.Bu teknik, gıda allerjisi tanısında sık sık kullanılmaz fakat bazen araştırma çalışmaları içinde yararlanılır.

Prausnitz-Kustner ( Pasif transfer testleri)

Bu gıda allerjisi tanısı için kullanılan ilk testtir.Allerjik bireyin serumu allerjik olmayan bireye transfer edilir daha sonra belirli allerjen 24-48 saat sonra transfer yerinde aşılanır .Transfer edilen allerjik serum allerjen için belirli IgE içerdiği için pozitif reaksiyon transfer yerinde kabarcık ve yayılma ile sonuçlanır. Allerjik reaksiyon , bu nedenle allerjik olmayan bireye transfer edilmiştir. Bu test , virüslerin yayılımının riski ve serumdan geçen diğer hastalıklar yüzünden şimdi nadiren kullanılır.

İmmunoblotting

Tanısal bir alet olarak kullanılmadığı zaman , jel elektroforezi populer bir araştırma aletidir. Gıdalardaki proteinler poliakril amid jel dilimi içinde ilk yüküne ve büyüklüğüne göre ayrılır.Proteinler daha sonra elektrik akımı kullanılarak membrana transfer edilir.Membranda bunlar gıda allerjisi olan hastaların serumları ile araştırılabilir.Kan serumunun içindeki belirli IgE antikorları bağlanacaktır ve bu bağlanma bir kaç biçimde ortaya çıkarılabilir.En çok popüler kullanılan enzim veya radyoaktif iyot ile damgalanan keçi- insan IgE sidir, otoradyografi veya kimyasal ışık yayan teknikler ardından gelir.

İmmunoblotting, peptitlerin veya proteinlerin tespitine izin verir.Bunlar IgE bağlayabilirler ve bu yüzden allerjenik olmak için potansiyeldirler. Bu in vitro bağlama , söz konusu olan gıda veya protein IgE bağlama yeteneğine sahip olduğunun fakat basofiller ve mast hücrelerinin daha sonra gelen degranulation ile bu bağlamanın in vivo da meydana geldigini kanıtlamadığının belirtisini verir.Klinik olarak önemsiz IgE’nin varlığı in vivo genelleştirmesi için testlerin bu çeşitlerinin bağımlılığını anlaşılmaz hale sokar .Örneğin : Bir araştırmacılar, immunoblotting sonuçlarının , baklagillere allerjik deneklerin bir çalışmasında in vivo tepkimesiyle bağlantısı olmadığını göstermiştir.

YAĞLARIN ALLERJENİTESİ

Dünyada en sık görülen allerjik gıdalar süt, yumurta, soya fasülyesi , buğday, yer fıstığı , fındık , balık ve kabuklulardır. Bu gıdalar allerjik –gıda reaksiyonlarının % 90`dan daha fazlasını oluştururlar. Diğer allerjik gıdaların 160 `ından fazlası , reaksiyonların diğer % 10`undan sorumludur.

Tohumların bazıları ( pamuk tohumu, susam, afyon ve ayçiçeği ) ve yer fıstığı ve soya fasülyesi ( mercimek, nohut) nden başka diğer baklagilleri içeren gıdalar ile ciddi gıda allerjileri arasında daha az ilişki kurulmuştur. Yumuşakçalar yaygın olarak allerji yapan gıdalar arasına koyulmalı mı, koyulmamalı mı konusunda bazı tartışmalar vardır. Daha az yaygın olarak allerji yapan gıdalar, aynı zamanda etkilenmiş bireylerde ağır semptomlara yol açabilirler fakat etkilenen insan sayısı daha az olmaktadır.

Gıda allerjisine neden olan aracılar, gıda içerisindeki proteinlerdir.Bu allerjenler, doğal olarak meydana gelir ve büyük çoğunluğu sıcaklığa ve sindirime dayanıklıdır. Bir gıdanın allerjenitesi, onun hazırlanması , işlenmesi veya depolanması sırasında etkilenebilirse de , bazı gıdalar içerisindeki allerjenler örneğin yer fıstıkları dikkat çekecek derecede işlemeye dayanıklıdır. Allerjenler genellikle gıdanın büyük proteinleridir ve gıdalar içlerinde bir veya daha çok allerjene sahip olabilirler. Herhangi bir gıda içinde proteinlerin on binlercesi varken bunların sadece bir kaçı allerji yapar.

Gıda allerjileri için tedavi yoktur. Allerjik gıda reaksiyonlarından kaçmak için sadece bir yol, reaksiyon oluşturan gıda proteininden kaçmaktır. Bir çok farklı sebepler nedeniyle bunu yapmak kolay değildir. Çoğu insan gıda karışımlarının sınırlı bilgisine sahiptir. Ayrıca, örneğin yaratıcı pişirme uygulamaları içinde orada olması normalde beklenmeyen allerjenlere ( kırmızı biber içinde yer fıstığı yağı gibi) ,restoranlarda veya okul ortamlarında rastlanabilir. Gıda endüstrisi içinde örneğin yeniden çalışmada hatalı kullanım ve paylaşılan ekipmanın yetersiz temizlenmesi gibi uygulamalar , gıda ürünlerinde onaylanmamış allerjenik artıkların bulunuşu ile sonuçlanabilir. Bununla birlikte , örneğin doğal lezzetler ve baharatlar gibi ortak etiketleme terimlerine herkesçe benimsenmiş yönetmelikler altında izin verilirken allerjenler aslında etiketlenmemiş ve allerjik –gıda bilgisi olmayan müşterinin böyle terimleri içeren ingredient listesinden gerekli bilgiyi alamaması sonucu ortaya çıkabilir .

Allerjenite Üzerine Çalışmalar

Yağlar , çoğu durumda anafilaktik olaylardan sorumlu tutulmaktadırlar fakat yağların allerjenitesi ile ilgili bilimsel kanıt ve görüşler çatışmaktadır.Yağların çoğu allerjenite raporları kanıt yapısındadır. Çoğu araştırıcı ne söz konusu olan yağ ile deri testleri ne de yağ içindeki protein düzeyleri için analizleri organize etmemişlerdir. Ayrıca çoğu raporlar sözde allerji yapan yağın geliştirilme düzeyini saptamamışdır. Örneğin bir çalışma içindeki kaza sonucu ani ölüm başlangıçta yer fıstığı yağının protein içermediği keşfedilene kadar yer fıstığı yağı ile ilgili görülmüştür. Onun yerine, yer fıstıkları yenilen gıda yığınlarının içindeki açıklanmamış ingredient olarak bulunmuştur.

Gıda işlemede ve yerel satış için kullanılan yağların büyük çoğunluğu yağ tohumunun kaynağından veya solvent ekstraksiyon metodları ile fındıktan uzaklaştırılır. Elde edilen ham yağa sonra zamksı maddelerin ayrılması, ağartma ve koku almayı içeren dikkatle yapılan fiziksel ve kimyasal iyileştirme işlemleri yapılır. Bu işlemlere uğratılan yağlar , hemen hemen proteinden yoksundurlar ve allerjen değillerdir. Bazı yağlar mekanik olarak ekstrakte edilebilir veya soğuk preslenir ve/ veya bilerek yağın lezzet karakteristiklerini geliştirmek için rafine edilmeden ayrılır. Bu gurme için üretilen yağlar , artık maddeleri içerebilir fakat protein miktarları ortaya çıkarılabilir.

Allerji yapan artıkları içeren gıda ürünlerinin doğru etiketlenmesi anafilaktik olaylardan korunmak için çok önemlidir çünkü böyle ürünler teorik risk yaratan allerjenik ana materyalden üretilmektedir. Bununla birlikte , yağların böyle etiketlenmesi, yağ doğru olarak allerji yapan proteini içermedikçe ve allerjik reaksiyonlara neden olmadıkça uygun değildir. 1994 yılında , Kanada Sağlığı, böyle bir değişikliği desteklemek için bilimsel kanıtsızlığın yetersizliğine rağmen allerjenik kaygılar yüzünden yer fıstığı yağının etiketlenmesini mecbur bırakmıştır . Bazı araştırmacılar , rafine edilmemiş yer fıstığı yağının belirtilen alternatifine olumlu baktılar fakat bunun yer fıstığı yağının farklı formlarını ayırt etmede farkedilen müşteri problemleri yüzünden olanaklı olmadığı belirlenmiştir.

Bazı yağ kaynakları , örneğin kanola veya zeytin allerjen değildir. Diğer kaynaklar örneğin mısır ve hindistan cevizi nadiren allerjendirler. Yaygın olarak allerji yapan gıdaların sekizi , yer fıstıkları , soya fasülyeleri ve fındıklar yağ içeren kaynaklar olarak kullanılır.Ayçiçeği , susam ve pamuk tohumunu kapsayan yağ tohumları daha az yaygın allerjendirler. Bu yeniden incelemeler içinde tanımlanmış çalişmalarda kullanılan yağların çoğu soğuk preslenmişken , ABD `de allerjen olan yağların tümü solvent ile ekstrakte edilmiştir.

Çözümü bulunamamış bir sorun , bir reaksiyon yaratmak için gerekli olan protein düzeyidir. Allerjen gıdalar için tolerans düzeyleri saptanmamıştır. Son yapılan çalışmada ,allerji yapıcı yağların semptomlarını oluşturmak için ihtiyaç olan yer fıstığı miktarının hassas bir bireyde 2 mg olabileceği belirtilirken, daha fazla çalışma allerji yapan proteinlerin sınır düzeylerini belirlemeyi gerektirir. Gıdalara allerjik duyarlılığı olan bireyler yaygın biçimde farklı olabilir ve tüm allerji yapan gıdalar aynı tolerans düzeyine sahip olmayabilir.

Rafine edilmiş yağlar, allerjisi olan bireylere bir risk yaratmazlar çünkü onlar hemen hemen hiç protein içermezler. Bununla birlikte , ham veya soğuk preslenmiş yağlar , proteinin kalıntı miktarlarını içerebilecekleri için allerji yapabilirler.

Literatürde bulunduğu gibi bir çok farklı yağların içinde farklı olan protein düzeylerinin geniş bir dağılımının bulunması bu önemli konuyu hatasız değerlendirmeyi zorlaştırır(çizelge 1). Yöntembilimleri , geniş ölçüde değişen ve sık sık farklı buluş limitlerine sahip olan farklı çalışmalar içinde keşfedilebilir protein düzeylerini belirlemek için çalışmışlardır. Bundan başka bazı maddeler en iyi protein analiz metodlarına bile engel olabilirler. Bu yüzden bu bilgilerden tam olarak protein düzeylerini tahmin etmek veya allerjenlerin sınır düzeylerini belirlemek olanaksızdır.

Riski değerlendirmek için , tanık oral prokovatif testler en iyisidir fakat konu için muhtemelen tehlikeli ve pahalıdırlar. Deri testleri ve Prausnitz – Kustner testleri , IgE aracılı mekanizmanın ilgisini kanıtlamada iyidir fakat deri testlerini yüksek yanlış pozitif oranlar etkiler ve insanlarda hastalık yapıp yayabileceği düşüncesinden hareketle kullanımı yasaklanmıştır. İn vitro testleri ( RAST, immunoblotting) söz konusu olan gıda veya proteinin IgE `yi bağlamak için yeteneğe sahip olduğunun fakat bu bağlamanın mast hücreleri ve basofillerin degranulationu ile sonuçlanacağını göstermeyeceğinin belirtilerini verir. Klinik olarak önemsiz IgE`nin varlığı , in- vivo genelleştirmesi için bu çeşit denemelerin bağımlılığını anlaşılmaz hale sokar.

Soya Fasülyesi Yağı

Soya fasülyesi yağı üzerine iki çalışmanın ikiside allerjik bireylerin soyaya karşı allerjisi olmadığını göstermektedir. Bir araştırmacı, soya fasülyesi yediği zaman anafilaksis görülen bir denek için soya fasülyesi yağının allerjen olmadığını bulmuştur. Praustniz- Kustner testi ,bir zamanlar soya yağının allerji yapıcı potansiyeli olmadığını kanıtlamak için kullanılmıştır. Şu ana kadar soya fasülyesi yağı üzerine kesin çalışma Bush ve arkadaşları tarafından yapılmıştır.Daha önceden soya fasülyesine allerjisi olan yedi bireye , kontrollü plasebo gıda prokovatif testi içinde 2,5 ve ardından 8 mL soya fasülyesi yağı verilmiştir. Yedi hastanın hiçbirinde kullanılan yağlara karşı bir reaksiyon görülmemiştir. Kullanılan yağlar iki rafine edilmiş yağ ve bir soğuk preslenmiş yağdır. Verilen yağın dozu toplam 15 mL dir. Bununla birlikte , tüm deneklerin yağlara karşı deri testleri negatif fakat tümü soya protein ekstraktı ile deri testleri içinde pozitiftir. Protein tespitleri bu çalişmada soya fasülyesi yağları üzerinde yapılmamıştır. Araştırmacılar, soğuk preslenmiş yağlara karşı hiç olumsuz reaksiyon bulmadıkları halde , böyle yağların karışımlarının da farklı olabileceğini uyarmışlardır. Bu günlerde, in- vivo kanıtı, ciddi olarak allerjik bireyler tarafından rafine soya fasülyesi yağının tüketilmesi açısından güvenlidir.

