Gadolinyum, Gd sembolü ve atom numarası 64 olan kimyasal bir elementtir. Manyetik rezonans görüntüleme (MRI) dahil olmak üzere çeşitli tıbbi uygulamalarda kullanılan nadir toprak elementidir.
Butrol, bir dizi farmasötik ilaçta bulunan bir kimyasal gruptur. Gadolinyumun vücuttaki çözünürlüğünü artırmaya yardımcı olduğu düşünülmektedir.
“Gadobutrol” kelimesi, “gadolinium” ve “butrol” kelimelerinin birleşimidir.
Gadolinyum, MRI da dahil olmak üzere çeşitli tıbbi uygulamalarda kullanılan nadir bir toprak elementidir.
Butrol, bir dizi farmasötik ilaçta bulunan bir kimyasal gruptur.
Gadobutrol ilk olarak 1990’ların başında kullanıldı.
Gadobutrol, MRI taramalarında kullanılan gadolinyum bazlı bir kontrast maddedir.
Gadobutrol, Gadavist ticari adı altında pazarlanmaktadır.
Gadovist (gadobutrol), manyetik rezonans görüntüleme (MRI) taramalarında kontrast maddesi olarak kullanılan bir marka reçeteli ilaçtır. Vücudun belirli bölgelerinin taramada daha net görünmesine yardımcı olur. Bu ilaç, gadolinyum bazlı kontrast maddeler (GBCA’lar) olarak bilinen bir ilaç sınıfına aittir.
Gadovist, manyetik rezonans görüntüleme (MRI) için makrosiklik, iyonik olmayan bir kontrast maddesi olan gadobutrol içerir. Tanısal görüntülemede anormal vaskülaritenin (kan temini) veya kan-beyin bariyerinin bozulmasının görselleştirilmesini geliştirir.
Farmakodinamik olarak Gadovist (gadobutrol), manyetik rezonans görüntüsünü bozan güçlü bir manyetik sinyal oluşturur. Gadolinyum iyonunun paramanyetik özellikleri bu bozulmanın nedenidir.
Farmakokinetik olarak, Gadovist (gadobutrol) metabolizmaya uğramaz ve değişmeden idrarla atılır. İntravenöz enjeksiyondan sonra hücre dışı boşlukta hızla dağılır ve böbreklerde glomerüler filtrasyon yoluyla elimine edilir. Eliminasyon yarı ömrü yaklaşık iki saattir.
Gadovist’i kullanmadan önce, gadolinyum bazlı kontrast maddeler, şiddetli böbrek yetmezliği olan hastalarda cilt, eklemler, gözler ve iç organların fibrozunu içeren nadir ve ciddi bir sendrom olan nefrojenik sistemik fibroz (NSF) riskini artırdığından, hastanın böbrek fonksiyonu değerlendirilmelidir.
Dozaj:
Bir hastaya verilen Gadovist (gadobutrol) dozu, hastanın vücut ağırlığı, yapılan tarama türü ve görüntüleme merkezinin özel protokolleri dahil olmak üzere birkaç faktöre bağlı olarak değişebilir.
Bununla birlikte, ürünün reçete bilgisine göre, çoğu yetişkin ve 2 yaş ve üzeri çocuklar için önerilen doz 0,1 mmol/kg vücut ağırlığıdır (0,1 mL/kg vücut ağırlığına eşdeğer). Örneğin, 70 kg’lık bir kişi 7 mL Gadovist dozu alacaktır.
Uygulanacak dozun nihai olarak belirlenmesinin her zaman MRG’de kontrast madde kullanımı konusunda deneyimli ve hastanın tıbbi durumu ile görüntüleme prosedürünün özelliklerini bilen bir sağlık uzmanı tarafından yapılması gerektiğine dikkat edilmelidir.
Tüm ilaçlarda olduğu gibi, GADOVİST’in dozu, hasta özelliklerine ve yapılan MRG tipine göre bireyselleştirilmelidir. Yeterli görüntüleme elde etmek için gereken en düşük doz her zaman kullanılmalıdır.
Yaygın yan etkiler arasında baş ağrısı, mide bulantısı ve baş dönmesi yer alır, ancak kardiyovasküler, solunum veya kutanöz belirtilerle seyreden anafilaktoid veya anafilaktik reaksiyonlar da dahil olmak üzere şiddetli reaksiyonlara (şok dahil) kadar değişen ciddi reaksiyonlar da mümkündür ve acil tıbbi müdahale gerektirir.
Gadovist’in yalnızca hastayı doğrudan denetleme ve anafilaktik veya anafilaktoid reaksiyonlar durumunda tıbbi olarak yeterli tedavinin mevcut olmasını sağlama yetkisine sahip bir hekimin gözetimi altında uygulanması gerektiğini lütfen unutmayın.
