Yüz transplantasyon ve kol transplantasyon hastaları için kişiye ve harekete özgü fes odaklı rehabilitasyon süreç tasarımı

Abstract

Organ nakli geçmişi 17. yüzyıla dayanmaktadır. İlk defa 1942 yılında organ reddinin, İngiliz zoolog Sir Peter Brian Medawar tarafından bağışıklık sisteminin sebep olduğu belirtilmiştir. Buna takiben 1954 yılında Şikago'da Joseph Murray tarafından ilk böbrek nakli gerçekleştirilmiştir. Her iki bilim insanı da sırasıyla 1960 ve 1990 yılında Tıp Nobel ödülüne layık görülmüştür. Organ nakli sayısı dünya çapında giderek artmaktadır. Günümüzde mikro cerrahi tekniklerinin gelişmesi ve bağışıklığı baskılayıcı ilaçların yan etkilerinin kayda değer şekilde azaltılması kompozit doku nakil operasyonunun yolunu açmıştır. Kompozit dokular, yüz, el, ayak, gırtlak, karın ön duvarı, ince barsak, vb. gibi birden fazla doku içeriği olan yapıları kapsamaktadır. Kompozit doku nakli, vücut bütünlüğünü bozan ve fonksiyon kaybına yol açacak şekilde doku kaybı yaşayan hastalara form ve fonksiyon açısından iyileştirme ve yaşam kalitesini artırmak amacıyla uygulanan ameliyatlardır. Bu çalışmada kompozit doku nakilleri içerisinde yer alan yüz ve kol nakilleri olguları çalışmaya dahil edilmiştir. Aynı zamanda ani travma sonucu kol replantasyon operasyonu geçirmiş olgularda çalışmamıza dahil edilmiştir. Yapılan başarılı tranplantasyon ve replantasyon sonrasında hastaların iyileşme süreçleri ve doğru otomatikleşmiş hareket fonksiyonlarının oluşturulması gerektiği önemini ön plana çıkarmıştır. Bu iyileşme sürecinde karşılaşılan en büyük zorluk hastaların sinir reinervasyonuna bağlı olarak uzayan hareket yetenekleridir. Sinirsel yenilenme oluşsa bile hastanın hareketlerinin normal sağlıklı bir insanın hareketlerine benzer hale dönüşmesi çok uzun bir sürece yayılır. Fizik tedavide kullanılan elektriksel stimülasyonlarla bu sürece katkıda bulunma işlemi genel bir stimülasyon mekanizmasına dayandığı için belirli hareketleri tanımlamak ve hastanın motor yeteneklerindeki gelişimi gözlemlemek çok zordur. Çalışmamızın motivasyonunu oluşturan bu problem kas dinamikleri ve beyin plastisitesi odaklı rehabilitasyon süreci tasarımı ve analizini kapsamaktadır. Tam yüz nakil olguları, çift kol nakil olguları ve scapular kol replant olgularının operasyon sonrası iyileşme sürecini hızlandırılması açısından en efektif rehabitilasyon sistemi oluşturulması hedeflenmiştir. Çalışmada bu olgulardan alınan biyomedikal elektrofizyolojik verilerin bilgisayar ortamında oluşturulan çalışma hedefleri göz önünde bulundurularak çoklu algoritmalar oluşturulmuş ve analizler gerçekleştirilmiştir. Bunların yanı sıra bu olgular başarı nakil operasyonu geçmişi bulunan ve dünya üzerinde sayılı olgular olması bu olguların ve sağlıklı bireylerin beyin dinamikleri, kas ve sinir iletim mekanizmalarını çözülmesi ve yorumlanması açısından oldukça değerli verilerin oluşumu sağlamıştır Elde edilen verilerin analizi sonucunda kas dinamiğine ve beyin plastisitesine odaklanan kişiselleştirilmiş bir rehabilitasyon sistemi oluşturuldu. Kişiselleştirilmiş ve harekete özel FES odaklı rehabilitasyon sistemi, hastaların sıklıkla tekrarlayan, yoğunlaştırılmış hareket tedavisi, taklit öğrenme (görsel imitasyon), zihinsel uygulama, hedef ve görev odaklı eğitim, doğru hareket eğitimi, yardımcı hareket yoluyla ilerlemesini sağlamak için rehabilitasyon uygulamalarının tasarlanmasıyla kullanılmıştır. Hastaların nakil özellikleri doğrultusunda oluşturulan kayıt sistemi tekrarlanan kayıtlarla güncellendi. Rehabilitasyon sonrası elde edilen kayıtlara göre, harekete özgü kaslardaki organizasyonun arttığı tespit edildi. Benzer şekilde rehabilitasyon molası sırasında rehabilitasyon duraklatıldı ve hastalar biraz dinlendi. Bu dinlenme döneminden önce ve sonra yapılan kayıtlar incelendiğinde, hastaların hareketleri gerçekleştirme kabiliyetlerinde zayıfladıkları ve harekete özgü kas kullanımında düzensizlik olduğu tespit edilmiştir. Bu, analizler doğrultusunda tasarladığımız ve güncellediğimiz sistemin, geleneksel yöntemlere kıyasla, kasların hareket öğrenme ve fonksiyonel elektriksel stimülasyonu sayesinde daha başarılı olduğunu göstermektedir.