Yer Fıstığı Yağı

Yer fıstığının allerjenitesi üzerine bir çok araştırma yapılmıştır . Bunların bazıları yer fıstığının allerjik , bazıları da allerjik olmadığını göstermiştir.Aşağıda bunlardan bir kaçını göreceğiz.

Araştırmacılar , DBPCFC içinde daha önceden yer fıstığına allerjisi olan dört kişiye 30mL yer fıstığı yağı vermişler fakat dört kişide de yağa karşı herhangi bir allerji görülmemiştir. Araştırmacılar yağ ile deri testlerini yapmamışlar veya yağ içindeki protein düzeylerini belirlememişlerdir.

Yapılan bir çalışmada, yer fıstığına karşı allerjik olduğu bilinen 10 hastaya DBPCFC içinde rafine edilmiş yer fıstığı yağından 18mL verilmiştir.Verilen doz, bir yemekte alınması mümkün olan miktardan fazladır . Deneklerin hiçbiri yağa karşı tepki göstermemiştir. Deneklerin tümü yer fıstığı proteini ekstraktına karşı pozitif deri testlerine , fakat yağa karşı negatif deri testlerine sahiptiler. Yağın protein içeriğinin tespiti yapılmamıştır.

Bir diğer çalışma , yer fıstığı allerjisi olan 60 hastanın gerekli olduğu bir genişletilmiş çift tanık çaprazlama çalışması içinde iki yer fıstığı yağının ( biri rafine, diğeri ham ) allerjenitesini karşılaştırmıştır. 60 deneğin tümünün yer fıstığı ekstraktına karşı deri testleri pozitifken , 60 deneğin hepsi bu iki yağa karşı negatif reaksiyon göstermiştir. Denekler , 16 mL toplam doz olmak üzere çift-tanık deneyi içinde yağların 1,5 ve daha sonra 10 mL sini almışlardır. Yağların protein içeriği bildirilmemiştir. 60 deneğin hiçbiri rafine yağa karşı reaksiyon göstermemiştir. 6 denek ,ham yağa karşı pozitif reaksiyonlar göstermiş ,bunların sadece ikisi açık ve seçik olmakla birlikte , birinde hırıltıyla soluma ve diğerinde dudak şişkinliği görülmüştür . Diğer dört denekte fizyolojiye ait parametrelerde farkedilebilir veya hissedilebilir değişikler olmaksızın boğazda kaşınma veya dudak yanmasını kapsayan subjektif semptomlar görülmüştür.Altı denekte ham yağın 1-10 mL lik dozuna reaksiyon göstermiştir.Bu çalışma yer fıstığı proteini düşük düzeyli olan yer fıstığı yağının , yer fıstığına allerjik bireyler tarafından yenmesinin güvenli olduğunu açıkça göstermiştir.

Yapılan bir çalışmada , soğuk preslenmiş yer fıstığı yağlarının allerjenitesini incelemek için in vitro immunoblotting metodu kullanılmıştır. Yağların , daha önceden yer fıstığına allerjisi olan deneklerin serum havuzundan IgE`yi bağlama yetenekleri ve içerikleri incelenmiştir. İn vitroda IgE`yi bağlama bir proteinin allerjen olduğunu tahmin etmeye yardım edebilir fakat bu proteinin allerjik reaksiyonlara yol açacağını kanıtlamaz. Bununla birlikte, IgE bağlamanın bu kanıtı yer fıstığı proteininin yeterli miktarının allerjik reaksiyon oluşturmak için yağ içinde var olduğunu kanıtlamaz.

Araştırmada , soğuk preslenmiş iki yer fıstığı yağında IgE bağlamayı hafifleten güç ve başka birine zayıf IgE bağlama bulunmuştur. Zayıf IgE bağlanması olan soğuk preslenmiş yağ, bir boya bağlama protein metodu ile negatif protein içeriği gösterdiği halde , IgE bağlama , genellikle yağın protein içeriği ile bağlantılı olabilir.Bir soğuk preslenmiş yer fıstığı yağı ve iki sıcak preslenmiş yer fıstığı yağları IgE bağlama yeteneğinden yoksundurlar. Soğuk preslenmiş yağların ikisi ve bir sıcak preslenmiş yağ içinde hiç protein bulunmamıştır. Araştırmacılar , soğuk preslenmiş yağların bazıları içinde bulunan protein miktarının yenmesinin ciddi olarak allerjik bireylerde anafilaktik reaksiyonlara yol açabileceği kanısına varmışlardır . Bu çalışmanın sonuçları çizelge 2 içinde özetlenmiştir. Bir başka araştırmacı ,yer fıstığı proteini düşük düzeyli olan yer fıstığı yağının , yer fıstığına allerjik bireyler tarafından yenilmesinin güvenli olduğunu açıkça göstermiştir.

Başka bir çalışmada , soğuk preslenmiş ve rafine yer fıstığı yağlarının allerjik potansiyelini keşfetmek için aynı in vitro tekniği kullanılmıştır. Çalışma için ( çalışma, soğuk preslenmiş ve rafine fındık yağlarının sınırlı incelemesini de içermiştir) serum , yer fıstıklarına veya fındıklara karşı anafilaksisin inandırıcı geçmişleri olan 17 hastadan elde edilmiş ve çalışmada kullanım için bir araya getirilmiştir. Sonuçlar , çizelge 2 de özetlenmiştir. İki soğuk preslenmiş yer fıstığı yağı sırasıyla hafif ve kuvvetli bağlama gösterirken , rafine edilmiş yer fıstığı yağlarının ikisinden biri bağlama göstermezken diğeri zayıf bağlama göstermiştir. Rafine edilmiş yer fıstığı yağlarından biri incelenmiş en çok protein miktarını ( 5,7 mg/g ) içerirken ve IgE bağlaması göstermezken , benzeri protein miktarları olan ( 3,3 e karşı 3,0 mg/g) bir rafine edilmiş ve soğuk preslenmiş yağ çok farklı sonuçlar üretmiştir ( sırasıylr kuvvetliye karşı zayıf bağlama) .Provokatif test bilgisi veya deri test bilgisi içermediği için bilgi inandırıcı değildir.

Bir kez daha , IgE bağlama bir gıdanın allerjik reaksiyon oluşturup oluşturmadığını tahmin etmemize yardım edebilirken , IgE bağlama , in-vivo allerjenitesini kanıtlamaz. İn – vivo araştırmasının , bunların ilşikisini belirlemek için yağların bu çeşitleri ile yapılmasına ihtiyaç vardır ( eğer bunların in-vitro sonuçları varsa)

Fındık Yağları

Yukarıda tartışıldığı gibi , bir araştırmacı ,rafine edilmiş fındık yağları ve gurme (soğuk preslenmiş ) nin allerjik potansiyelini keşfetmek için in-vitro immunoblotting tekniklerini kullanmıştır. Yedi farklı imalatçıdan 13 fındık yağı araştırılmıştır. Tüm yağ örnekleri rafine edilmiş veya soğuk preslenmiş olsa da pozitif protein içeriği göstermiştir. Sonuçlar , çizelge 2 `de özetlenmiştir.

Artan IgE bağlamanın her zaman daha büyük protein içeriği ile bağlantısı olmasa da , soğuk preslenmiş yağlar en büyük protein miktarını içermiştir. Bir rafine ceviz yağı hariç çalışmada tüm fındık yağları IgE bağlama göstermiştir. Bir kez daha , provokatif test bilgisi veya deri testi bilgisi içermediği için bilgi inandırıııcı değildir. İn-vivo araştırmasının , bu in-vitro çalışmasında ortak ilişkilerinin bulunduğunu göstermek için yağların bu çeşitlerinin kullanılmasına ihtiyaç vardır.

Pamuk Tohumu Yağı

Şimdiye kadar pamuk tohumu yağı üzerinde yapılan çalışmalar , allerjisi olan bireylerin pamuk tohumuna karşı allerjik olmadığını göstermiştir. Araştırmacılar ,( yağ , pamuk tohumuna allerjik iki deneğin serumları Prausnitz-Kustner testi içinde pozitif reaksiyon oluşturmadığından) pamuk tohumu yağı allerjik değildir sonucunu çıkarmışlardır. Ayrıca, pamuk tohumuna allerjik beş hasta reaksiyonsuz yağın 100, 150, 200 ve 500 mL si ile beslenmiştir. Başka bir araştırmada , pamuk tohumuna allerjik bir hastada , pamuk tohumu yağı ile açık oral provokatif testin 29,5 mL dozda negatif olduğunu ve bunun normal yemek içinde bulunan miktardan çok daha fazla olduğunu da göstermiştir.

Susam Tohumu Yağı

Araştırmacılar ,susam yağına allerjik hastaların susam tohumuna allerjilerini tanımlamışlardır. Bununla birlikte, araştırmacılar, yağın allerjenitesinin hastaların reaksiyonlarından sorumlu tutulduğunu kanıtlamamışlardır. Hastalarda helva yemeden sonra reaksiyonlar görülmüştür, fakat susam tohumu yağının bu kişilerde bir reaksiyona yol açacagına kanıt olacak bir delil yoktur.

Bir araştırmacı , susam tohumuna karşı anafilaktik hassasiyet geçmişleri olan üç hastada susam tohumu yağının allerjenitesini araştırmıştır. Prausnitz-Kustner testleri susam tohumu yağı için pozitif bulunmuştur ve bu bireylerde susam tohumu yağının allerjenik potansiyelini test etmek için susam tohumu yağı ile emdirilen pamuk sargıları 20 dakika için iki hastanın ağıza ait sümüksel membranıyla temas içinde yerleştirilmiştir. Her ikisinde de reaksiyon görülmemiştir. Deneklerin ikisi ,reaksiyonsuz bir tanık deneyi içinde susam tohumu yağı ile beslenmiştir. Yağın protein düzeyi tespiti yapılmamıştır.

Ayrıca, literatürdeki iki rapor , susam tohumu yağına karşı allerjik reaksiyonlara bazı kanıtlar ortaya çıkarmıştır. İki araştırmacı , susam tohumu derivatlarına (yağ dahil) karşı bir kaç reaksiyon geçmişi rapor edilen bir hastayı kaydetmişlerdir. Hayret edilecek bir şekilde, denekte , susam yağında susam tohumlarına göre daha ağır reaksiyonlar rapor edilmiş ve gerçekten , deri testlerinde yağ tohuma göre daha büyük reaksiyon göstermiştir. Radyoallergosorbent testleri, susam tohumu ekstraktlarına ve yağına az miktarda pozitiftir. Basofil histaminini serbest bırakma testi , yağa va tohuma pozitif cevap göstermiştir.Yağın protein düzeyi rapor edilmemiştir.

Ayçiçek Tohumu Yağı

Araştırmacılar , ayçiçeği yağına karşı ciddi reaksiyon geçmişleri olan iki hastayla çalışmışlardır. Ayçiçek yağı , ağız içerisine ve dudağa uygulanabilen özel bir plaster ile uygulanmıştır.Her iki durumda da reaksiyon görülmemiştir. Bir açık oral provokatif testi içinde yağın 1,2,4,8 ve sonra 16mL si verilmiştir.Soğuk preslenmiş ayçiçek yağının protein içeriği mL de 54 ng protein olarak bulunmuştur. Her iki hastada soğuk preslenmiş yağlar ve rafine yağlar ile yapılan deri testleri negatif bulunmuştur.

Bir denek, Prausnitz-Kustner testini kabul etmiş ve transferi alan kimse ayçiçek tohumu ekstraktına karşı güçlü bir pozitif reaksiyon göstermiştir, fakat rafine edilmiş veya soğuk preslenmiş ayçiçek tohumu yağlarının her ikisinde de güçlü bir pozitif reaksiyon görülmemiştir. Diğer denek , pasif transfer testine düşmüştür, fakat ayçiçek tohumu yağlarının hiçbiriyle açık oral provokatif test reaksiyonu göstermemiştir. Daha fazla araştırma , her iki rafine ve soğuk preslenmiş ayçiçeği tohumu yağlarının diğer örneklerinin mL de 2-8 mg protein içerdiklerini göstermiştir.

Önemli derecede hassas bu iki hastada açık oral provokatif testlerinin sonuçları , rafine ve soğuk preslenmiş ayçiçek tohumu yağlarının her ikisinin de soğuk preslenmiş yağ içinde bulunan proteinin küçük miktarlarına rağmen güvenli olarak yenilebileceğini göstermiştir.Ciddi olarak allerjik bu iki birey için , ayçiçek proteininin toplam 1,6mg ını yeme allerjik reaksiyon oluşturmaz.

Aksine , Başka bir araştırmacı ,ayçiçek tohumu ekstraktı ve ayçiçek yağı için deri testleri pozitif olan pelin polenine allerjik bireyi bildirmiştir( ayçiçek tohumu proteinleri , pelin poleni proteinleri ile çapraz tepkime verici olabilir.) .Ayrıca , ayçiçek tohumu yağının 5mL ile bir tek- tanık oral provokatif testinde ,denekte yeme sonrası 2 saat 25 dakika karın ağrısı görülmüş, solunumu bozan öksürük ve yüz şişkinliği yeme sonrası 8 saat sürmüştür.Araştırmacılar , karın ağrısını iyileştirmek için ilaç uygulanması nedeniyle semptomların görünümünün ertelendiğini açıklamışlardır.

