Alt ekstremite cerrahi turnike uygulamasında quadriceps kası denervasyonunun elektromyografik test eşliğinde değerlendirilmesi
Evaluation of quadriceps muscle denervation in lower extremity surgical tourniquet application using electromyographic test
Yazar: AHMET MUÇTEBA YILDIRIM
Danışman: PROF. DR. MEHMET AŞIK ; DR. ÖĞR. ÜYESİ SERKAN BAYRAM
İstanbul Üniversitesi / Tıp Fakültesi / Ortopedi ve Travmatoloji Ana Bilim Dalı
Derece: Tıpta Uzmanlık, 2023
Konu: Ortopedi ve Travmatoloji = Orthopedics and Traumatology

Özet:
Amaç: Sinir ve kas dokusunda iskemi ve kompresyona bağlı gelişen hasar turnike uygulamasının en ciddi komplikasyonudur. Turnikenin olumsuz etkilerini en aza indirmek ve tam verimle kullanabilmek için turnike manşon basıncı ve kullanım süresinin belirlenmesi araştırma konusu olmaya devam etmektedir. Bu çalışmada ayak bilek kırığı cerrahisinde farklı turnike basıncı uygulamasının sinir dokusu üzerindeki iskemi ve kompresyon etkisini, intraoperatif nöromonitorizasyon eşliğinde randomize kontrollü prospektif bir kohort çalışma ile değerlendirmeyi amaçladık.
Hastalar ve Yöntem: Kürsü kurulu ve etik kurul onayının ardından Clinical Trial ID (NCT05926154) alındı. Nörolojik hastalığı olmayan, daha önceden alt ekstremitede cerrahi geçirmemiş, turnike kullanımını engelleyen herhangi bir vasküler hastalığı olmayan 20-60 yaş aralığında ayak bilek kırığı sebebi ile opere edilecek hastalar çalışmaya dahil edildi. Hastalar online veritabanlı bir site aracılığıyla turnike manşon basıncı açısından randomize edildi. %95 güven (1-α), %80 test gücü (1-β) ve d=1.25 etki büyüklüğü çift kuyruklu bağımsız örnekler t testi (independent samples t test) analizine göre her bir grupta alınması gereken örnek sayısı 12 olarak belirlendi. Turnike basınçları Graham formülasyonu kullanılarak ekstemite oklüzyon basıncı (LOP) belirlendi. Grup 1 de LOP + 50 mmHg, grup 2 de ise LOP + 100 mmHg olacak şekilde turnike basıncı uygulandı. Femoral sinir Motor Uyarılmış Potansiyel (MEP) değerinin %50 düştüğü süre, tüm sinirler (femoral, tibial ve derin peroneal) için MEP değerinin %100 düştüğü süre ve turnike açıldıktan sonra tüm yanıtların preoperatif değerlere döndüğü süre iki grup arasında karşılaştırıldı. İkincil parametreler olarak, operasyon öncesi ve sonrasında kreatinin kinaz değerleri, MRI ve USG ile quadriceps tendon kalınlığı, uyluk çapı değişimi, tahmini kan volüm kaybı ve VAS skorları iki grup arasında karşılaştırıldı.
Bulgular: İki grup arasında demografik veriler (yaş, vücut kitle indeksi ve cinsiyet) açısından fark saptanmadı. Postoperatif 1. Gün ve 1. ay VAS skorları arasında iki grup arasında anlamlı bir fark saptanmadı (p: 0.06, p: 0.93). Turnike zamanı (grup 1 ortalama 102,25 dakika, grup 2 de 94,08 dakika) olarak saptandı (p: 0.198). Turnike basıncı grup 1 de ortalama 191 ± 16 mmHg iken, grup 2 247 ± 21 mmHg olarak saptandı (p<0.001). Femoral sinir MEP değerinde %50 düşme grup 1 de ortalama 47. dakikada gözlenirken, grup 2 de 34. dakika da gözlendi (p<0.001). Tüm sinirlerde %100 MEP kaybı grup 1 de ortalama 69. dakikada, grup 2 de ise 56. Dakikada saptandı. Turnike açıldıktan sonra tüm verilerin başlangıç değerlere dönmesi grup 1 de ortalama 8.6 dakikada, grup 2 de ise 12.6 dakika saptandı (p:0.007). Sekonder parametreler: VAS skorları, total tahmini kan volüm kaybı, hemogram değişimi, kreatinin kinaz değişimi, EMG değişimleri (Sural, Peroneal ve Superfisyal peroneal sinir amplitüd, latans ve NCV) açısından her iki grup arasında anlamlı bir fark saptanmadı. Postoperatif birinci gün opere edilen taraf uyluk çapı ve quadriceps tendon kalınlığı preoperafi değerlere göre Grup 2 de Grup 1'e göre anlamlı bir artış saptandı (p:0,001, p:0,003).