Tarih
Gadobutrol adı ilk olarak 1990’ların başında ilaç şirketi Bayer AG tarafından geliştirildiğinde kullanıldı. Gadobutrol, MRI taramalarında kullanılan gadolinyum bazlı bir kontrast maddedir. Gadavist ticari adı altında pazarlanmaktadır.
Aort uzaması, vücuttaki ana ve en büyük arter olan aortun normalden daha uzun hale gelmesi durumudur. Bu durum, torasik aort (aortun göğüsten geçen bölümü) ve abdominal aort (aortun karın içinden geçen bölümü) dahil olmak üzere aortun farklı bölümlerinde ortaya çıkabilir.
Etiyoloji:
Aort uzamasının kesin nedeni tam olarak anlaşılamamıştır, ancak yaşlanma, hipertansiyon ve belirli genetik koşullar gibi çeşitli faktörlere bağlı olabilir. Örneğin, vücudun bağ dokusunu etkileyen genetik bir hastalık olan Marfan sendromu aortun uzamasına neden olabilir.
Belirtiler:
Aort uzaması bazı kişilerde semptomlara neden olmayabilir. Semptomlar ortaya çıktığında, göğüs ağrısı, nefes darlığı, sırt ağrısı ve karın ağrısı içerebilir. Semptomlar, uzamanın konumuna ve başka komplikasyonlara neden olup olmadığına bağlı olabilir.
Teşhis:
Aort uzaması tipik olarak bilgisayarlı tomografi (BT) taramaları veya manyetik rezonans görüntüleme (MRI) gibi görüntüleme testleri ile teşhis edilir. Bu testler, kalp ve kan damarlarının ayrıntılı görüntülerini sağlayarak doktorların aortun boyutunu ve şeklini değerlendirmesine olanak tanır.
Tedavi:
Aort uzamasının tedavisi, durumun ciddiyetine ve herhangi bir semptom veya komplikasyonun varlığına bağlı olacaktır. Bazı insanlar için, kan basıncının dikkatli bir şekilde izlenmesi ve kontrol edilmesi gereken tek şey olabilir. Bununla birlikte, aort ciddi şekilde uzarsa veya komplikasyonlar meydana gelirse, aortun etkilenen bölümünü onarmak veya değiştirmek için ameliyat gerekebilir.
Kaynak:
Iida Y, et al. (2019). Natural history of aortic arch elongation. Journal of Vascular Surgery. DOI: 10.1016/j.jvs.2019.07.071.
Baumgartner H, et al. (2017). 2017 ESC Guidelines for the diagnosis and treatment of aortic diseases. European Heart Journal, 38(36), 2739-2791. DOI: 10.1093/eurheartj/ehx095.
Over ven trombozu (OVT), hamilelik dışında da ortaya çıkabilmesine rağmen, tipik olarak doğum sonrası dönemde ortaya çıkan nadir fakat ciddi bir durumdur. Yumurtalıklardan kanı boşaltan yumurtalık damarlarının birinde (veya her ikisinde) bir kan pıhtısı oluşumu ile karakterizedir.
Nedenleri ve Risk Faktörleri
OVT tipik olarak venöz staz, endotel hasarı ve hiper pıhtılaşma gibi faktörlerin bir kombinasyonu nedeniyle oluşur. Risk faktörleri arasında doğum sonrası durum (özellikle sezaryen), pelvik inflamatuar hastalık, malignite, pelvik cerrahiler ve antifosfolipid sendromu veya faktör V Leiden mutasyonu gibi kanın pıhtılaşmasını artıran durumlar yer alır.
Belirtiler
OVT’li hastalar alt karın ağrısı, ateş ve karında ele gelen kitle ile başvurabilirler. Durum bazı hastalarda asemptomatik olabilir ve sadece tesadüfen keşfedilebilir.
Teşhis
Teşhis tipik olarak bilgisayarlı tomografi (BT) veya manyetik rezonans görüntüleme (MRI) gibi görüntüleme teknikleri kullanılarak yapılır. Görüntülemede, tromboze ven genişlemiş, güçlenen tübüler bir yapı olarak görünebilir.
Tedavi
Tedavi genellikle antikoagülasyon tedavisini içerir, genellikle en az 3 ila 6 ay sürer. Şiddetli vakalarda trombolitik tedavi, katetere yönelik tromboliz veya cerrahi trombektomi gerekebilir.
Komplikasyonlar
Tedavi edilmediği takdirde OVT, pıhtının vena kavaya veya renal damarlara yayılması ve hatta hayatı tehdit eden pulmoner emboli gibi ciddi komplikasyonlara yol açabilir. Nadir durumlarda, pıhtı enfekte olursa sepsise de neden olabilir.
Prognoz
Uygun tedavi ile prognoz genellikle iyidir. Bununla birlikte, özellikle altta yatan trombofilik durumları olan hastalarda durum tekrarlayabilir.