Bu hastada geçmişte ciddi anafilaksis olayı görülmüş olduğu halde , ayçiçek proteininin 2 gramına kadar açık oral provokatif testinin 24 saat sonrasına kadar semptomlar ( burun akıntısı ve ishal) ile sonuçlanmamıştır. Her ne kadar kullanılan yağ ticari ayçiçek yağı olarak belirtilse de , protein düzeyini belirleme yapılmamıştır. Denek , geçmişte problemsiz olarak ayçiçek yağını tükettiğini rapor etmiştir .Bununla birlikte , bu gerçek , bu çalışmanın sonuçlarını biraz şüpheli hale getirmektedir. Hastanın pelin polenine allerjik olduğu ve hastanın ayçiçek yağı hassasiyetinin inandırıcı bir geçmişine sahip olması gerçeği, ayçiçek tohumuna allerjik bireyler için sonuçların genelleştirilmesini ve yorumlanmasını güçleştirmektedir.

Güvenli Rafine Yağlar

Gıda işleme endüstrisinde ve yerel satış için kullanılan yağların büyük çoğunluğu önemli derecede işlenir. Bu rafine yağlar, hemen hemen hiç protein ve allerjik gıda reaksiyonlarına neden olacak aracı içermezler. Allerjik reaksiyonları yaratmak için ihtiyaç olan proteinin sınır düzeyleri , allerjenik gıdaların çoğunluğu için bilinmez.

Çalışmaların çoğu kullanılan yağın ham mı veya rafine mi olduğunu açıklamaz. Bu nedenle, hangi işlemlerin allerjenleri uzaklaştırabileceği bilgisi bilinmez. Ham veya soğuk preslenmiş yağlar ( tam olarak rafine edilmiş yağlara göre daha az yaygın olarak tüketiciler için mevcuttur) proteinin küçük miktarlarını içerebilir. Bu nedenle gıdalara allerjik bireylerde bazı riskler yaratabilirler.

Çift-tanık kontrollü plasebo gıda provokatif testi , gıda allerjisi teşhisi için altın standart kullanan çalışmalar içinde gösterilirken , çalışmalarda yüksek derecede rafine edilmiş olarak tanımlanan yağlar , allerjik bireylere karşı bir tehlike göstermezler.Bugüne kadar , immunoblotting çalışmalarında yağ komponentlerinin in-vitro IgE bağlamasıyla in-vivo tepkimesinin ilişkisini desteklemeye in-vivo kanıtı yoktur.

İyi planlanmış ve iyi yapılmış çalışmaların çoğunluğu , rafine edilmiş yağların gıdalara allerjik populasyonun tüketimi için güvenli olduğu durumunu desteklemektedir.

Yararlanılan Kaynak

1) SUSAN, L.H. and S.T.TAYLOR, 1999. Allergenicity of Edible Oils. Food

Tech. Vol.533 , No :2 , 62-70.

12 Temmuz 2007

Antibiyotiklerin Bakterilere Etkisi

ANTİBİYOTİKLERİN BAKTERİLERE ETKİSİ

Yaşadığımız yüzyılın özellikle ikinci yarısı yıllarından sonra, bakteri ve virüs genetiği, bunların morfolojik yapıları, kapsadıkları komplike protein, nükleoprotein ve diğer kimyasal bileşimleri, enzimleri saptanmıştır. Enfeksiyon etkenlerinin organizmada üreyip çoğalabilmeleri, patolojik yerleşimlerini oluşturabilmeleri için, gerekli olan yaşam kapsamlarının biri üzerinde etkili olabilecek antimikrobikler üzerindeki araştırmalar da yönünü bulmuş ve üretilen çeşitli antibiyotik ve kimyasal bileşimler, etki mekanizması ve kapsadıkları ana maddeler bakımından gruplara ayrılmıştır.

Bakterinin hücre duvarının yok edilmesi bakterinin yaşmasına izin vermez. Yoğun etkili bir antibiyotik hücre duvarının yapımını tümüyle engelleyecek olursa, bakterinin üremesi durur ve sonucunda kapsamları dağılır. Hücre duvarındaki defektler de patojen etkiyi yok edecek biçimde ise, organizmanın doğal immun karşılığı , enfeksiyon etkenini nötralize eder, hücre erir ve fagosite edilir. Hücre duvarına etkileyen antibiyotiklerde gram negatif ve pozitif bakterilere karşı bazı değişiklikler vardır bu durum duvarlarının kapsadıkları çeşitli kimyasal bileşimlerle ilgilidir.

Hücre zarı oluşumlarındaki bir defekt sonucunda pürin, pirimidin ve nükleotidler gibi yaşam ve oluşum maddeleri dağılır sitoplazma proteinleri hücre dışına çıkar. Bu durum bakterinin patojen etkisinin engellenmesine veya tümüyle yok olmasına neden olur. Bazı bakterilerle bazı mantarların hücre zarları, hayvansal hücre zarlarından daha duyarlıdır ve çabuk denatüre olur. Bu tipte etki yapan antibiyotikler enfeksiyon hastalıklarının tedavisinde uygulanabilirler.

Bakteri hücrelerinde ana yaşam maddesi olan protein sentezinin önlenmesi ile ,etken patojenliğini kaybeder. Antibiyotik etki hücre duvarı ve sitoplazma ile ilgili değildir. Bu grupta bulunan antibiyotiklerin sayısı fazlacadır. Bazı antibiyotikler bakterinin ribozom birimlerini ve aminoasitlerin oluşumunu engelleyerek peptit zincirlerinin düzenini bozar, bakteriostatik (bakterini üremesini engelleyen)etki yapar. Bazı antibiyotikler de RNA oluşumunda ribozomları etkiler, makrolid gurubu ile ribozomlara katılması gereken gerçek aminoasitlerin yerini alarak bakterinin patojen kapsamlı yapımını engeller. Bazı antibiyotikler ise ribozomların doğal oluşmasını önleyerek

RNA sentezinin değişik bir yapıda gelişmesiyle RNA sentezi aşamasındaki bakterinin patojenliğini kaybetmesine neden olur.

Nükleik asit yapımını etkileyen antibiyotikler DNA sentezini engeller. Örneğin bu grupta bulunan Antinomisin deoksiguanosinlere bağlanarak bakteri gelişim ve patojenliğine yararsız DNAlar üretirler, ayrıca RNA sentezini de olumsuz yönden etkileyerek bakterilerin patojen niteliklerini giderirler.

12 Temmuz 2007

Antibiyotiklere Rezistans

ANTİBİYOTİKLERE REZİSTANS

Her canlı yaşamını sürdürebilmek için dış etkilerden korunmak zorundadır. Mikroorganizmalarda birer canlı olduklarından bu kurama uymuşlar, kendilerini yok etme niteliğinde olan antibiyotiklere direnç mekanizmalarını geliştirmeye başlamışlardır. Bakterilerdeki rezistans üç biçimde belirir :

Bazı bakterilerde belirli antibiyotiklere karşı doğal bir direnç vardır. Örneğin gram negatif bakterileri penisilin, ve diğer birçok bakterileri, antimikotik preparatlar doğal olarak etkileyemezler.

Önceden duyarlı olan bakteriler, antibiyotiklerle karşılaştıkça kendilerini koruma mekanizması oluştururlar. Bu da hızlı ve yavaş olmak üzere iki aşamada belirir. Hızlı direnç kazanan bakterilere koch basili bir örnektir, iki üç kez streptomisin ile karşılaşan basilde ilaç etkisiz duruma geçer. Hızlı direnç oluşturan antibiyotikler arasında linkomisin, rifamisin, spektinomisin, pirazinamid örnek olarak gösterilebilir. Bakterilerin en geç rezistans kazandıkları antibiyotikler örneğin anfoterisin B, nistatin, ristosetin vankomisin vb. gibi antibiyotiklerdir.

Rezistans oluşumunda en önemli olgulardan biri de, bu niteliğin taşınması (bulaşıcı rezistans) dır. Dirençli bir bakterinin bu özelliği genetik olarak kromozomlarla veya kromozom dışı diğer bakterilere geçebilir. Bulaşıcı rezistans üç şekilde geçer : a)transformasyon: Parçalanan, eriyen donör hücrelerinin DNA’sı alıcı hücreye girer. Gelişmekte olan bakterinin DNA’sı da direnme niteliği kazanır. Bu taşınma DNA moleküllerinin tümüyle olmayıp fragmanlar şeklindedir. b)transdüksüyon: Büyük veya küçük gen parçaları fajlar aracılığı ile üremekte olan bakterilere geçirirler. Bu fajların kapsadıkları dirençli nükleik asitler bakterinin ana maddeleri arasında yer alır. c)Konjugasyon: Bakterinin üremesinde yer alan seksüel alış veriş sonucudur. Geni oluşturan maddeler bir hücreden diğerine, plazma bağlantılarıyla transfer edilir.

Enfeksiyon hastalıklarında antibiyotiklere karşı rezistans görülmesi:

Bakterilere etkin olan maddeyi inaktive eden veya parçalayan enzimlerin oluşumu,

Aktif taşıma mekanizmasındaki bir blokaj veya membran perneabilitesindeki değişiklikler,

Antagonist sentezin artması,

Bakterinin metabolizmasındaki değişiklikler başta gelen faktörlerdir. Bakterilerde belirli bir antibiyotiğe karşı olan direnç, kimyasal yapı benzerliği ve etki mekanizması eşit bulunan başka antibiyotiklere karşı da oluşur.

12 Temmuz 2007

1. Elektroensefalogram, Uyarılmış Potansiyeller Ve Alzheimer Hastalığı

1. ELEKTROENSEFALOGRAM, UYARILMIŞ POTANSİYELLER VE ALZHEİMER HASTALIĞI

1.1 Beynin Yapısı

İnsan beyni dünyamızda yaşayan canlılar arasında en karmaşık yapıya sahip organlardan birisidir. Günümüzde sağlanan tüm teknolojik ilerlemeye rağmen hala insan beyninin nasıl çalıştığına ilişkin çok az bilgiye sahibiz.

Merkezi sinir sistemimizin bir parçası olan beyin, omurilikle birlikte vücudun karar verme ve iletişim faaliyetlerini yürüten en önemli organıdır. Günlük hayatımızda nefes almadan konuşmaya, hareket etmeden, hafızaya kadar bütün faaliyetlerimiz beynin denetimindedir.

Çevresel Sinir Sistemi (ÇSS) üzerinden önce omuriliğe oradan beyine ulaşan sinyaller beyin kabuğu kortekste işlenerek bunlara ilişkin cevaplar gene sinir sistemi vasıtasıyla ilgili kas ve sinir gruplarına iletilir.

Basit bir iletken olarak düşünülebilecek sinir hücreleri üzerinde oluşan iletim gecikmesine tahammül edilemeyecek durumlarda sinir sisteminden gelen uyartılara direkt omurilik üzerinden cevaplar üretildiği de olur.

Vücudun denge ve karar merkezi olan, bu denli karmaşık görevler üstlenen insan beyni ortalama olarak 1400 gram ağırlığında yağ ve protein dokudan oluşmuş, gri renkli, yüzeyi girintili çıkıntılı bir organdır. Kafatası içerisinde çok sıkı bir şekilde korunmuş olan beyin insanın beslenme, solunum gibi faaliyetlerinden de en yüksek oranda faydalanan organıdır.

Beyin yapısal olarak kendi içinde farklı bölümlere ayrılır, bu bölümlerden en önemlisi her türlü algısal faaliyetin gerçekleştirildiği beyin kabuğudur (serebral korteks). Serebral kortekste kendi içerisinde lob adı verilen 4 bölüme ayrılır bunlar frontal, parietal, temporal ve oksipital loblardır.

Frontal lob karar verme, kişilik özellikleri, problem çözme, motor aktiviteler gibi konularda; parietal lob görsel ve dokunsal algılama, alet kullanma, tanıma ve yönlendirme gibi konularda; temporal lob işitme, uzun dönemli hafıza, konuşma gibi konularda, oksipital lob ise ağırlıklı olarak görsel algılama konusunda görev yapar.

Şekil 1.1 Beynin Lobları

Serebral korteks bunun haricinde ortadan iki yarımküreye bölünmüş bir yapıdadır. Bu iki yarımküre corpus callosum adı verilen bir bölüm üzerinden birbirine bağlıdır.

Epilepsi türünde beynin bir yarımküresinde başlayarak tümüne yayılan hastalıklarda günümüzde beyin yarımküreleri arasındaki bu bağlantıyı keserek çeşitli tedavi yöntemleri geliştirilmeye çalışılmaktadır.

1.2 Elektroensefalografi

İnsan beyninin elektriksel aktivitesinin görüntülenmesi anlamına gelen elektroensefalogram ilk olarak 1920’li yılların başında Hans Berger tarafından kafaya yerleştirilen elektrodlar ve bunlara bağlı bir galvanometre yardımıyla incelenmiş ve bu dalgalar Elektroensefalografi adı verilen geçerli bir tanı yöntemi olarak tıbba girmiştir. Buna rağmen Elektroensefalogram işaretlerinin incelenmesine olan ilgi son 30 yılda bilgisayar teknolojisindeki ve işaret işleme tekniklerindeki gelişmelere paralel olarak artmıştır.