Sonuç: Turnike uygulamasının peroperatif alt ekstremite sinirlerinin iletiminin değerlendirildiği ve bunun turnike basıncı ile ilişkisini değerlendiren çalışmamızın sonuçlarına göre ortalama 191 mmHg turnike basıncı uygulamasında yüksek basınca oranla alt ekstremite sinirlerinin innervasyonları daha geç etkilendiğini saptandı. Yine bu grupta turnike uygulaması sonlandırıldıktan sonra sinir iletimi ortalama 10 dakika içinde toparladı ve yüksek turnike basınçlı gruba göre dört dakika daha erken düzeldi.

Abstract:
Objective: Ischemia and compression-induced damage to the nerve and muscle tissue constitutes the most severe complication of tourniquet utilization. The optimal tourniquet cuff pressure and duration of application remain subjects of investigation in order to minimize the deleterious effects of the tourniquet and maximize its efficacy. In this study, we aimed to assess the impact of different tourniquet pressure levels on the ischemic injury of the nerve tissue in ankle fracture surgery, using a randomized controlled prospective cohort design with intraoperative neuromonitoring. 
Patients and Methods: Institutional Review Board of Istanbul Medical Faculty of Istanbul University approval was obtained (08.04.2022-2022/60). This study was funded by Scientific Research Projects Coordination Unit of Istanbul University. Project number: 3887. The number of patients who would give significant results with the power analysis was determined as 24. The study received the Clinical Trial ID (NCT05926154). Patients with history of neurological disease, diabetes mellitus, lower extremity surgery, periferic vascular disease were excluded. Patients were randomized for tourniquet cuff pressure through an online database site. Tourniquet pressures were determined using the Graham formulation to determine limb occlusion pressure (LOP). Accordingly, tourniquet pressures were applied as LOP + 50 mmHg in group 1 with 12 patients and LOP + 100 mmHg in group 2 with 12 patients. The time when femoral nerve motor evoked potential (MEP) decreased by %50, the time when MEP decreased by %100 for all nerves (tibial and deep peroneal), and the time when all responses returned after the tourniquet was deflated were compared between groups. As secondary parameters, creatine kinase values before and after surgery, quadriceps tendon thickness by MRI and USG, thigh diameter change, estimated blood volume loss and VAS scores were compared.
Results: There was no difference in demographic data (age, body mass index and gender) between the two groups. No difference was found between postoperative 1. day and 1. month VAS scores (p: 0.06, p: 0.93). A similar tourniquet time was found in both groups (Group 1 mean: 102,25 and group II mean: 94,08 minutes) (p: 0.198). The mean tourniquet pressure was 191 ± 16 mmHg in group 1, while it was 247 ± 21 mmHg in group 2 (p<0.001). A 50% decrease in the femoral nerve MEP value was observed at an average of 47 minutes in group 1, while it was observed at 34 minutes in group 2 (p<0.001). A 50% decrease in deep peroneal and tibial nerves was observed in both groups at similar times. 100% decrease in MEP in all nerves was seen that average of 69 minutes in group 1 and at 56 minutes in group 2. After the tourniquet was deflating, all data returned to baseline values at an average of 8.5 minutes in group 1 and at 12.6 minutes in group 2 (p:0.007). Secondary parameters: There was no significant difference between the two groups in terms of VAS scores, total estimated blood volume loss, hemogram change, creatinine kinase change, EMG changes (Sural, Peroneal and Superficial peroneal nerve amplitude, latency and NCV). There was a significant increase in Group 2 compared to Group 1 in terms of operated side thigh diameter and quadriceps tendon thickness on postoperative 1st day compared to preoperatively (p:0.001, p:0.003).
Conclusion: According to the results of our study that evaluated the effect of tourniquet application on the conduction of lower extremity nerves in the perioperative period and its relation with tourniquet pressure, it was found that the innervation of lower extremity nerves was affected later in the application of an average 191 mmHg tourniquet pressure compared to high pressure. Also in this group, nerve conduction recovered within an average of 10 minutes after tourniquet application and improved four minutes earlier than the high tourniquet pressure group.