Kaynak:
Karaosmanoglu, A. D., Karcaaltincaba, M., & Oguz, B. (2009). MDCT of the ovarian vein: normal anatomy and pathology. AJR. American journal of roentgenology, 192(1), 295–299. https://doi.org/10.2214/AJR.08.1418
Kim, H. S., Patra, A., Khan, J., & Arepally, A. (2006). Ovarian vein thrombosis: analysis of patient age, etiology, and side of involvement. JVIR: Journal of Vascular and Interventional Radiology, 17(11), 1827–1832. https://doi.org/10.1097/01.RVI.0000242412.58722.2b
Pulsasyon artefaktı* terimi aslında Latince pulsare kelimesinden gelmektedir ve “vurmak” veya “zonklamak” anlamına gelmektedir. Bu, tıbbi görüntülemede atan kalp veya nabız gibi atan kan damarlarının neden olduğu bozuklukların ritmik doğasını yansıtmaktadır. Bu bağlamda artifakt kelimesi, görüntülenen nesnenin veya alanın gerçek bir temsili olmaktan ziyade ölçüm işlemi sırasında ortaya çıkan istenmeyen bir sinyali veya verilerdeki bozulmayı ifade eder.
Tıbbi Görüntülemede Pülsasyon Artefaktları
Pulsasyon artefaktlarına Manyetik Rezonans Görüntüleme (MRI), Elektroensefalografi (EEG) ve Ultrason gibi çeşitli tıbbi görüntüleme tekniklerinde sıkça rastlanır. Bu artefaktlar, özellikle kalp atışı veya arteriyel pulsasyondan kaynaklanan kanın ritmik pulsasyonu nedeniyle ortaya çıkar ve yakalanan görüntü veya sinyalin doğruluğunu önemli ölçüde bozabilir veya gizleyebilir.
Manyetik Rezonans Görüntüleme (MRI)
MRG’de pulsasyon artefaktları genellikle taramada çift görüntüler veya bulanık alanlar olarak ortaya çıkan gölgelenme şeklinde kendini gösterir. Bu gölgelenme etkisi, kanın arterler veya diğer titreşen yapılar içindeki hareketinden kaynaklanır ve doğruluk için statik, hareketsiz ortamlara dayanan görüntüleme sürecini bozar. Pulsasyon artefaktları en yaygın olarak aort gibi büyük kan damarlarının yakınında veya sürekli hareketin meydana geldiği kalbin yakınında görülür.
EKG Gating: Bu teknik, MR görüntülerinin elde edilmesini kardiyak döngü ile senkronize etmeyi içerir, tipik olarak kalp dinlenirken diyastolik faz sırasında, böylece kalp atışından kaynaklanan hareketi en aza indirir.
Harekete Duyarsız MRI Sekansları: Hızlı spin-eko veya gradyan-eko sekansları gibi belirli MRI puls sekansları harekete daha az duyarlıdır ve bu da artefaktların azaltılmasına yardımcı olabilir.
Akış Telafisi: Akan kanın hareketini telafi etmek için tasarlanmış teknikler, özellikle pulsasyon etkilerine eğilimli alanları görüntülerken sıklıkla kullanılır.
Elektroensefalografi (EEG)
EEG’de ballistokardiyografik artefaktlar olarak da adlandırılan pulsasyon artefaktları, genellikle kalp atışıyla senkronize olan kafa derisi ve kafadaki kan hareketinden kaynaklanır. Bu artefaktlar EEG tarafından yakalanan elektrik sinyallerini bozarak gerçek beyin aktivitesi ile kan akışının neden olduğu ritmik parazit arasında ayrım yapmayı zorlaştırabilir.
Artefakt Çıkarma: Bu yöntemde, EEG verilerinden pulsasyon artefaktını tanımlamak ve çıkarmak için algoritmalar kullanılır ve geride daha temiz bir sinyal bırakılır.
Bağımsız Bileşen Analizi (ICA): Bu teknik, EEG sinyalinin çeşitli bileşenlerini ayırarak nabız hareketinin neden olduğu artefaktın izole edilmesini ve çıkarılmasını sağlar.
Referans Elektrotları: Başın etrafına ek referans elektrotları yerleştirmek, artefaktların daha iyi lokalize edilmesine ve genel sinyalden çıkarılmasına yardımcı olur.
Ultrason Görüntüleme
Ultrasonda, özellikle ekokardiyografi veya vasküler görüntülemede, pulsasyon artefaktları kan damarları veya kalp gibi yapıların doğru bir şekilde görüntülenmesini engelleyebilir. Kanın pulsatil akışıyla ilişkili hızlı hareket, tıpkı MRG’de olduğu gibi görüntülerde bozulmalara neden olabilir.
Pulsasyon Artefaktlarını Azaltmak için Modern Teknikler
Tıbbi görüntülemede pulsasyon artefaktlarını azaltmak için çeşitli modern teknikler geliştirilmiştir:
1.Geçitleme Teknikleri:
Daha önce de belirtildiği gibi, geçitleme teknikleri (EKG veya solunum geçidi gibi) görüntü alımını kalbin hareketi veya nefes döngüleri ile senkronize ederek hareketin neden olduğu artefaktları azaltır.
