Kanamasız ekstremite ameliyatlarında turnike amacı ile kullanılan manşon basıncının arteryel basınç ile otomatik kontrolü

Abstract

ÖZET KANAMASIZ EKSTREMİTE AMELİYATLARINDA TURNİKE AMACI İLE KULLANILAN MANŞON BASINCININ ARTERYEL BASINÇ İLE OTOMATİK KONTROLÜ Aydın ÇİTİLOĞLU Yüksek Lisans Tezi, Biyofizik Anabilim Dalı Tez Yöneticisi: Yard. Doç. Dr. Murat PEHLİVAN Mart 2005, 43 sayfa özellikle ortopedi kliniğindeki ekstremite ameliyatlarında ameliyat bölgesinde kanama istenmez. Bölgeye kan akımını durdurmak için ekstremiteyi besleyen arterde kan akımı bloke edilir. Bu amaçla basit turnikeler kullanılmaktadır. Ancak turnike basıncı kantitatif olarak kontrol edilemez. Turnike bir kez arter basıncını (tansiyon) yenecek düzeyde sıkıldıktan sonra hastanın tansiyonunda ortaya çıkabilecek yükseliş ve düşüşler turnike basıncına yansıtılamaz. Böylelikle, turnike basıncı bazen gereğinden yüksek bir düzeyde, bazen de gereğinden düşük bir düzeyde olabilir, ikinci durum ameliyat bölgesine yeniden kan akışını başlatır ki, kanlanmayı tekrar durdurmak ciddi bir sorundur. Bu çalışmada turnike yerine bir manşon kullanılarak manşon basıncını, bir kateter üzerinden direkt olarak ölçülen arter basıncına göre ayarlayabilen bir kontrol sistemi tasarlanmış ve imal edilmiştir. Amaç ameliyat esnasında ekstremiteye kan akışını durdurmak için uygulanan turnikenin (manşonun) ekstremiteyi aşırı derecede sıkmasını önleyerek dokulara verilebilecek zararı en aza indirmektir.Turnike/manşon basıncının alt ve üst ekstremitelerde kanlanmayı önleyecek minimum değerleri daha önce yapılan bir çalışmada saptanmıştır. Bu çalışmada söz konusu basınç değerleri gözönüne alınmıştır. Uygulamada gerek turnike/manşon basıncı gerekse arter basıncı direkt kan basıncını invaziv olarak ölçmekte kullanılan transdüserlerle ölçülüp operasyonel yükselteçlerde yükseltildikten sonra iki basınç arasındaki fark (hata sinyali) bir aç/kapa kontrol devresinde karşılaştırılmış ve farkın (turnike/maşon basıncı - arter basıncı) belli bir düzeyde sabit tutulması sağlanmıştır. Bunun için turnike/manşona gerektiğinde bir hava pompası ile daha çok hava basılır, gerektiğinde bir elektromekanik (solenoid) vana musluk üzerinden manşonun havası boşaltılır. Yani pompa ve elektromekanik vana iki basınç arasındaki fark (hata sinyali) ile kontrol edilir. Böylece arteryel kan basıncı arttığında hava pompası turnike/manşon basıncını artırırken, arteryel kan basıncı düştüğünde solenoid vana manşon içindeki havayı boşaltılır. Cihaz, çalışması en uygun hale getirildikten ve kalibre edildikten sonra tavşanlar üzerinde uygulamaya konmuştur. Cihazın planlandığı gibi çalıştığı, yani kan akımını bloke etmek için gerekli minimum turnike basınçlarını sağladığı gözlenmiştir. Anahtar Sözcükler: Kansız ortopedi ameliyatları, turnike, arteryel kan basıncı, manşon basıncı, aç/kapa kontrol n

ABSTRACT AUTOMATIC CONTROL OF THE PRESSURE IN A CUFF USED AS TOURNIQUET IN ACCORDANCE WITH CHANGES IN ARTERIAL BLOOD PRESSURE DURING LIMB SURGERIES Aydın ÇİTİLO?LU Master of Science Thesis in The Department of Biophysics Supervisor: Asst. Assoc. Prof. Murat PEHLİVAN, MD., Ph.D. March 2005, 43 Pages Tissue bleeding during an operation is not desirable for surgeons and when it is possible to stop the blood flow to the site being operated, as is the case in for example ortopaedic operations on limbs, surgeons demand it. This study is concerned with the design and use of an electromechanical control system capable of adjusting the pressure in a cuff used as tourniquet application to block blood flow to the tissue during surgery on a limb in parallel with changes in the arterial pressure. The aim of the study has been to design a pressure control device which would limit the blocking pressure applied to the limb to the necessary minimum so as not to cause tissue damage due to excessive pressure. The minimum necessary blood flow blocking pressures for lower and upper extremities were determined in a previous study and these values have been taken into consideration in the present study. Pressure transducers routinely used in the invasive techniques of patient monitors were employed to measure both, the pressure of the cuff to serve as tourniquet and the arterial pressure of the patient. The two inpressures were converted into electrical signals and amplified to levels suitable for signal processing. Then the difference between the two pressures (tourniquet cuff pressure - arterial pressure) was determined and used as the error control signal in a control circuit. The control circuitry keeps this difference (which would result in case arterial pressure fluctuates) within a given range as determined previously. When the error signal exceeds the preset value (i.e. cuff pressure too high), the air inside it is leaked by way of a solenoid (electromechanical) valve, when the difference falls below the preset value the control circuit activates an air pump to increase the tourniquet cuff pressure. Upon completion and calibration of the device it was used in tests on rabbits. Test results showed that the device works properly keeping the tourniquet cuff pressure in step with changes in arterial pressure thus limiting the cuff pressure on the limb to the necessary minimum. IV