Elektroensefalogram, kısaca EEG işaretleri günümüzde klinik alanda epilepsi, şizofreni, parkinson gibi hastalıkların teşhisinde yaygın olarak kullanılmaktadır. Bunun dışında psikiyatri, pedagoji, pediatri gibi alanlarda kullanımı da gün geçtikçe yaygınlaşmaktadır.

1.2.1 Elektroensefalogram İşaretlerinin Oluşumu

Elektroensefalogram işaretleri beyni oluşturan milyarlarca sinir hücresinin birbiriyle elektriksel etkileşimi sonucu oluşmuş işaretlerdir. Beyindeki her bir sinir hücresi yüzlerce veya binlerce farklı sinir hücresiyle bağlantılıdır. Bu bağlantılardan bazıları uyarıcı bazıları söndürücü şekilde görev yapar. Beynin elektriksel aktivitesi ölçülürken tek bir sinir hücresinin faaliyetlerini gözlemlemek mümkün değildir. EEG işaretleri ancak bir çok sinir hücresinin etkileşiminin bileşkesi olarak incelenebilir. Bu yönüyle EEG işaretleri genel anlamda öngörülemeyen (non-deterministik) işaretler olarak kabul edilir.

İnsan beyni yaşamı boyunca gece veya gündüz her zaman elektriksel bakımdan aktiftir. EEG işaretleri de bu aktiviteye paralel olarak değişik frekans ve genlik bölgelerinde oluşur.

İnsan kafatasının çok sağlam ve korunaklı kapalı bir yapı olması sebebiyle bu aktiviteyi direkt beynin yüzeyinden gözlemlemek mümkün değildir. Bunun yerine kafa yüzeyine yerleştirilen elektrodlardan elde edilen veriler kuvvetlendirilip beyin dalgalarında görülen salınımların incelenmesi veya kaydedilmesi yoluna gidilir. Kafa yüzeyinden yapılan bu ölçümler alttaki geniş bir bölgeden gelen gerilimlerin toplamı şeklindedir.

Şekil 1.2 Sinir hücrelerinin oluşturduğu aktivitenin yüzeyden ölçülmesi

EEG işaretleri sinir hücrelerinin elektriksel aktivitesinin genel yapısını göstermekle birlikte kafatasının yüzeyinden elde edilen bu veriler direkt beyin kabuğu üzerinden elde edilen verilerden oldukça farklıdır. Bunun sebebi aradaki çeşitli katmanların işaret üzerindeki zayıflatıcı etkileridir.

Beyin sıvısı, kafatasının kemik dokusu ve aradaki yağ dokuların zayıflatması sonucunda zaman zaman işaret üzerindeki zayıflatma oranının [5000:1] e kadar yükseldiği durumlar olabilmektedir.

EEG işareti tipik olarak 10-100 µV arasında değişim göstermekle birlikte yetişkinlerde genellikle 10-50 µV bölgesinde yer alır.

İnsan beyni hayatı boyunca hiç durmaksızın faaliyet göstermesine rağmen elde edilen beyin dalgalarının çoğu düzensizdir ve hiçbir anlamlı dalga şekli gözlenemez.

Bunun bir sebebi de beyindeki tüm elektriksel aktivitenin EEG işaretine yansımamasıdır. Bir elektriksel aktivitenin EEG işaretinde görünür olabilmesi için şu koşulların gerçeklenmesi gerekir..

Sinir hücrelerinin elektriksel aktivitelerinin büyük bölümünü kafa yüzeyindeki elektrodların bulunduğu belirli eksenlere dik olarak gerçekleştirmeleri

Sinir hücrelerinin eş zamanlı olarak aktivite göstermeleri

Aynı bölgedeki sinir hücrelerinin aynı türden elektriksel aktivite göstermeleri

Sinir hücrelerinin dendritlerinin alan potansiyelleri belirli bir uzaklıktan tespit edilebilecek şekilde paralel olarak yer alması

Beyinde gerçekleşen elektriksel aktivitelerin büyükçe bir kısmı bu şartları sağlayamadığından EEG işareti içerisinde görünmemektedir. Beyindeki elektriksel aktivitenin tümünün gözlemlenmesi için yeni yöntemler geliştirme çabaları günümüzde hâlâ devam etmektedir.

1.2.2 Elektroensefalogram İşaretlerinin Ölçülmesi

Bilgisayarların gelişimi ile birlikte EEG işaretlerinin analizi ve saklanması büyük ölçüde kolaylaşmıştır. Eskiden çok daha pahalı ve büyük düzeneklere ihtiyaç duyan EEG kayıtlarının incelenmesi işlemi günümüzde basit bir beyin-bilgisayar arabirimi ile sağlanabilmektedir.

Beyin-bilgisayar arabirimi genellikle şekil 1.3’te gösterildiği gibi dört bloktan oluşan bir yapıdadır

Şekil 1.3 Beyin-Bilgisayar Arabirimi

Kafa elektrodları kafanın yüzeyindeki elektriksel potansiyelleri ölçmek için kullanılan elektrodlardır.

Dönüşüm Kuvvetlendiricisi çok kanallı EEG işaretlerinin analog olarak filtrelenmesi ve örneklenmesi için kullanılır

İşlemci arabirimi dönüştürücünün çıkışındaki işaretlerin sayısal olarak işlenmesi ve bilgisayarın seri portlarından algılanabilecek hale dönüştürülebilmesi için kullanılır

Kişisel Bilgisayar ise işlemci arabiriminden gelen işaretlerin ekranda görüntülenmesi ve saklanabilmesi için görev yapmaktadır.

Bunun haricinde daha basit beyin-bilgisayar arabirimleri de tasarlamak mümkündür. Örneğin kafa yüzeyinden alınmış işaretlerin sadece bir analog-sayısal çevirici üzerinden direkt bilgisayara aktarılması ve tüm filtreleme ve düzenleme işlemlerinin bilgisayarın yazılım olanakları kullanılarak gerçekleştirilmesi de mümkündür.

Özellikle çok kanallı ve uzun süreli işaretlerde işaretlerin gerçek-zamanlı olarak işlenmesi çok yoğun işlemci gücü gerektirdiğinden klinik alanda bu tip işaretler daha yaygın olarak donanım düzeyinde işlenir. Bunun için gerekli arabirimleri tasarlayan, gerekli yazılım ve donanımları üreten biyomedikal alanda faaliyet gösteren pek çok firma bulunmaktadır.

1.2.3 Elektroensefalogram İşaretlerinin Ölçüm Yöntemi

EEG işaretlerinin ölçülmesinde günümüzde yaygın olarak beyin-bilgisayar arabiriminin kullanıldığından bahsedilmişti. Bu arabirimin ilk kısmı beynin elektriksel aktivitesini kafa yüzeyinden non-invasive olarak ölçmeye yarayan metal elektrodlardır. Ölçüm elektrodlarının sayısı yapılan çalışmanın içeriğine veya amacına göre değişse de genellikle ölçümler uluslararası 10-20 sistemi denilen bir elektrod yerleştirme düzenine göre yapılır.

Bu sisteme göre baş dört standart nokta ile işaretlenmiştir. Bunlar burun (nasion), başın arka kısmı (inion), sol ve sağ kulak arkalarıdır (preauriculars). Elektrotlar nasion ve inion arasına %10-20-20-20-10 olacak şekilde bölünerek yerleştirilir. Sistemin 10-20 sistemi olarak adlandırılmasının sebebi de buradan gelmektedir. Şekil 1.8’de uluslararası 10-20 elektrot yerleşim sistemi görülmektedir.

Şekil 1.8 Uluslararası 10-20 elektrot yerleştirme sistemi

EEG işaretlerinin ölçülmesinde kafaya yerleştirilen elektrotlar arasından referans elektrodun seçimi büyük önem taşımaktadır.. Uluslararası 10-20 sisteminde yaygın olarak kulağa bağlanılan elektrod referans elektrod olarak kullanılır. Bu hem oluşacak ölçüm hatalarının minimize edilmesinde hem de EEG işaretlerinin dalga şekillerinin çizdirilmesinde büyük önem taşımaktadır

Ölçüm hatalarının giderilmesi : EEG ölçümleri esnasında elde edilen işaretlerin tamamı beynin elektriksel aktivitesinden gelen işaretler değildir. EEG kaydında pek çok diğer kaynaktan gelen potansiyelleri de görmek mümkündür.

Literatürde artifakt olarak adlandırılan bu hatalar ölçüm düzeneğinden kaynaklanan hatalar (teknik hatalar), veya hastanın kendisinden kaynaklanan hatalar (fizyolojik hatalar) olabilir.

Teknik Hatalar genellikle ölçüm düzeneğinden veya metodolojiden kaynaklanan hatalardır. Çevredeki elektriksel düzeneklerden kaynaklanan 50 veya 60 Hz’lik şebeke gürültüsü EEG sinyalinin içine karışabilir .Bu tip bir bileşen uygun filtreler vasıtasıyla kolaylıkla işaretin içerisinden ayrılabilir. Bir diğer yaygın teknik ölçüm hatası da elektrodların yerleştirilmesinden kaynaklanan hatadır. Elektrodların kafa yüzeyine temasının iyi sağlanamaması veya sabitliğin kaybolması durumunda empedans değerleri değişeceğinden bu EEG işareti içerisinde beklenmedik hatalara sebep olacaktır. Bu hatada ölçüm düzeneğinin itinalı olarak monte edilmesi ve deney esnasında kontrol edilmesiyle engellenmeye çalışılır.

Fizyolojik hatalar olarak adlandırılan hastadan kaynaklanan hatalar engellenmesi biraz daha zor olan hatalardır. Örneğin ölçüm esnasında hastanın hareket etmesi, heyecanlanması, göz kırpıştırması, terlemesi gibi durumlar EEG ölçümleri üzerinde beklenmedik etkilere sebep olacaktır. Bu etkilerden oluşan hatalar ise EEG ölçümlerinin defalarca tekrarlanıp elde edilen sonuçların averajlanması ile minimize edilmeye çalışılmaktadır.

1.2.4 Elektroensefalogram işaretlerinin frekans bandları

Kişinin bilinç düzeyine bağlı olarak insan beyni farklı aktivite düzeyleri gösterir. Örneğin uyku durumunda EEG işareti gözlenebilir farklılıklar göstermektedir. Gene uyanık durumda iken yapılan zihinsel eylemin türüne veya kişinin psikolojik durumuna göre EEG işareti farklılıklar göstermektedir.

EEG işareti Şekil 1.4’te gösterildiği gibi farklı frekans bandlarına ayrılabilmektedir. Yunan harflerine göre (? , µ , ß , ?, ? ) ayrılan bu bandlar her sağlıklı ve yetişken insanda gözlenebilir.

Şekil 1.4 EEG Frekans Bandları

Harflerin temsil ettikleri frekans bandları belirli bir sıraya göre değil tarihsel gelişimine paralel olarak rasgele şekilde verilmiştir.

Şekil 1.5’te ise EEG işaretlerinin belirtilen frekans bandlarındaki genel yapısı görülmektedir. EEG işaretlerinde kişinin psikolojik durumuna veya uyanıklık durumuna bağlı olan değişimler genellikle frekans bölgesinde gerçekleşir.

Genlik değerleri yaklaşık olarak aynı seviyede kalmakla beraber EEG işaretlerinin ana frekanslarının beynin zihinsel aktivitesi arttıkça yükseldiği söylenebilir.

Şekil 1.5 EEG işaretlerinin Frekansa göre dalga biçimleri

Delta Dalgaları : 3.5 Hz’in altındaki EEG dalgaları (genellikle 0.1-3.5 Hz) delta bölgesi olarak adlandırılır. Bu dalgalar bebeklik döneminde (2 aylık dönem civarında) uyanıklık durumlarında genliği 2-3.5 Hz arasına değişen düzensiz olarak ortaya çıkan dalgalardır.

Yetişkinlerde ise çok derin uyku durumlarında zaman zaman görüldüklerinden tanı ve teşhis anlamında çok yaygın bir kullanımları yoktur.

Theta Dalgaları : Theta dalgaları 4 ile 7.5 Hz arasında değişen dalgalardır. Theta dalgaları da çocukluk ve bebeklik döneminde sıklıkla görülen ve önemli sayılan dalgalardır. Yetişkinlerde ise kestirme ve uyku durumlarında zaman zaman gözlenebilen dalgalardır. Uyanıkken EEG işareti çok düşük theta aktivitesi içerir ve düzenli bir theta ritmine hiçbir zaman girmez. Problem çözme gibi yoğun zihinsel aktivite durumlarında beyinin ön orta bölümünde genlikleri 6-7 Hz arasında değişen theta dalgaları gözlemlenmesi mümkündür.

Beta Dalgaları : Beyindeki 13-30 Hz arasındaki bütün aktiviteler beta dalgaları olarak adlandırılır. Beta dalgalarının genliği çok seyrek olarak 30 µV’in üzerine çıkar. Beta dalgaları temel olarak frontal bölgenin orta kısımlarında gözlemlenir. Hareket içeren bir faaliyette bulunmak veya dokunsal bir işlem yapmak beta dalgalarının kaybolmasında sebep olur.