2.Yüksek Kare Hızları:
Görüntülerin daha yüksek kare hızlarında elde edilmesi, her görüntünün kardiyak döngüde belirli bir anı temsil etmesini sağlayarak pulsasyonun görüntüyü bozma olasılığını azaltır. Bu, özellikle yüksek zamansal çözünürlüğün çok önemli olduğu ultrason veya dinamik MRI gibi tekniklerde etkilidir.
Düzgünleştirme Teknikleri:
Görüntülemede yumuşatma, hareketin neden olduğu gürültü ve titreşimi azaltmak için zaman içinde birden fazla görüntünün ortalamasını almayı içerir. Bu teknik nabız artefaktlarını azaltmaya yardımcı olabilirken, anatomik yapıların hafifçe bulanıklaşmasına da yol açabilir.
İki denekte lateral ventriküler BOS pulsasyonu artefaktı. A ve B, 70 yaşındaki bir erkeğin bitişik FLAIR eksenel görüntüleri, Monro foramen bölgesinde (oklar) sağda daha belirgin olmak üzere iki taraflı fokal lateral ventriküler BOS pulsasyon artefaktlarını göstermektedir. C, Lateral ventriküler BOS nabız artefaktı (açık ok) olan bir süjede ayrıca faz kodlama ekseninde (soldan sağa) hayalet nabız artefaktları vardır ve bu da iki taraflı bitişik beyin parankiminde hiperintensitelerin üst üste binmesine neden olur.
MRG’de bir tür hareket artefaktı olan pulsasyon artefaktları, görüntüleme işlemi sırasında kalbin veya kan damarlarının ritmik hareketi nedeniyle sinyal üreten vokseller konum değiştirdiğinde ortaya çıkar. Bu artefaktlar özellikle sorunludur çünkü her zaman faz kodlama yönünde ortaya çıkarlar; burada hareket görüntünün uzamsal kodlamasını bozarak gölgelenmeye veya bulanıklığa neden olur.
Pulsasyon Artefaktları Neden Oluşur?
Kalbin nabız atışı kanın atardamar ve toplardamarlardan akmasına neden olarak vücutta sürekli harekete yol açar. MRI taramaları sabit görüntülerin yakalanmasına dayandığından, bu hareket çekim sürecini bozar. MRG’de faz kodlaması, sinyallerin uzamsal konumunu kodlamak için manyetik alan gradyanlarının uygulanmasını içerir. Bu işlem sırasında kan hareket ettiğinde, sinyalin beklenen konumu kayar ve sistemin belirli yapıların konumunu yanlış yorumlamasına neden olarak artefaktlara yol açar.
Pulsasyon Artefaktlarını Azaltma Teknikleri
Daha Kısa Edinim Sürelerine Sahip Nabız Trenlerinin Kullanılması: Bir görüntüyü yakalamak için gereken süreyi azaltarak, MRI taramaları hareketin etkisini en aza indirebilir. Eko düzlemsel görüntüleme (EPI)** veya hızlı spin eko (FSE) gibi daha hızlı görüntüleme teknikleri, verileri daha hızlı elde ederek tarama işlemi sırasında hareket olasılığını azaltır. Bu, kanın hareket edebileceği süreyi sınırlayarak artefaktların azaltılmasına yardımcı olur.
Faz Kodlama Yönünün Değiştirilmesi: Pulsasyon artefaktları faz kodlama yönünde ortaya çıktığından, bu yönün değiştirilmesi artefaktın görüntünün kritik alanlarından uzaklaşmasını sağlayabilir. Örneğin, beyin MRG’sinde faz kodlama yönünün ayarlanması, artefaktı beyin sapı gibi önemli yapılardan daha az kritik bir bölgeye kaydırarak taramayı teşhis amacıyla daha net hale getirebilir.
Uzamsal Presatürasyon Bantlarını Kullanma: Presatürasyon bantları, asıl görüntü yakalanmadan önce büyük arterler gibi hareketli yapılardan gelen sinyalleri bastırmak için stratejik olarak yerleştirilebilir. Bu yüksek hareketli alanlardan gelen sinyalleri ortadan kaldırarak, bantlar titreşim artefaktının görüntünün geri kalanını etkilemesini önler. Bu, özellikle büyük kan damarlarından gelen titreşimin genellikle yakındaki anatomik yapılarla etkileşime girdiği kardiyovasküler görüntülemede kullanışlıdır.
Sinyal Ortalamalarının Sayısının Artırılması (NEX): Sinyal ortalamalarının sayısının artırılması, alımın birden çok kez tekrarlanmasını ve sonuçların ortalamasının alınmasını içerir. Bu, artefaktı engellemese de hatanın birkaç döngü boyunca ortalamasını alarak etkiyi yumuşatmaya yardımcı olur. Bu teknik, toplam tarama süresini artırmasına rağmen rastgele gürültüyü ve hareketle ilgili artefaktları azaltır.
