Kardiyopulmoner bypass sistemindeki modifikasyonların gazeöz mikroembolizasyon üzerine etkisi
The effects of modifications in the cardiopulmonary bypass system on gaseous microembolisation
Yazar: MEHMET KARAKAYA
Danışman: DOÇ. HALİL FATİH AŞGÜN
Çanakkale Onsekiz Mart Üniversitesi / Sağlık Bilimleri Enstitüsü / Kalp ve Damar Cerrahisi Ana Bilim Dalı / Perfüzyon Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2017
Konu: Göğüs Kalp ve Damar Cerrahisi = Thoracic and Cardiovascular Surgery
Dizin: Cerrahi-kardiyovasküler = Surgery-cardiovascular ; Emboli-hava = Embolism-air ; Embolizasyon = Embolization ; Kalp hastalıkları = Heart diseases ; Kardiyopulmoner bypass = Cardiopulmonary bypass ; Perfüzyon = Perfusion

Özet:
Kardiyopulmoner baypas (KPB) sisteminde oluĢan gazeöz mikroemboliler başta
beyin olmak üzere çeşitli doku ve organlarda iskemik hasara ve fonksiyon kaybına
yol açmaktadır. Gazeöz mikroembolizasyonun önlenmesi amacıyla çeşitli filtre
sistemleri geliştirilmiştir. Ek olarak KPB uygulama tekniğinde çeşitli değişikliklerin
gazeöz mikroemboli (GME) oluşumunu azalttığı bildirilmiştir. Ancak bu
uygulamaların hangisinin gazeöz mikroembolizasyonun en aza indirilmesinde daha
etkili olduğu ve arteriyel filtre kullanımında bu uygulamalara gereksinim olup
olmadığı tartışmalıdır. Günlük klinik uygulamada kalp cerrahi merkezlerinin her
birinin kendine özgü ve genel anlamda farklı KPB devreleri ve uygulamaları olduğu
görülmektedir. Sistemik hattaki GME yükünü azaltan yöntemlerin hangileri
olduğunun belirlenip rutin iĢlemlere dahil edilmesi embolik hasarın azaltılmasına ve
bunun sonucunda baĢta serebral hasar olmak üzere morbidite ve mortalitenin
azaltılmasına önemli katkı sağlayacaktır.
Çalışma bir benzetim (simülasyon) modeli üzerinde gerçekleĢtirildi. Kalpakciğer
makinesi üzerinde kurulan KPB devresinde çeşitli değişiklikler yapıldı ve
emboli algılayıcısı ile devredeki embolik yük ölçüldü. GME oluşumunu etkileyen
yedi yöntem değiĢikliği (akım formu, sıkıĢtırma (oklüzyon) tipi, oksijenizasyon
yöntemi, filtre ventleme yöntemi, farklı rezervuar seviyesi, arteriyel filtre konumu ve
venöz hattan bolus hava enjeksiyonu) uygulandı ve oluĢan emboli miktarları
kıyaslandı.
Mikroembolik yükü azaltan önlemler alınsa da arteriyel filtre kullanım
ihtiyacının ortadan kalkmadığı görüldü. Pulsatil akım ve tam sıkıştırmada GME sayı
olarak fazla görünse de hacim olarak nonpulsatil akım ve kısmi sıkıĢtırma ile
benzerdir. Oksijenizasyon yönteminin değiĢtirilmesinin sağlayacağı katkı KPB
sırasında oluşabilecek embolik durumlara göre değişkenlik göstermektedir.
Oksijenatöre olağan dışı kabarcık girişi varsa normobarik oksijenizasyon daha
etkiliyken, kabarcık girişi yoksa hipobarik oksijenizasyon daha etkilidir. Filtre tahliye
hattının tamamen açık olması, aralıklı açılmasına göre daha etkilidir. Üreticinin
önerdiği en alt rezervuar seviyesi güvenli sınırlar içerisindedir. Arteriyel filtrenin 
konumu embolik yükü etkilememektedir. Venöz hattan hava giriĢi olduğunda
devrenin bütün bölümlerinde mikroemboli artışı olmaktadır.
Anahtar Kelimeler: Kardiyopulmoner baypas, pulsatil akım, gazeöz mikroemboli,
arteriyel filtre, ventleme, hipobarik oksijenizasyon

Abstract:
The Effects of Modifications in the Cardiopulmonary Bypass System on
Gaseous Microembolisation
During open heart surgery, gaseous microemboli (GMEs) produced by
cardiopulmonary bypass (CPB) circuit cause ischemic damage and loss of function
on various tissues or organs, notably on the brain. Various filter systems have been
developed in order to prevent gaseous microembolization. Additionally, it has been
reported that various changes in CPB application technique reduces microemboli
occurrence. However, which one of these applications is more effective to minimize
gaseous microembolization and whether these applications are required in the usage
of arterial filter or not are disputable. It is obviously seen that each heart surgery
center possesses distinctive and generally non-standardized CPB circuit and its
applications in daily clinical application. The determination of methods which
efficiently reduce GME load in systemic line, will make a significant contribution to
the reduction of the embolic damage by including these methods into routine
operations in surgical application and consequently, cerebral damage in particular,
morbidity and mortality.
This research is conducted on a simulation model. Embolic load was measured
with an embolus detector positioned on systemic line of CPB circuit of heart-lung
machine. Seven methods related to GME occurrence (flow form, occlusion type,
oxygenation methods, filter vented method, different reservoir level, arterial filter
position and bolus injection of air) carried out and were compared by measuring the
amount of embolus on the systemic line.
The data showed that despite taking precaution to reduce microemboli, usage of
arterial filter is still needed. Even though during pulsatile flow and correct occlusion
GME seem many in number, they are similar to nonpulsatile flow and minimal
occlusion in volume. The benefits of changing the method of oxygenation may differ
depending on embolic cases during CPB. While normobaric oxygenation is more
effective on microemboli in the presence of abnormal bubble intake in oxigenator,
hypobaric oxygenation is more efficient in the absence of abnormal bubble intake.
Against bubbles, entirely opened filter purge line is more influential in comparison 
4
with intermittently opened filter purge line. The recommended minimum limit of
reservoir level, is within safe limits. The position of arterial filter has no effect on
embolic load. The microembolic activity increases in all parts of the circuit if there is
an intake of air into the venous line.
Key Words: Cardiopulmonary bypass, pulsatile flow, gaseous microemboli, arterial
filter, venting, hypobaric oxygenation