Alfa Dalgaları : İnsan beyninde en baskın olan beyin dalgalarıdır. 8-13 Hz aralığında uyanık ve sakin insanlarda görülen beyin dalgası türüdür. Yoğun olarak oksipital bölgede oluşur.Genlikleri 50 µV civarındadır. En iyi olarak fiziksel gevşeme durumunda gözleri kapalı yetişkinlerde gözlenebilir. Çocukluk döneminde beyin dalgalarının frekansı artarak 3 yaş civarında alfanın alt sınırı olan 8 Hz’e ulaşır.

Çocuk 10 yaşına geldiğinde oluşturduğu alfa dalgalarının frekansı yetişkinlerle aynı olan 10 Hz bölgesine ulaşmıştır. Alfa dalgalarının frekansı yaşlılıkla birlikte veya zihinsel özelliklerin kaybedildiği parkinson, alzheimer gibi çeşitli hastalıklar nedeniyle düşebilir. Bu yüzden bu dalgaların teşhis ve tanı alanında geniş kullanımı vardır.

Alfa ritminin ani olarak engellenmesi durumunda, örneğin gözleri açtırmak suretiyle dalgaların genlik ve frekansındaki değişim kolaylıkla gözlenebilir. Şekil 1.6 de göz açmanın alfa dalgaları üzerindeki etkisi görülmektedir.

Şekil 1.6 Göz açmanın alfa dalgası üzerindeki etkisi

1. 3 Uyarılmış Potansiyeller

Uyarılmış potansiyel EEG işaretindeki belirli bir uyarı veya etkiye karşı gösterilen değişimleri açıklayan genel bir tanımdır. EEG işaretinde belirli bir uyarana karşı gösterilen tepki öyle düşüktür ki bu tepkinin ortaya çıkarılması için EEG örneklerinin pek çok tekrara karşı düşen değerlerinin averajlanması gerekmektedir. Averajlama işlemi EEG işareti üzerindeki rasgele dalgalanmaları da bastırdığı için işaretin yorumlanması açısından gerekli bir işlemdir.

Uyarılmış potansiyel yaratmak için görsel,işitsel veya elektriksel uyarıcılar kullanılabilir. Örneğin EEG kaydı incelenen bir kişiye kısa bir uyarıcı ses (beep sesi) dinletilirse EEG kaydında o sese karşı düşen bir cevap (uyarılmış potansiyel) oluşturulmuş olur.

Uyarılmış potansiyeller kendi içlerinde olaya bağlı potansiyeller ve uyartıya bağlı potansiyeller olarak ikiye ayrılır.

Uyartıya bağlı potansiyeller dışarıdan gelen bir uyarı sonucunda kişinin beyin dalgalarında kendiliğinden oluşan potansiyellerdir. Bu ölçümler sırasında gözlenen kişi pasif durumdadır.

Olaya bağlı potansiyelde ise kişinin kendisine gelen uyartılara belirli bir tepki vermesi beklenilir. Gözlenen kişinin aktif durumda olduğu bu ölçümlerde hastanın cevap verme süresi ve bu sırada beyinde oluşan değişimler hastalığın tanısında rol oynamaktır.

Kulaklığından belirli bir sesi duyduğunda önündeki düğmeye basan denek en basit olaya bağlı potansiyel uygulamasına örnektir. Uyarılmış potansiyellerinde anlamlı şekilde yorumlanabilmesi için alınan pek çok örneğin averajlanması gerekmektedir. Şekil 1.7’de işitsel ve görsel olaya bağlı uyarılmış potansiyele verilen cevaplar görülmektedir.

Şekil 1.7. İşitsel ve görsel uyarılmış potansiyele verilen cevaplar

1.4 Dementia ve Alzheimer Hastalığı

İnsan beyni kafatasının içerisinde dış etkilerden son derece iyi korunmuş bir durumdadır. Bu yüzden insan beyninin hasara uğraması ya travma türüden çok ciddi baş yaralanmalarında ya da beyinde gerçekleşen iç kaynaklı doku bozulmaları sonucunda gerçekleşmektedir.

İnsan beyninin algısal ve entellektüel yeteneklerini yitirmesine tıp dilinde dementia adı verilir. Dementia’nin etkisinde olan bir kişi hatırlama, düşünme, karar alma gibi zihinsel faaliyetlerini yaparken zorlanmakta hastalığın ileri durumlarında ise hareket etme, boşaltım, gibi temel vücut faaliyetlerini bile yerine getirememektedir.

Dementia sınıflandırmasının içine günümüzde Alzheimer hastalığı, Pick Hastalığı, Parkinson Hastalığı, Huntington Hastalığı gibi pek çok hastalık dahil edilmektedir. Dementia özellikle yaşlılar üzerinde görüldüğünden bu hastalığın yaşla birlikte oluşumuna sebep olan etkenler günümüzde hala araştırılmaktadır.

Dementia genel olarak kortikal ve subkortikal olarak iki kısma ayrılır. Alzheimer, Pick ve Creutzfeldt-Jakob hastalıkları kortikal dementia’ya Parkinson ve Huntington hastalıkları ise subkortikal dementiaya örnektir.

1.4.1 Alzheimer Hastalığı

Alzheimer hastalığı günümüzde en yaygın olarak karşılaşılan dementia türlerinden biridir.İlk olarak 1906 yılında alman nörolog Alois Alzheimer tarafından bulunmuştur. Günümüzde dünya üzerinde 2 milyon’dan fazla alzheimer hastası olduğu sanılmaktadır. Sadece amerikada bir yıl içerisinde alzheimer hastalığından ölenlerin sayısı 100 bin dolaylarındadır.

Alzheimer hastalığı tüm dementia türleri gibi zihinsel yeteneklerin zayıflaması şeklinde kendini gösteren bir hastalıktır.

Hafıza kayıpları, konuşma güçlüğü, bir şeyler okurken zorlanma gibi belirtiler bu hastalığın habercisi olabilir.

İlk aşamalarında hastalık çoğu zaman önemsenmeyen belirtilerle ortaya çıkar.Huzursuzluk, depresyon, enerjisizlik gibi günlük belirtiler önemsenmediğinde hastalık bir sonraki aşamaya kadar kolaylıkla ilerlemiş olur.

Hastalık ilerlediğinde kişi önce kısa zamanlı hafızasını sonra orta dönemli hafızasını en son olarakta uzun dönemli hafızasını yitirir. Bu durum alzheimer hastalarını tamamen dışarı bağımlı bir yaşam sürmeye zorlamaktadır.

İlerlemiş durumlarda alzheimer hastaları ev adreslerini hatta kendi isimlerini dahi hatırlayamayacak düzeyde zihinsel yetersizlik göstermektedir.

Alzheimer hastaları hastalığın gelişimiyle birlikte beyin hücrelerinden büyük bir kısmını kaybetmektedir. Özellikle frontal ve temporal bölgeden kaybedilen çok sayıda hücre bu bölgelerin görevi olan hafıza işlemlerinin yitirilmesine sebep olmaktadır.

Şekil 1.8’de alzheimer sonucunda dokularını yitiren bir beynin ilk ve son hali görülmektedir. Soldaki resimde hastalığın ilk aşamalarında beynin yapısı sağda ise beyin hücrelerinin büyük kısmı kaybedildikten sonraki hali görülmektedir.

Şekil 1.8 Alzheimer Sonucu dokularını yitiren beynin ilk ve son hali

Alzheimer hastalığının tam sebebi bilinmemekle birlikte bazı risk faktörlerinin bu hastalıkla ilişkili olduğu saptanmıştır.Bunlardan en önemli iki tanesi yaş ve genetik özelliklerdir.

Yaş : Çoğu kimsede alzheimer hastalığı 65 yaş ve üzerinde görülür, kişilerin yaşı ilerledikçe bu hastalığa yakalanma oranı da aynı ölçüde artar. Bazı kişilerin daha erken yaşlarda da bu hastalığa yakalandığı görülmüştür.

Erken yaşlarda bu hastalığa yakalananlar için literatürde erken atak (early onset) tanımı kullanılır.Bu tip kişiler alzheimer hastalığıyla 40’lı veya 50’li yaşlarda tanışırlar.

Genetik : Ebeveynlerinden veya kardeşlerinden birisi alzheimer hastalığına yakalanmış kişilerde bu hastalığın görülme yüzdesi ailesinde hiç rastlanılmamış olan kişilere göre hayli yüksektir. Bu da hastalığın bazı genetik etkenlerden kaynaklanabileceği durumunu akla getirmektedir. Bu konuda sonuçları alınmış veya kesinleşmiş herhangi bir çalışma yoktur.

Alzheimer konusunda adı geçen diğer risk faktörleri arasında eğitim düzeyi, toksik çevre, beslenme alışkanlıkları, egzersiz gibi faktörlerde anılmaktadır.

Zaman içerisinde risk faktörlerinin daha kapsamlı olarak belirlenmesi bu hastalığın daha iyi anlaşılması ve çare üretilmesi alanında faydalı olacaktır.

Alzheimere yakalanan bir kişinin beyininde fizyolojik anlamda gözlenebilir değişiklikler olmaktadır.Hastanın beyin hücreleri büzülmekte veya tamamen yokolarak yerlerine plak adı verilen düzensiz şekilli yapılar ve beyin hücrelerinin çevresinde düğüm benzeri oluşumlar görülmektedir. Bu hastalığın bir diğer belirtiside sağlıklı beyin hücreleri çevresinde görülen dolaşık fibril yapılardır. Bu yapılar sağlıklı beyin hücrelerini boğarak onlarında hastalanmasına sebep olmaktadır.Şekil 3.2’de bir alzheimer hastasının beyninde görülebilecek yapıların bir canlandırması bulunmaktadır.

Şekil 1.9 Alzheimerli bir hastanın beyin hücrelerindeki yapılar

Günümüzde ne yazık ki alzheimer hastalığının tam bir tedavisi veya gelişimini durduracak bir yöntem bulunamamıştır.Kullanılan bazı ilaçlarla hafıza kaybının engellenmesi, dil ve düşünme yeteneklerinin kaybedilmesinin geciktirilmesi mümkün olsa da bu tedaviler tüm hastalar için sonuç vermemekte ve hastalığın ilerleyişi sadece geçici bir süre için engellenebilmektedir. Bu yüzden bu hastalığın ilk aşamalarda teşhis edilebilmesi gerçekten çok önemlidir.

1.4.2 Alzheimer hastalığının EEG üzerindeki etkisi

Bir dementia türü olan alzheimer hastalığının diğer tüm dementia türleri gibi uyarılmış potansiyeller üzerindeki etkisi yıllardır bilinmektedir.

Dementia’nın beyin dalgaları üzerindeki etkisi ilk olarak Goodin’in 1978 yılında yaptığı çalışmalar sonucunda ortaya çıkmıştır. Bu çalışmaya göre dementia hastalığının uyarılmış potansiyelin P300 komponenti üzerinde belirgin bir etkisi vardır.

Uyarılmış Potansiyelin P300 Komponenti : Uyarılmış potansiyele ilişkin en iyi bilinen komponentlerden birisi uyartı geldikten 300 ila 500 ms sonra oluşan literatürde uyarılmış potansiyelin P300 veya P3 komponenti olarak anılan komponentdir. P300 komponenti genel olarak gözlenen kişiden seyrek olarak gerçekleşen bir olayı ayrımlaması ve buna karşı bir tepki göstermesi beklendiğinde gerçekleşen bir komponentdir.

Bu çalışma kapsamında incelenen dataların toplanmasında kullanılan oddball paradigm protokolüde en basit P300 komponenti toplama yollarından birisidir.

Bugüne kadar bu alanda yapılmış çalışmalarda P300 komponentinin genlik ve gecikme sürelerinin yaş ve dementia ile ilişkili olduğu ortaya konulmuştur. Fakat P300 komponentinin aynı zamanda vücut sıcaklığı, yılın mevsimi, hastanın kişiliği, son öğünde aldığı besin gibi çok değişik değişkenlerden de etkileniyor olması bu alanda kapsamlı genelleştirmeler yapılmasına engel olmuştur.

En genel anlamda alzheimerinde dahil olduğu dementia hastalık grubunun uyarılmış potansiyel üzerindeki etkisi P300’ün de dahil olduğu komponentlere ilişkin genlik değerlerinin azalması gecikme değerlerinin ise artması şeklindedir.Şekil 1.10’da normal ve alzheimerli hastalardan alınmış oddball verilerine karşı düşen p300 komponentlerindeki değişim görülmektedir.

Şekil 1.10 : Normal ve alzheimer hastalarının P300 komponenti gecikmeleri

EEG işaretinin üzerindeki bu yapısal değişikliklerin öznitelik çıkartma teknikleriyle belirlenerek dementia taşıyanlar ile taşımayan sağlıklı kişilerin sınıflandırılması mümkün olmaktadır. Şekil 1.11-1.14’de normal ve alzheimerli deneklerden normal ve oddball tonlarına karşı düşen kayıtlarda P300 tepesinin gecikmesi görülebilir.