Artefakt Azaltma için Ek Teknikler
EKG veya Kardiyak Geçitleme: Pulsasyon artefaktlarını azaltmanın en etkili yollarından biri, görüntü alımını kardiyak döngünün belirli aşamalarıyla senkronize eden ECG gating yöntemidir. Diyastol gibi kalp ve kan damarlarının hareketsiz olduğu anlarda görüntü yakalayarak, MRG hareketle ilgili bozulmaları en aza indirebilir.
Paralel Görüntüleme Teknikleri: SENSE (Sensitivity Encoding) veya GRAPPA (Generalized Autocalibrating Partial Parallel Acquisition) gibi Paralel görüntüleme yöntemleri, aynı anda veri toplamak için birden fazla bobin kullanarak görüntüleme sürecini hızlandırır. Bu, çekim sürelerini önemli ölçüde kısaltır ve pulsasyondan kaynaklanan hareket artefaktları olasılığını azaltır.
Nefes Tutma veya Solunum Geçişi: Solunum hareketinin pulsasyon artefaktlarını yoğunlaştırabileceği toraks veya karın gibi bölgeleri tararken, nefes tutma teknikleri yardımcı olabilir. Alternatif olarak, solunum geçişi taramayı solunum döngüsündeki sabit bir faz ile senkronize ederek görüntü alımı sırasında minimum hareket sağlar.
Keşif
Tıbbi görüntülemede pulsasyon artefaktlarının anlaşılması ve yönetimi, yıllar içinde önemli ölçüde gelişti ve birkaç önemli kilometre taşıyla işaretlendi.
1. X-Işını Görüntülemede Erken Tanıma (19. Yüzyılın Sonları)
1800’lerin sonlarında, X-ışınlarının keşfinden kısa bir süre sonra, doktorlar göğüs görüntülerinde kalbin hareketinden kaynaklanan bozulmaları fark etmeye başladılar. Pulsasyon artefaktları da dahil olmak üzere hareket artefaktlarına ilişkin bu ilk gözlemler, özellikle kalp atışının görünür bozulmalara neden olduğu göğüs bölgesinde, hareketli yapıların net görüntülerini yakalamanın zorluğunu vurgulamıştır.
2. X-Işınları ve Ultrason için EKG Geçitlemesinin Tanıtımı (20. Yüzyılın Ortaları)
1950’lerde, X-ışını ve ultrason görüntülemesini kalp döngüsünün evreleriyle zamanlamak için ECG gating kullanılmaya başlandı. Bu teknik, doktorların hareketin en az olduğu anlarda (tipik olarak kalbin diyastolik fazı sırasında) görüntü almasına ve böylece pulsasyonun neden olduğu hareket artefaktlarını azaltmasına olanak sağladı. Bu ilerleme, pulsasyon artefaktlarını sistematik olarak azaltmaya yönelik ilk önemli girişim oldu.
3. MRG’nin Gelişimi ve Pulsasyon Artefaktları Sorunu (1970’ler-1980’ler)
1970’lerde Manyetik Rezonans Görüntülemenin (MRG) geliştirilmesi ve 1980’lerde kullanımının artmasıyla birlikte, özellikle kardiyovasküler ve beyin görüntülemede titreşim artefaktları daha belirgin hale geldi. MRG’nin faz kodlamasına dayanması, kalp atışı ve kan akışının taramalarda gölgelenme veya bulanık alanlar oluşturmasıyla onu harekete karşı özellikle hassas hale getirdi. Bu durum, MRG tıbbi teşhiste önemli bir araç haline geldikçe daha sofistike artefakt azaltma tekniklerine duyulan ihtiyacı vurguladı.
4. Akış Telafisi ve Gradyan Moment Nulling (1980’ler)
1980’lerde, MRG’de kan akışının neden olduğu artefaktları gidermek için gradyan moment nulling (akış telafisi olarak da bilinir) geliştirildi. Bu teknik, manyetik gradyanları hareketi hesaba katacak şekilde ayarlayarak hareket eden kanın neden olduğu bozulmayı azalttı. Bu, pulsasyon artefaktlarının en rahatsız edici olduğu büyük kan damarlarına yakın görüntüleme alanlarında büyük bir ilerlemeye işaret ediyordu.
5. Hızlı Görüntüleme Tekniklerinin Ortaya Çıkışı (1980’lerin Sonu-1990’lar)
Eko düzlemsel görüntüleme (EPI)** ve hızlı spin eko (FSE) gibi daha hızlı görüntüleme tekniklerinin kullanılmaya başlanması, tarama sürelerini önemli ölçüde kısaltarak MRG’de devrim yarattı. Daha hızlı taramalar, pulsasyonun görüntü alımına müdahale etmesi için daha az zaman anlamına geliyordu ve bu da daha net, artefakt içermeyen görüntülere yol açıyordu. Bu yöntemler özellikle kalp atışından kaynaklanan sürekli hareketin kaçınılmaz olduğu görüntüleme bölgelerinde değerliydi.
