Tavşanda inguinal serbest flep modelinin arteriyel ve venöz yetmezlik bulgularının klinik gözlem, akıllı saat ve pulsoksimetre ile karşılaştırılması
Comparison of arterial and venous insufficiency findings of the rabbit inguinal free flap model with clinical observation, smartwatch, and pulse oximeter
Yazar: UĞUR KAAN KALEM
Danışman: DOÇ. DR. MERDAN SERİN
İstanbul Medeniyet Üniversitesi / Tıp Fakültesi / Plastik Rekonstrüktif ve Estetik Cerrahi Ana Bilim Dalı
Derece: Tıpta Uzmanlık, 2023
Konu: Plastik ve Rekonstrüktif Cerrahi = Plastic and Reconstructive Surgery
Dizin: Cerrahi = Surgery ; Cerrahi flepler = Surgical flaps ; Cerrahi-plastik = Surgery-plastic ; Fotopletismogram (PPG) sinyalleri = Photoplethysmogram (PPG) signals ; Mikrocerrahi = Microsurgery ; Mikrodolaşım = Microcirculation ; Spektrofotometri = Spectrophotometry ; Transplantasyon-otolog = Transplantation-autologous ; İskemi = Ischemia

Özet:
Rekonstrüktif mikrocerrahi özellikle son elli yıl içinde gerek mikroskopların gerekse mikrocerrahi tecrübenin gelişmesiyle önceden onarılması olanaksız doku defektlerinin onarımını mümkün kılmıştır. Tüm bu gelişmelere rağmen serbest fleplerin postoperatif dönemde takibi konusunda fikir birliği yoktur. Çalışmamızın temel ilkesi günümüzde altın standart olarak kabul edilen ancak oldukça subjektif bir flep değerlendirme metodu olan klinik gözleme destek oluşturabilecek objektif, pratik, güvenilir, kolay uygulanabilen ve ucuz bir gözlem yöntemi oluşturmaktır.

Oksijenize ve deoksijenize hemoglobin farklı dalga boylarında ışığı absorbe ederler. Bu nedenle saçtıkları dalga boyları da farklıdır. Bu prensibe dayandırılan fotopletismografik sistemler ile flebin genel durumu ve yaşamsallığı tayin edilebilir. Bu yöntemi kullanan pek çok cihaz bugüne dek tıbbi cihaz sanayisinde kullanılmaktaydı. Ancak benzer ürünler akıllı saatlerin hayatımıza girmesiyle hastane dışında da yaygın olarak kullanılmaya başlandı. Çalışmamızda hastanelerde rutin kullanılan pulsoksimetre cihazı ve artık günlük yaşamın önemli bir parçası haline gelen akıllı saat kullanarak serbest fleplerin takibinin yapılması amaçlandı. 

Çalışma 8 adet Yeni Zelanda Albino tavşanın her iki kasığından kaldırılan SIEA flepler üzerinde gerçekleştirildi. Flepler tek arter ve ven üzerinden beslenecek şekilde izole edildi ve ardından klemplenerek iskemiye bağlı gözlemler gerçekleştirildi. Çalışmanın sonunda iskemik flepler patolojik incelemeye gönderildi. 

Çalışmamızdan edinilen bulgulara göre arteriyel ve venöz yetmezlik durumlarında fleplerden kırmızı ve kızılötesi dalga saçılımları değişmektedir. Ayrıca pulsoksimetre ve akıllı saat kullanılarak arteriyel yetmezlik hızlıca tanınabilir. Venöz yetmezlik spektrometrik analizler ışığında tanınabilir. İskemik flepler histolojik olarak incelendiğinde iskemi süresi 2 saate ulaştığında kollajen dokunun dejenerasyonunun başladığı saptanmıştır.

Sonuç olarak fleplerin fotopletismografik takibi cerraha ameliyat sonrası serbest flep takibinde iskemiyi hızlı tanıma olanağı sağlayabilir. Bu konuda yazılacak algoritmalar ile akıllı saatler pratik birer flep monitörizasyon aleti haline gelebilir.

Abstract:
Reconstructive microsurgery, particularly with advancements in both microscopes and microsurgical expertise over the past fifty years, has made it possible to repair tissue defects that were previously considered irreparable. Despite all these developments, there is no consensus regarding the postoperative monitoring of free flaps. The fundamental principle of our study is to establish an objective, practical, reliable, easily applicable, and cost-effective observation method that can support clinical observation, which is currently accepted as the gold standard but is highly subjective.

Oxygenated and deoxygenated hemoglobin absorb light at different wavelengths. Therefore, the wavelengths they emit are also different. Photoplethysmographic systems based on this principle can determine the general condition and viability of the flap. Many devices using this method have been used in the medical device industry to date. However, similar products have become widely used outside of hospitals with the advent of smartwatches in our daily lives. In our study, we aimed to monitor free flaps using the pulse oximeter device routinely used in hospitals and the smartwatch, which has become an integral part of daily life.

The study was conducted on 8 New Zealand Albino rabbits, with SIEA flaps harvested from both groins of each rabbit. The flaps were isolated to be nourished via a single artery and vein, and subsequently, clamping was performed to induce ischemia for observations. At the end of the study, tissue samples from ischemic flaps were taken for histopathological examination.

According to the findings obtained from our study, the red and infrared wavelength emissions from flaps vary in cases of arterial and venous insufficiency. Additionally, arterial occlusion can be quickly recognized using a pulse oximeter and a smartwatch. Venous insufficiency can be identified through spectrometric analyses. When ischemic flaps were histologically examined, it was observed that collagen degeneration began when the ischemia duration reached 2 hours.

In conclusion, the photoplethysmographic monitoring of flaps can provide the surgeon with the ability to quickly diagnose ischemia in the postoperative period. Algorithms developed in this regard could transform smartwatches into practical flap monitoring tools.