Şekil 1.11 : Normal bir hastadan oddball sesine karşı düşen EEG kayıdı

Şekil 1.12 : Alzheimerli bir hastadan oddball sesine karşı düşen EEG kayıdı

Şekil 1.13 : Normal bir hastadan normal ses tonuna karşı düşen EEG kayıdı

Şekil 1.14 : Alzheimerli bir hastadan normal ses tonuna karşı düşen EEG kayıdı

2. EEG İşaretlerinin Özniteliklerinin Çıkartılması

2.1 Öznitelik Çıkarma İşlemi

EEG işaretleri üzerindeki değişimlerin frekans bölgesinde incelendiğinde daha anlamlı olarak gözlenebilen değişimler olduğundan ilk bölümde bahsedilmişti. Bu bölümde EEG işaretlerine ait özniteliklerin frekans bölgesinde çıkartılmasıyla ilgili tekniklerden bahsedilecektir.

Öznitelik çıkartma işlemi EEG işaretinin içerdiği bilginin anlamlı olan ve olmayan kısımlarını ayırarak uygulanacak bir sınıflandırma öncesi işaretin gereksiz kısımlarını ayırmakta kullanılır. EEG işaretleri için uzun zamandan beri frekans spekturumunun incelenmesi önemli öznitelik ayırma yöntemlerinden biri olarak kullanılmaktadır. Frekans spektrumunu oluşturan frekans içeriğininin incelenmesi sayesinde EEG işaretinde oluşan (? , µ , ß ) gibi frekans bandlarının birbirinden kolaylıkla ayrılması mümkün olmaktadır. EEG işaretlerinin frekans spekturumunun incelenmesinde yıllardan beri yaygın olarak Fourier Dönüşümü kullanılmaktadır.

2.2 Fourier Dönüşümü

Her türden zaman domeni işaretinin farklı özelliklerinin kolay olarak incelenebilmesi için ilgilenilen alana göre değişik yöntemler kullanılabilir. Bunlar arasında frekans gösterilimi en yaygın ve standartlaşmış olanlardan birisidir. Frekans gösteriliminin zaman gösterilimine göre en büyük avantajı işaretin içerisindeki periyodik kısımların kolaylıkla ayrılabilmesidir.

Bu genellikle işaretin fiziksel anlamının yorumlanması konusunda büyük kolaylıklar sağlamaktadır. Kısaca kendisini bulan kişinin adıyla anılan Fourier Analizi 1800’lü yılların başında yaşamış ünlü matematikçi Jean Baptiste Fourier’in (1768-1830) fizik, doğabilim ve matematik alanında getirdiği sayısız yeniliklerden birisidir. Fourier Dönüşümü, hesaplanılmasında kullanılan efektif algoritmalar sayesinde (Fast Fourier Transform, kısaca FFT) bilgisayar ile hesaplamaya da çok uygun bir dönüşümdür.

Bu dönüşümün çeşitli şekilleri gürültü ve diğer etkileri ayrımlama yeteneklerinden ötürü EEG işaretlerinin incelenmesinde büyük kolaylıklar sağlamaktadır.

EEG işareti durağan bir işaret olmadığından ve ölçülmesi sırasında da pek çok hata oluştuğundan bir EEG işareti üzerinde Fourier Analizi yapılacağı zaman ilk olarak işareti temsil eden 1-2 sn’lik hatadan ayıklanmış veri örnekleri elde edilmeye çalışılır. Daha sonra işaret üzerinde uygun pencere fonksiyonları gezdirilerek elde edilen sonuçlar averajlanır. Bu yöntem farklı frekanslardaki bileşenlerin gruplanmasında ve frekans bandındaki diğer nicel parametrelerin belirlenmesinde de çok yararlıdır.

Örneğin EEG incelenmesinde sıklıkla kullanılan alfa/theta dalgaları oranı, gözler açık ve kapalıyken alfa dalgaları oranı , sag-sol beyin yarımküreleri arasındaki asimetri endeksi gibi parametrelerin incelenmesi gibi şeyler Fourier Analizi sayesinde çok kolay bir şekilde yapılabilmektedir.

İşaretin frekans spektrumunu incelemek için kullandığımız Fourier dönüşümünün en genel matematiksel ifadesi şu eşitlik ile gösterilebilir:

Fourier dönüşümü sayesinde işaret, farklı frekanslara sahip kompleks üstel fonksiyonlara ayrıştırılmaktadır. Denklemlerde görülen t, zamanı; f ise frekansı belirtmektedir. x, zaman domenindeki işareti, X ise frekans domenindeki işareti göstermektedir. Eşitlikte, üstte x(t)’nin Fourier dönüşümü, altta ise ters Fourier dönüşümü gösterilmektedir.

Denklem incelenecek olunursa, x(t) işareti belirli bir f frekansındaki üstel bir terim ile çarpılmış ve çarpımın eksi sonsuzdan artı sonsuza tüm zaman üzerinden integrali alınmıştır. Dikkat edilirse, f frekanslı bileşen zamanın hangi anında ortaya çıkarsa çıksın integrasyona etkisi aynı olacaktır. f frekanslı bileşenin t1 ya da t2 anında ortaya çıkması integrasyon sonucunu değiştirmeyecektir. Fourier dönüşümü yalnızca belirli bir frekans bileşeninin var olup olmadığını belirtmektedir (FD ile işaretin sadece spektral içeriği elde edilir).

Fourier dönüşümü ayrık değerli işaretler içinde uygulanabilir. Ayrık değerler alan bir fonksiyon için fourier dönüşümünün sabit bir pencere içerisinde tanımlanması durumunda da aşağıdaki ifadeler elde edilir.

k, n Î Z,

Denklemlerde görülen x(n), ayrık zaman domeni işareti, X(k) ise ayrık frekans domeni işaretidir. Büyük pencere seçiminde frekans ekseni daha iyi çözünürlük ile tanımlanırken, bu frekans bileşenlerinin zamanda temsilleri kötüleşir. Pencerenin küçük seçilmesi ise frekansta kötü bir çözünürlük verirken zamanda temsillerinin daha iyi olmasını sağlar.

Fourier Dönüşümünün getirdiği bütün bu avantajlarına karşın bazı dezavantajları vardır. Öncelikle Fourier dönüşümü durağan sinyalleri sınıflandırmada başarılı bir dönüşümdür oysa EEG işaretleri durağan olmayan işaretlerdir. Bir diğer sorunda fourier dönüşümü sonucunda frekans deseni içerisinde zaman evreleri kaybolmaktadır. Bu sorunların giderilmesi adına EEG işaretlerinin çoğu zaman Fourier Dönüşümü yerine Kısa Zaman Fourier Dönüşümü (KZFD) ile incelenmesi tercih edilir.

Fourier Dönüşümü işaretin tüm zaman domenindeki bileşenlerinin kompleks bir terimle karşılaştırılmasını içerir. Bu aynı zamanda dönüşümün en büyük sakıncası olan zaman evrelerinin frekans deseni içerisinde kaybolmasının da sebebidir. Bu kısaca zaman bölgesinin herhangi bir yerinde değişiklik olursa bundan tüm Fourier Spektrumunun etkileneceği anlamına gelir.

Bu yüzden işaretler çoğu zaman yalnızca Fourier Dönüşümü ile çözümlenemeyecek özellikler içerir. Örneğin çok yüksek bir eğimle kısa bir zaman aralığında yüksek frekans değerlerine ulaşan bir sinyalin Fourier Gösterilimi ile çözümlenebilmesi pek mümkün değildir.

Bu tip işaretler Kısa Zaman Fourier Dönüşümü ile incelenmesi daha yararlıdır. KZFD yaklaşım olarak işaret üzerinde pencerelere zamanla değişen belirli bir yumuşatma fonksiyonuyla Fourier Dönüşümü uygulanması olarak açıklanabilir veya işaretin küçük zaman bölümlerine ayırılması ve bu bölümlerden her birine Fourier Dönüşümü uygulanması olarak düşünülebilir.

Kısa Zaman Fourier Dönüşümünün en genel matematiksel ifadesi şu şekildedir :

x(t), orijinal işareti; w(t), pencere fonksiyonunu ve *, kompleks konjugeyi göstermektedir. f, frekans; t ise zamanda öteleme miktarıdır.

Denklemden görüldüğü gibi KZFD, bir pencere fonksiyonu ile çarpılan x(t)’nin FD’den oluşturulmaktadır. Her t ve f için yeni bir KZFD katsayısı hesaplanır. FD sadece frekansın bir fonksiyonu iken, KZFD hem frekansın hem de zamanın bir fonksiyonudur ve dönüşüm bu haliyle iki boyutludur (genlik de gözönüne alınırsa boyut üç olacaktır).

İşaretin zaman-frekans temsili elde edilmesine rağmen, seçilen pencerenin genişliği dönüşümün etkinliğinde önemli rol oynamaktadır. KZFD’de pencere genişliği ile ilişkili bir çözünürlük problemi bulunmaktadır.

Pencere genişliği durağanlık varsayımını geçerli kılacak kadar dar olmalıdır. Dar bir pencere seçilmesi durumunda hem bu varsayım geçerliliğini koruyacak hem de FD’de sağlanamayan zamanda çözünürlük iyileşecektir. Fakat dar bir pencere seçilmesi durumunda kötü bir frekans çözünürlüğü elde edilir.

Pencere genişledikçe frekans çözünürlüğü artar; ancak zamanda çözünürlük azalır. Sonuçta işarete KZFD’yi uygulamadan önce bir ikilemle karşılaşılır: Ya iyi bir zaman çözünürlüğünün sağlanması ya da iyi bir frekans çözünürlüğünün sağlanması.

Bu yüzden fourier Dönüşümünün eksik kaldığı yerleri bir anlamda daha iyi açıklayan KZFD dönüşümü de tüm olumlu özelliklerine rağmen tüm işaret boyunca pencere boyutunun sabit kalması nedeniyle çok geniş frekans bandlarını içeren işaretlerin incelenmesinde yetersiz kalmaktadır. Bu tip işaretlerin incelenmesinde ise dalgacık dönüşümü kullanılır.

2.3 Dalgacık Dönüşümü

Fourier dönüşümü incelenen işaretin kompleks bir sinüzoid ile korelasyonuna dayanan bir dönüşümdür ve işaretin zaman ve frekans özelliklerinin aynı anda incelenmesine imkan tanımaz. Fourier dönüşümü uygulanmış bir işaretin bir anlamda zaman özellikleri kaybedilmiş olur. Kısa zaman fourier dönüşümü ile Fourier dönüşümünün bu yönü bir anlamda iyileştirilmiş olsada KZFD’nin de frekans çözünürlüğünün zayıf olması sebebiyle frekansı hızlı şekilde değişen işaretlerin incelenmesinde o da yetersiz kalmaktadır. Bu sebeple KZFD’de çok değişik frekans bandlarını içeren işaretlerin incelenmesi için çok uygun değildir.

Bu yüzden geniş frekansları içeren işaretlerin zaman özelliklerini de kaybetmeden incelenebilmesi için dalgacık dönüşümü kullanılmaktadır. İlk olarak 1984 yılında Grossmann–Morlet ikilisi tarafından ortaya atılmış olan dalgacık dönüşümünün temel avantajı KZFD’de sabit olan pencere genişliğinin değişken olmasıdır. Pencere genişliği dinamik olarak değişerek yavaş frekanslar için geniş, hızlı frekanslar için dar değerler alarak işaretin hem zaman hem de frekans domeninde en iyi şekilde izlenebilmesi sağlanmaktadır.

Dalgacık analizi KZFD’ye benzer şekilde yapılır: İşaret, KZFD’de bir pencere fonksiyonu ile çarpılırken, dalgacık dönüşümünde dalgacık olarak adlandırılan bir fonksiyonla çarpılır. Sürekli Dalgacık Dönüşümü (SDD) aşağıdaki şekilde ifade edilebilir:

Burada SDD, t ve s değişkenlerinin (öteleme ve ölçek parametreleri) bir fonksiyonudur. y(t) dönüşüm fonksiyonudur ve ana dalgacık olarak adlandırılır. Dönüşümde kullanılan farklı genişliğe sahip diğer pencere fonksiyonları ana dalgacıktan ölçekleme yoluyla türetilir. Öteleme terimi, KZFD’de rastlanılan şekliyle pencerenin yerini ifade etmektedir. Pencere, işaret üzerinde gezdirilir. Dönüşümden zaman bilgisi öteleme ile sağlanır. KZFD’deki gibi bir frekans parametresi yoktur; bunun yerini 1/frekans olarak tanımlanan ölçek parametresi (s) almıştır. Şekil 2.1’de orjinal işaretin farklı dönüşümler sonucu ayrıştırılması görülmektedir.

Şekil 2.1 Zaman İşaretinin dönüşümler sonucu ayrıştırılması

İncelenen işaret için pencere fonksiyonunun ölçek değeri büyük ise (düşük frekanslar) işaret hakkında global bir bilgi elde edilir. Ölçek değeri küçük ise (yüksek frekanslar) işaretteki ayrıntılar (kısa süren değişimler) yakalanır. Ölçek parametresinin değeri değiştirilerek, ana dalgacığın sıkıştırılması ya da genişletilmesiyle SDD’de kullanılan pencereler elde edilir. Morlet, Daubechies ve Meksika şapkası dalgacıkları pencere fonksiyonu olarak kullanılan fonksiyonlara örnektir.