6. Paralel Görüntüleme Teknolojileri (1990’ların Sonu)
1990’ların sonunda, SENSE ve GRAPPA gibi paralel görüntüleme teknikleri, birden fazla bobinden eşzamanlı veri elde edilmesini sağlayarak MRG’yi daha da geliştirdi. Bu yenilik, toplam tarama süresini azaltarak pulsasyon artefaktlarının nihai görüntüyü bozmasını zorlaştırdı. Paralel görüntüleme, yüksek çözünürlüklü görüntülemede hareket artefaktlarını azaltmada önemli bir araç haline geldi.
7. EEG için Bağımsız Bileşen Analizi (ICA) (1990’lar)
1990’larda Elektroensefalografi (EEG) alanında, kalp atışının baş hareketi üzerindeki etkisinden kaynaklanan ballistokardiyografik artefaktları ele almak için Bağımsız Bileşen Analizi (ICA) geliştirildi. ICA, bu artefaktları gerçek beyin aktivitesi sinyallerinden etkili bir şekilde ayırarak nöral aktivitenin daha net ve daha doğru bir şekilde okunmasını sağladı. Bu yöntem, EEG kayıtlarındaki hareket artefaktlarının yönetilmesinde önemli bir gelişmeye işaret etmektedir.
8. Kardiyak ve Solunum Geçitlemesindeki Gelişmeler (2000’ler)
2000’li yılların başında, kardiyak ve solunumsal geçiş tekniklerinde devam eden iyileştirmeler, görüntülemenin vücudun doğal döngüleriyle daha da hassas bir şekilde senkronize edilmesini sağladı. Gerçek zamanlı geçitleme sistemleri, MR ve BT taramalarının kardiyak veya solunum döngüsü sırasında en uygun anlarda çekilmesini sağlayarak pulsasyon ve hareket artefaktlarını önemli ölçüde azalttı.
9. Yapay Zeka ve Makine Öğrenimi Tabanlı Artefakt Düzeltme (2020’ler)
Son yıllarda, yapay zeka (AI) ve makine öğrenimi, gerçek zamanlı olarak pulsasyon artefaktlarını tespit etmek ve düzeltmek için özel olarak tasarlanmış algoritmalarla tıbbi görüntülemeye uygulanmıştır. Bu gelişmiş sistemler görüntülerdeki hareketi analiz eder ve daha net, artefakt içermeyen sonuçlar üretmek için verileri otomatik olarak ayarlayarak pulsasyon artefakt yönetimindeki en son evrimi temsil eder.
İleri Okuma
Budinger, T. F. (1988). MR Imaging and Spectroscopy: Present and Future Applications in Medicine. IEEE Transactions on Nuclear Science, 35(1), 1-13.
Haacke, E. M., Brown, R. W., Thompson, M. R., & Venkatesan, R. (1999). Magnetic Resonance Imaging: Physical Principles and Sequence Design. Wiley-Liss.
Fisch, B. J. (1999). Fisch and Spehlmann’s EEG Primer: Basic Principles of Digital and Analog EEG (3rd ed.). Elsevier.
Pruessmann, K. P., Weiger, M., Scheidegger, M. B., & Boesiger, P. (1999). SENSE: Sensitivity Encoding for Fast MRI. Magnetic Resonance in Medicine, 42(5), 952-962.
Noll, D. C., & Fessler, J. A. (2002). Fast Imaging with MRI. IEEE Signal Processing Magazine, 19(5), 38-55.
Bernstein, M. A., King, K. F., & Zhou, X. J. (2004). Handbook of MRI Pulse Sequences. Elsevier Academic Press.
Ives, J. R. (2005). New Techniques in EEG Recording. Epilepsia, 46(s1), 35-40.
Scholz, H., & Laumann, A. E. (2011). Dermatologic diseases and problems of women throughout the life span. In J. J. Bergan & N. H. Bunke (Eds.), The Vein Book (2nd ed., pp. 511–524). Oxford University Press. doi:10.1093/med/9780195399639.003.0045.
Urigüen, J. A., & Garcia-Zapirain, B. (2015). EEG artifact removal—state-of-the-art and guidelines. Journal of neural engineering, 12(3), 031001. https://doi.org/10.1088/1741-2560/12/3/031001
McRobbie, D. W., Moore, E. A., Graves, M. J., & Prince, M. R. (2017). MRI: From Picture to Proton (3rd ed.). Cambridge University Press.
Littin, S., Stucht, D., Froeling, M., Mattern, H., & Speck, O. (2020). Quantification of pulsation and motion artifacts in quantitative 3D-MR spectroscopy. NMR in Biomedicine, 33(8), e4351. https://doi.org/10.1002/nbm.4351
Ligamentum apicis dentis, ikinci servikal vertebranın (C2, axis) odontoid çıkıntısının (dens) apeksinden başlayarak, kafatası tabanındaki foramen occipitale magnumun (foramen magnum) margo anterioruna uzanan kısa fakat fonksiyonel olarak kritik bir bağdır. Uzunluğu küçük, anatomik kütlesi sınırlı olmasına rağmen, kraniyovertebral bileşkenin (özellikle atlantoaksiyal ve atlanto-oksipital eklemlerin) pasif stabilitesine katkıda bulunan derin, median yerleşimli bir yapı olarak kabul edilir.
Bu ligament, başın fleksiyon, ekstansiyon ve özellikle rotasyon hareketleri sırasında densin posteriora doğru aşırı yer değiştirmesini mekanik olarak sınırlandırmaya yardım eder. Böylece, dens ile birlikte omurilik (medulla spinalis) ve üst servikal segmentlerde yerleşik nörolojik yapılara yönelik potansiyel kompresyonu önleyici bir “emniyet elemanı” gibi işlev görür.
2. Terminoloji ve Etimoloji
Ligamentum apicis dentis ismi tamamen Latince kökenlidir ve her bir sözcük, yapının hem morfolojisini hem de topografisini oldukça şeffaf biçimde yansıtır:
Ligamentum: Latince ligare (“bağlamak, birleştirmek”) fiilinden türemiştir. Anatomide iki kemik veya kıkırdak yapı arasında pasif, fibröz bağ dokusu unsurunu belirtir.
Apex / apicis: Apex “uç, tepe, sivri nokta” anlamına gelir; apicis genitif (tamlayan) hâlidir ve “uç kısmına ait olan” anlamını taşır. Burada, densin tepe noktasını (apex dentis) ifade eder.
Dens / dentis: “Diş” anlamındadır; odontoid çıkıntının dişi andıran morfolojisine işaret eder. Dentis yine genitif hâlde “dişin” anlamını taşır.
Dolayısıyla “ligamentum apicis dentis”, kelime kelime çevrildiğinde “dişin (densin) tepe noktasına ait bağ” veya daha serbest ifadeyle “densin apeks bağ(ı)” anlamına gelir. Klinik ve radyolojik literatürde bu yapı sıklıkla:
Apical dens ligament
Apical odontoid ligament
terimleri ile de anılır. Eski anatomik metinlerde zaman zaman “ligamentum suspensorium dentis” ya da kraniyovertebral bileşkenin küçük, median bir elemanı olarak tarif edildiği görülür; bu da ligamentin densin süspansiyonuna katkıda bulunduğu tarihsel algıyı yansıtır.
3. Embriyolojik ve Evrimsel Perspektif
3.1. Embriyolojik köken
Odontoid çıkıntı (dens), embriyogenez sırasında hem atlasın hem de aksisin kartilajinöz primordiumlarından türeyen karmaşık bir yapıdır. Özellikle:
Densin üst bölümü, embriyonik bakış açısından, atlasın gövde bölümünün kraniyal segmente “göç etmiş” bir parçası olarak kabul edilir.
Dens, gelişim sırasında proatlas olarak adlandırılan, oksipital kemik ile birinci servikal segment arasında yer alan segmental yapı ile de ilişkili kabul edilir.
Ligamentum apicis dentis’in, bu proatlantal yapı ve dens apeksine ait perikondral/periostal bağ dokusunun persistan bir parçası olduğu düşünülür. Yani ligament, kraniyovertebral bileşkenin segmentasyonunun embriyolojik “izlerinden” biridir.
3.2. Evrimsel anatomi
Evrimsel açıdan bakıldığında, kraniyovertebral bileşke memelilerde başın üç düzlemde serbest ve geniş hareketine izin verecek biçimde özelleşmiştir. Atlas ve axis arasındaki pivot tipi eklem (articulatio atlantoaxialis mediana), başın rotasyonunu sağlamada kritik rol oynar. Ancak bu yüksek hareket açıklığı, aynı zamanda nöroaksis için potansiyel instabilite ve travma riskini beraberinde getirir.
gibi bağlar, dens ve oksipital kemik arasındaki ilişkiyi mekanik olarak “emniyete alan”, çok katmanlı bir stabilizasyon sistemi oluşturur. Primatlarda ve özellikle insan türünde başın dik postürle taşınması, iki ayaklılık ve gözlerin frontal yerleşimi ile birlikte hızlı ve ince ayarlı baş-hareket koordinasyonuna ihtiyaç artmıştır; bu da kraniyovertebral ligamentöz kompleksin önemini daha da artırmıştır.
4. Makroanatomi ve Komşuluk İlişkileri
4.1. Başlangıç ve sonlanma
Ligamentum apicis dentis:
Başlangıç: C2 vertebrasının odontoid çıkıntısının apeksinden (apex dentis) çıkar.