Bu çalışma kapsamında Alzheimer hastalığı taşıyan bireylerden alınmış EEG verilerinin sağlıklı bireylerden alınmış verilerden yapay sinir ağları kullanılarak ayrılması amaçlanmaktadır. Yapay sinir ağları kullanarak bir verinin analiz edilebilmesi için o veriye ilişkin sınıfların tam ve belirgin olarak bilindiği bir eğitim kümesiyle ağın eğitilmesi gereklidir. EEG işaretlerinden sürekli zaman dalgacık dönüşümü ile çıkartılmış öznitelikler bu tip bir eğitim için gereğinden fazla veri içermektedir. Bu tip bir veriyle yapay sinir ağının eğitilmesi çok büyük hesap yükü getirir buna karşın sınıflandırma yetenekleri üzerinde olumlu yönde bir etkisi yoktur. Yapay sinir ağının başarılı bir şekilde eğitilebilmesi için verinin mümkün olduğunca kısa ve öz olması gereklidir. Bu yüzden EEG işaretinden sınıflandırma için özniteliklerin çıkartılmasında daha kısa ve öz sonuç veren ayrık dalgacık dönüşümü (ADD) kullanılmıştır.

Ayrık dalgacık dönüşümü (ADD) hesap yükünü azaltmasının yanısıra orijinal işaretin analiz ve sentezi için yeterli bilgiyi de sağlamaktadır.Ayrık dalgacık dönüşümünde temel düşünce sürekli dalgacık dönüşümündekinin aynıdır. Sayısal filtreleme teknikleri kullanılarak sayısal işaretin zaman-ölçek temsili elde edilmektedir. SDD farklı ölçeklerdeki dalgacık ile işaret arasındaki ilişkiyi (korelasyonu) belirtmektedir. Burada benzerlik ölçütü ölçektir (ya da frekans). SDD, analiz penceresinin ölçeği değiştirilerek ve bu pencere zamanda kaydırılarak, işaretle pencere çarpılıp tüm zaman üzerinden integrali alınarak hesaplanır.

Bu çalışmada orjinal işaretten özniteliklerin çıkartılması için ayrık fourier analizi ve ayrık dalgacık işlemlerinin bilgisayara hesaplatılması için Matlab For Windows 6.0 uygulama geliştirme ortamından faydalanılmıştır.

2.4 Normalizasyon İşlemi

EEG işaretlerinin ölçümü esnasında oluşan beklenmedik genlik değişimleri (kazanç, ofset), öznitelik vektörünün elemanlarını olumsuz yönde etkilemektedir. Bu yüzden veriler üzerindeki bu beklenmedik olumsuz etkilerin yok edilmesi için normalizasyon işlemi yapılması gereklidir.

Bu çalışmada eldeki işaretler üzerinde işaretlerin genlikleri tepeden-tepeye 1 mV’a sabitlenerek genlik normalizasyonu işlemi yapılmıştır. Bu tip bir işlem normal olarak işaretin genliğinde de bilginin taşıdığı EEG gibi işaretler için bazı özniteliklerin kaybına sebep olabilir.

Örneğin yetişkinler ve çocuklardan oluşmuş karma bir denek grubunda EEG işaretlerinin daha küçük genlik değerleri göstermesinden denekin yaşbilgisi çıkartılabilir. Çalışmanın içeriğine göre bir genlik normalizasyonu yapıldığında bu tip bir bilgi kaybedilebilir. Bu çalışmada örneklerin toplandığı grup tamamen aynı yaş aralığındaki yetişkinlerden oluştuğundan genlik normalizasyonu yapılmasının bir sakıncası bulunmamaktadır.

Yapılan normalizasyon işlemi sayesinde hem EEG işareti üzerindeki beklenmedik olumsuz etkilerin sıfırlanması hemde işaretten oluşturulacak öznitelik vektörlerinin sadece EEG işaretinin şekil bilgisinden etkilenmesi sağlanmıştır.

Normalizasyon işlemi yapıldıktan sonra Pz elektrodundan alınmış EEG işareti ayrık fourier ve ayrık dalgacık dönüşümleri kullanılarak yapay sinir ağının girişine verilebilecek öznitelik vektörlerinin oluşturulması için hazır hale gelmiştir.

3. Sınıflayıcı olarak çok katmanlı yapay sinir ağı

Yapay sinir ağları kavramı ilk olarak beynin çalışma ilkelerinin sayısal bilgisayarlar üzerinden taklit edilmesi fikri ile ortaya çıkmış ve bu alandaki ilk çalışmalar beyni oluşturan biyolojik hücrelerin ya da literatürdeki ismiyle nöronların matematiksel olarak modellenmesi üzerinde yoğunlaşmıştır.

Bu çalışmaların ortaya çıkardığı bulgular her bir nöronun komşu nöronlardan bazı bilgiler aldığı ve bu bilgilerin biyolojik nöron dinamiğinin öngördüğü biçimde bir çıktıya dönüştürüldüğü şeklinde idi. Bugün yapay sinir ağları olarak isimlendirilen alan, birçok nöronun belirli biçimlerde bir araya getirilip bir işlevin gerçekleştirilmesi üzerindeki yapısal olduğu kadar matematiksel ve felsefi sorunlarada yanıt arayan bir bilim dalı olmuştur.

Yapay sinir ağlarının sinir hücrelerinde görülen karar verme yeteneklerini taklit etmesi konusunda kullanımında karşılaşılan en büyük sorunlardan biri bu ağların eğitilmesi konusunda yaşanmaktadır. Günümüzde hala non-lineer sinir ağlarının eğitimiyle ilgili çalışmalar istenilen düzeye ulaşmış değildir.

Literatürde yaygın olarak bir kaynaktan elde edilmiş verilerin sınıflandırılmasında kullanılan yapay sinir ağları kısaca bir vektör uzayından başka bir vektör uzayına geçiş sağlayan matematiksel bir fonksiyon olarak düşünülebilir. Eğitim kümesi sayesinde iki uzay arasında lineer olmayan bir transfer fonksiyonuna yaklaşılmaktadır.

Yapay sinir ağlarının sınıflandırma alanında çok başarılı olmasının sebebi bu ağın yapısını oluşturan bazı özellikler ile açıklanabilir. Bu özellikler beş ana başlık altında incelenebilir.

Eğitim kümesindeki vektörler kullanılarak sonuca adım adım yaklaşılabilir.

Eğitim kümesinde bulunmayan giriş vektörlerine uygun cevaplar üretilebilir (genelleme yeteneği)

Literatürde geliştirilmiş çoğu ağ fiziksel olarak kolaylıkla gerçeklenebilir.

Ağlar paralel bir yapıya sahip olduğu için sınıflama işleminde hızlı cevap üretir.

YSA’lar kompleks sınıf dağılımlarını temsil edebilme yeteneğine de sahiptir.

3.1 Yapay Sinir Ağının Yapısı

Yapay sinir ağı, aşağıdaki tanımlamaları ve sınırlamaları içeren paralel bilgi işleme özelliğine sahip yönlü bir graftır.

Yönlü grafın düğümleri işlem elemanı olarak tanımlanır.

Yönlü dallar bağlantılara karşılık düşer ve tek yönlü işaret iletim yolu olarak çalışırlar.

Şekil 3.1 Yapay sinir ağı

Her bir işlem elemanı, belirli sayıda giriş bağlantısına sahiptir.

Her bir işlem elemanı, belirli sayıda çıkış bağlantısına sahiptir. Ancak çıkış işaretlerinin değeri aynı olmalıdır.

İşlem elemanları yerel belleklere sahip olabilir.

Şekil 3.2 İşlem elemanının yapısı

Her işlem elemanı, giriş işaretini ve yerel belleği kullanan bir transfer fonksiyonuna sahiptir. Bu fonksiyon işlem elemanının çıkış değerini oluşturur. Transfer fonksiyonu sürekli veya ayrık olarak çalıştırılabilir. Ayrık çalıştırma modunda fonksiyon, bir aktif işareti ile kontrol edilir.

Yönlü bağlantı ve işlem elemanlarının bir araya gelmesi ile oluşan yapıya, yapay sinir ağı (YSA) ismi verilir. Bu yapı, dış çevreden giriş bağlantıları yolu ile işaret alır ve çıkış bağlantıları yolu ile işaret gönderir.

Yapay sinir ağları, katman olarak isimlendirilen alt kümeler içinde aynı yapıda işlem elemanlarına sahiptir. Bu alt kümeler içindeki tüm işlem elemanları aynı transfer fonksiyonunu kullanır.

Aynı katman içindeki işlem elemanları birbirleriyle veya diğer katmandaki elemanlar ile bağlantı oluşturabilir.

3.2 Çok Katmanlı Ağ

En yaygın olarak kullanılan yapay sinir ağlarından birisi çok katmanlı ağ denilen(multi layer perceptron) ağ yapısıdır. Şekil 5.3’de bu yapı içinde kullanılan sembollerin anlamları ve giriş-çıkış düğümleri arasındaki ilişkiler verilmiştir.

Şekil 3.3 Çok katmanlı ağın yapısı

3.3 Çok Katmanlı Ağın Sınıflayıcı Olarak kullanılması

Bu çalışma kapsamında EEG verilerinin sınıflandırılması için sınıflayıcı olarak çok katmanlı ağ yapısı kullanılacaktır. Çok katmanlı ağ diğer yapay sinir ağlarına göre sahip olduğu bazı avantajlardan ve literatürde bu amaçla yaygın olarak kullanılmasından ötürü tercih edilmiştir.

4. ÇOK KATMANLI AĞIN BENZEŞİM SONUÇLARI

4.1 EEG Verisinin Tanıtılması

Bu çalışmanın amacı Elektroensefalogram işaretleri incelenerek Alzheimer Hastalığı taşıyan bireylerin taşımayanlardan ayrılabilmesi için çok katmanlı ağ yapısı kullanan bir sınıflandırıcı hazırlamaktı.

Çalışmada kullanılan EEG verileri Georgia Teknoloji ve Araştırma Enstitüsü ve Emory Tıbbi Araştırmalar Üniversitesinin ortaklaşa yürüttüğü bir araştırma sonucunda elde edilmiş verilerdir. Alzheimer taşıyan ve taşımayan hastalardan oluşmuş bir gruptan olaya bağlı potansiyellerin analizi sonucu elde edilmiş bu veriler oddball paradigm denilen bir yöntem ile toplanmıştır.

Oddball paradigm deneklerin bir işitsel uyarılmış potansiyel düzeneğinden gelen farklı tondaki seslere karşı tepki sürelerini ve bu esnada beyin dalgalarında oluşan değişiklikleri gözlemlemeye dayanan bir yöntemdir. Oddball paradigm yöntemi literatürde alzheimerin de dahil olduğu dementia hastalığının tespit edilmesinde yaygın olarak kullanılan yöntemlerden birisidir.

Verilerin toplanması esnasında her biri 200 ms’den oluşan uyarıcı tonlar 1.5 sn’lik aralıklarla hastalara dinletilmiş ve sonuçlar kaydedilmiştir. Oddball paradigm protokolünün farklı/normal tonlar oranı veriler için 20/80’dir. Uyarıcı sesin frekansı normal tonlar için 1 kHz farklı tonlar içinse 2kHz’dir. Örnekleme frekansı 600 Hz olan datalar oluşturulduktan sonra veriler bir nöropsikolog tarafından uygunluk incelemesinden geçirilmiş ve tüm ölçüm hataları temizlenmiştir.

4.2 Çalışma Stratejisi

Veriler üzerinde çok katmanlı ağ yapısını kullanan bir sınıflandırıcı hazırlamak için öncelikle şu şekilde bir çalışma stratejisi belirlendi.

Elde bulunan zaman bölgesi verileri üzerinde bölüm 2.4’de anlatılan yöntemle genlik normalizasyonu işlemi gerçekleştirildi.

Eldeki veriler test ve eğitim kümesi olarak 14 elemanlı rasgele dağılmlı iki gruba ayrıldı.Her bir grup 7 adet alzheimer 7 normal hasta içermekteydi.

Eğitim ve test kümesini oluşturan verilerden sırasıyla fourier ve dalgacık yöntemleri kullanılarak öznitelik vektörleri oluşturuldu.

Toplam 28 hastadan alınmış kayıtlardan seçilmiş 14 örnekten oluşan birinci grup’a ait öznitelik vektörleri içerisindeki bileşenler çok katmanlı ağın girişini oluşturacağından bu gruptaki vektörler çok katmanlı ağın algılayabileceği şekilde normaller için 1.0 alzheimer olanlar içinse 2.0 sınıf etiketiyle etiketlendi.

Kalan 14 örnekten oluşan ikinci grup ise eğitim sonucunda oluşan ağın başarımını gözlemlemek için test kümesi olarak kullanılmak üzere ayrıldı.

Çok katmanlı ağın çıkışı hastanın ait olduğu sınıfı gösterecek şekilde hastalık var veya hastalık yok olarak iki boyutlu şekilde belirlendi.

Eğitim kümesini oluşturan vektörler ağın girişine verilerek ağ eğitildi daha sonra eğitilmiş ağın test kümesini sınıflandırma başarısı incelendi.

Bütün bu işlemler fourier ve dalgacık dönüşümleri için tekrarlanarak ayrı ayrı yürütüldü.

Yapay sinir ağının yeterliliğinden emin olmak için eğitim ve test kümeleri gizli katmanlardaki farklı düğüm sayıları, farklı hata oranları, farklı adım aralığına sahip ağ mimarileri için benzeşim işlemi tekrarlanarak benzeşim sonuçları not edildi.

4.3 Öznitelik Vektörlerinin Fourier Dönüşümü ile Oluşturulması

Öznitelik vektörlerinin oluşturulması için öncelikle iki gruba ayrılmış veriler üzerinde matlab programı yardımıyla fourier dönüşümü işlemi uygulandı.

Şekil 4.1 ve şekil 4.2’de EEG işaretlerinin fourier dönüşümü sonucunda oluşan alzheimer ve normal deneklere ilişkin frekans spektrumları görülmektedir.

Şekil 4.1 Hasta 3’e ait frekans spektrumu, grup normal

İşaret üzerinde uygulanan fourier dönüşümü işlemi sonucunda hem normal hemde alzheimerli denekler için işaretin frekans bileşenlerinin ilk 50 bileşende hatta ağırlıklı olarak ilk 25 bileşende yoğunlaştığı gözlenmiştir.

Şekil 4.2 Hasta 2’ye ait frekans spektrumu, grup alzheimer

Bu da uyanık bir insanda gözlemlenebilecek EEG frekans bandlarıyla son derece uyumlu bir sonuçtur. Uyanık bir kişide gözlenen EEG dalgaları genellikle kişi sakinken ? bölgesinde [8, 12] Hz , kişi herhangi bir zihinsel aktivite içerisindeykende ß bölgesinde [12, 25] Hz bulunur. İşaretlerin toplanması esnasında deneklerden beklenmedik potansiyellerin oluşmaması için sakin bir durumda bulunmaları beklendiğinden işaretler genellikle 12Hz’e kadar olan alfa bölgesinde yoğunlaşmıştır bu da şekil 4.1 ve 4.2’de kolaylıkla görülebilmektedir.

Toplam 600 bileşen içeren verilerden fourier dönüşümü sonucunda simetrik kısım atılarak 300 bileşene inilmiş (bkz : şekil 4.1 ve 4.2) daha sonrada frekans bölgesinde güç yoğunluğunun ağırlıklı olarak bulunduğu bölge olan 0-25 Hz aralığı seçilerek sınıflandırıcının giriş kümesi oluşturulmuştur.

4.4 Öznitelik Vektörlerinin Dalgacık Dönüşümü ile Oluşturulması

Öznitelik vektörlerinin dalgacık yöntemiyle oluşturulmasının sağladığı yararlardan bölüm2’de bahsedilmişti. EEG işaretlerinin incelenmesinde bugüne kadar yapılmış çalışmalarda da hem zaman hem de frekans spektrumunu aynı anda izleyebilme avantajı nedeniyle yaygın olarak dalgacık dönüşümü kullanılmıştır. Dalgacık yöntemiyle öznitelik vektörlerinin oluşturulması için iki gruba ayrılmış veriler üzerinde matlab programı yardımıyla dönüşüm işlemi uygulandı. Bu çalışmada öznitelik vektörleri daubechies pencere fonksiyonu kullanılarak oluşturulmuştur. Şekil 4.3 ve 4.4’de ayrık dalgacık dönüşümü kullanılarak oluşturulmuş öznitelik vektörü örnekleri görülmektedir.

4.3: Dalgacık katsayılarıyla oluşturulmuş öznitelik vektörü, grup normal

4.4 : Dalgacık katsayılarıyla oluşturulmuş öznitelik vektörü, grup alzheimer

Ayrık dalgacık dönüşümü sonucunda zaman domeninde 600 bileşen içeren işaretten alçak geçiren filtre çıkışındaki işaretin alt-örneklenmesiyle 25 bileşenlik yaklaşıklık katsayıları elde edilmiştir. Daha düşük seviyelerde anlamlı öznitelikler bulunabileceğinden, örneğin [12,25] Hz arasındaki ß bölgesinde, bir sonraki adım olan 12 bileşene inilmemiştir. Şekil 4.5’de daubechies pencere fonksiyonu kullanılarak alt-örnekleme sonucunda oluşan dalgacık ağacının genel yapısı görülmektedir.

Şekil 4.5 Dalgacık ağacının yapısı

4.5 Çok Katmanlı Ağın Sınıflama Sonuçları

Çok katmanlı ağ için iki tip giriş vektörü bulunmaktadır. Birinci vektör fourier dönüşümü ile çıkartılmış öznitelik vektörü, ikinci vektör ise dalgacık dönüşümü ile çıkartılmış öznitelik vektörüdür. Çok katmanlı ağın girişi olarak kullanılan öznitelik vektörü 25 boyutludur buna karşılık olarak ağın üreteceği cevap ise hastalık var veya hastalık yok durumlarını simgeler şekilde 2 boyutludur.

Çok katmanlı ağ iki adet gizli katman içermekte ve herbir katmanın içerdiği düğüm sayısı benzeşim işlemi sırasında dinamik olarak değiştirilerek en ideal ağ mimarisi yakalanmaya çalışılmıştır. Buna ilişkin sonuçlar tablo 4.1 ve tablo 4.2’de görülebilir.

Tablo 4.1 Fourier Katsayıları için çok katmanlı ağ sonuçları

Ağın Yapısı

G – B – İ – Ç

Eğitim Süresi

Hata

(Karesel Ortalama)

Eğitim Kümesi Sınıflandırma Yüzdesi

Test Kümesi Sınıflandırma Yüzdesi

50 – 150 -180 -2

36.6630

5.98462.

%64.2857

%50.00

50 – 150 -180 -2

40.4380

9.18087.

%50.00

%50.00

50 – 150 -180 -2

36.3020

8.97434.

%50.00

%50.00

50 – 100 -120 -2

23.0540

3.07849.

%92.8571

%85.7143

50 – 100 -120 -2

22.3220

2.98074

%92.8571

%85.7143

50 – 100 -120 -2

22.4820

3.2817.

%85.7143

%64.2857

50 – 80 -100 -2

18.2260

6.14788.

%64.2857

%50.00

50 – 80 -100 -2

17.7760

5.34414.

%64.2857

%50.00

50 – 80 -100 -2

17.5550

3.78442.

%78.5714

%64.2857

50 – 45 -60 -2

11.5660

6.16263.

%64.2857

%50.00

50 – 45 -60 -2

12.2580

6.72288.

%50

%50.00

50 – 45 -60 -2

10.8150

4.95484.

%71.4286

%64.2857

( G: Giriş Kümesi boyutu, B: Birinci gizli katmandaki düğüm sayısı

İ: İkinci gizli katmandaki düğüm sayısı, Ç : Çıkış Kümesi boyutu)

Fourier katsayılarının ilk 25 bileşeninden oluşan eğitim kümesi için ağ başarılı bir şekilde eğitilmiştir. Ağ eğitim kümesini kendi içerisinde belirli bir düzeyde doğru sınıflandırmasına ve benzeşim işlemlerinin çoğu için öngörülen hata değerini yakalamasına rağmen (bkz : şekil 4.6) test kümesi üzerinde sınıflandırma oranı tablo 4.1’de görüldüğü gibi düşük seviyelerde kalmıştır. Ağ en yüksek sınıflandırma başarısı ve en düşük hata oranını birinci katmanda 100 ikinci katmanda 120 düğüm olan durum için vermiştir. Bundan sonra düğüm sayısını arttırmak eğitim süresini arttırmıştır fakat başarıya olumsuz etki etmiştir.

Şekil 4.6 Fourier öznitelikleri için hata oranın istenen değere ulaşması

Özniteliklerin Fourier dönüşümü ile çıkartılmasından beklenen sınıflandırma başarımı sağlanamaması üzerine özniteliklerin dalgacık dönüşümü ile oluşturulduğu giriş vektörü için benzeşim işlemine geçilmiştir.

Dalgacık dönüşümü için gene çok katmanlı ağın girişi olarak kullanılan öznitelik vektörü 25 boyutludur. Çıkışımızda gene hastalık var ve hastalık yok durumlarını simgeler şekilde 2 durumludur. Fourier yöntemi ile elde edilen sonuçlarla karşılaştırılması açısından gene 2 adet gizli katman kullanılmış ve gizli katmanlardaki düğüm sayılarıda ilk benzeşim sonuçlarıyla aynı değerlerde alınmıştır.

Katmanlardaki düğüm sayıları benzeşim boyunca sürekli değiştirilerek ağın ideal eğitim durumuna ve ideal mimariya ulaşması amaçlanmış ve benzeşim sonuçları kaydedilmiştir.

Tablo 4.2’de dalgacık dönüşümü ile elde giriş vektörü için sınıflandırma sonuçları görülmektedir.

Tablo 4.2 Dalgacık Dönüşümü için çok katmanlı ağ sonuçları

Ağın Yapısı

G – B – İ – Ç

Eğitim Süresi

Hata

(Karesel Ortalama)

Eğitim Kümesi Sınıflandırma Yüzdesi

Test Kümesi Sınıflandırma Yüzdesi

25 – 150 -180 -2

37.1130

0.977088.

%92.8571

%85.7143

25 – 150 -180 -2

19.7290

0.00963127.

%100

%92.8571

25 – 150 -180 -2

37.2140

0.987208.

%92.8571

%85.7143

25 – 100 -120 -2

20.2990

0.0739458.

%100

%92.8571

25 – 100 -120 -2

21.5910

0.0142483.

%100

%92.8571

25 – 100 -120 -2

20.6600

0.0175518.

%100

%92.8571

25 – 80 -100 -2

17.1250

0.0189031.

%100

%92.8571

25 – 80 -100 -2

17.9560

0.0441175.

%100

%92.8571

25 – 80 -100 -2

18.2960

0.0348632.

%100

%92.8571

25 – 60 -45 -2

10.7060

0.185187.

%100

%92.8571

25 – 60 -45 -2

11.8770

0.115575.

%100

%92.8571

25 – 60 -45 -2

11.2360

0.0276159.

%100

%92.8571

Benzeşim sonuçlarına göre farklı mimariler için test edilen ağın dalgacık dönüşüm içinde en iyi sonuçları ( en düşük hata oranını) arakatmandaki düğüm sayılarının 100-120 olduğu durum için verdiği gözlenmektedir. Diğer mimarilerde bazen tesadüfi olarak düşük hata oranları yakalanmakla beraber bu yapay sinir ağlarının eğitimi sırasında doğal karşılanan bir durumdur.

5. Sonuçlar

Alzheimer hastalığının çok katmanlı yapay sinir ağı kullanılarak tespit edilmesini amaçlayan bu çalışmanın sonucunda farklı eğitim ve sınıflandırma denemeleri sonucu dalgacık dönüşümünün bu hastalığın tespit edilmesine yarayan özniteliklerin çıkartılmasında daha başarılı olduğu görülmüş ve özniteliklerin dalgacık dönüşümüyle oluşturulması sonucunda eldeki veri kümesi üzerinde %92 oranında doğru sınıflandırma yapabilen bir yapay sinir ağı oluşturulmuştur.

Çalışmanın sonucunda göze çarpan noktalar şunlardır :

Bu çalışma kapsamında kullanılan sadece 28 denekten alınmış örnek uzayı bu hastalığın klinik anlamda tam olarak teşhis edilebilmesi ve istatistiki bir genelleme yapılabilmesi için çok küçüktür. Daha fazla sayıda denek üzerinden alınmış sonuçlar ile oluşturulmuş eğitim kümelerinin hastalığın tespitinde daha yüksek sonuçlar vermesi olasıdır.

İşaret üzerinde yapılan dalgacık dönüşümleri sonucunda hastalığın özniteliklerinin kolaylıkla ayrıştırılabilir olması bu tip bir dönüşüm sonrasında farklı şekil tanıma algoritmalarının yapay sinir ağlarıyla işbirliği içerisinde kullanılarak hastalığın sınıflandırılmasında daha yüksek başarı oranlarına ulaşılmasına imkan tanımaktadır.

Çalışmada kullanılan ayrık dalgacık dönüşümü ve çok katmanlı ağ yapısının eğitimi makul süreler içerisinde gerçekleştiğinden (1 dakikanın altında) gelecekte bu alandaki yeni çalışmalar kapsamında bu işlemlerin online olarak gerçekleştirilmesi mümkün olabilir. Böyle bir çalışma sayesinde kişinin alzheimer belirtilerini gösterip göstermediği anında tespit edilip sonuçlarının hastaya ulaştırılmasıyla bu hastalığın erken teşhisi adına çok büyük bir ilerleme sağlanabilir.

İyi eğitilmiş yapay sinir ağları uygun şekilde tümleştirilerek bir alzheimer dedektörü çipinin donanım olarak gerçekleştirilmesi mümkün olabilir.

Yapılan çalışmaların genel anlamda olumlu ve umut verici sonuçlar vermesi bu alanda yeni ve daha geniş kapsamlı çalışmaların yapılmasına değer olduğunu ortaya koymuştur.

12 Temmuz 2007

Sonraki Önceki


Kategorilere Göre

Rasgele...


Destekliyoruz arkada - arkadas - partner - partner - arkada - proxy - yemek tarifi - powermta - powermta administrator - Proxy