Sonlanma: Foramen occipitale magnumun margo anterioruna, yani oksipital kemiğin bazal kısmının (pars basilaris ossis occipitalis) iç yüzeyine sıkıca tutunur.
Bağın genel seyri, dens apeksinden foramen magnumun ön kenarına doğru yukarı ve hafifçe öne eğimli ince bir fibröz bant şeklindedir. Çoğu diseksiyon preparatında, meninksler (özellikle dura mater) ve diğer ligamentöz yapılar nedeniyle doğrudan gözlenmesi zordur; sıklıkla mikroskobik diseksiyon veya özel preparasyon gerektirir.
4.2. Diğer ligamentlerle ilişkisi
Ligamentum apicis dentis, kraniyovertebral bileşkede yer alan diğer ligamentlerle sıkı anatomik ilişkiler içindedir:
Ligamenta alaria: Densin lateral yüzlerinden çıkarak, oksipital kondillerin medial yüzlerine uzanan güçlü bağlardır. Apikal ligament, bu alar ligamentlerin arasında, median hatta yer alan daha ince bir yapı olarak konumlanır.
Ligamentum transversum atlantis: Atlasın arcus anterior’u arkasından uzanarak densin arkasını çaprazlayan çok güçlü bir bağdır. Densi posteriora doğru yer değiştirmeye karşı esas “bariyer” olarak kabul edilir.
Ligamentum cruciforme atlantis: Transvers ligament ile onun kraniyal ve kaudal uzantılarından oluşan haç biçimli kompleks; apikal ligament, bu kompleksin hemen önünde ve medianında yer alır.
Ligamentum atlantooccipitale anterius: Atlasın ön arkından oksipital kemiğin bazal kısmına uzanan fibröz bant; ligamentum apicis dentis’in lifleri bu bağın lifleriyle kısmen karışabilir.
Bu ilişkiler sonucunda, ligamentum apicis dentis izole bir yapı olmaktan ziyade atlanto-oksipital ve atlantoaksiyal eklemleri stabilize eden entegre ligamentöz ağın bir bileşeni olarak işlev görür. Anatomik çalışmalar, bu bağın liflerinin hem ligamentum atlantooccipitale anterius hem de ligamentum transversum atlantis ile kısmen karışabileceğini, dolayısıyla kraniyovertebral stabilizasyonda “kompozit” bir rol üstlendiğini göstermiştir.
5. Histoloji, Biyomekanik ve Fonksiyon
5.1. Histolojik yapı
Ligamentum apicis dentis, tipik bir yoğun düzenli kollajen dokusu yapısı sergiler:
Baskın olarak Tip I kollajen liflerinden oluşur;
Az miktarda Tip III kollajen ve elastik lif içerir;
Fibroblastlar ve fibro-sitler uzunlamasına dizilim gösterir;
Bu histolojik özellikler, bağın yüksek çekme kuvvetlerine dayanma, uzun süreli statik yüklenmelere direnç gösterme ve tekrarlayan mekanik stres altında formunu koruma kapasitesi ile uyumludur.
5.2. Biyomekanik rol
Biyomekanik açıdan ligamentum apicis dentis:
Densin kraniyal fiksasyonuna küçük fakat tamamlayıcı katkı sağlar.
Özellikle ekstrem uç hareketler (maksimal fleksiyon, ekstansiyon ve rotasyon) sırasında, diğer büyük ligamentlerle birlikte densin patolojik translasyonunu sınırlandırır.
Yük paylaşımı açısından, alar ligamentler ve transvers ligament kadar güçlü değildir; ancak median hatta lokalize olması nedeniyle, densin uzun ekseni boyunca stabilizasyona yardımcı olur.
Deneysel çalışmalar, bu bağın tek başına kesilmesinin atlantoaksiyal instabiliteyi dramatik biçimde artırmadığını, ancak alar ligamentler ve transvers ligamentle birlikte zedelenmesi halinde kompozit instabilite tablosunun belirginleştiğini göstermektedir.
6. Anatomik Varyasyonlar ve Gelişimsel Anomaliler
Ligamentum apicis dentis, bazı bireylerde:
Çok ince veya zor seçilebilir,
Kısmen fibrotik bant şeklinde,
Nadir olarak da hipoplastik ya da tamamen aplastik olabilir.
Ayrıca densin şekil ve boyutundaki varyasyonlar (örneğin konik, künt veya kısa dens) bu bağın tutunma alanını ve mekaniğini de etkileyebilir. Bazı gelişimsel anomalilerde (dens hipoplazisi, os odontoideum gibi segmentasyon kusurları) apikal ligament ya kaymış, ya da farklı bir tutunma paterni sergileyebilir. Bu durumlar, kraniyovertebral bileşkende instabilite riskini artırabilir.
7. Klinik Önemi
7.1. Atlantoaksiyal instabilite ve nörolojik sonuçlar
Klinik açıdan ligamentum apicis dentis, atlantoaksiyal eklemin stabilitesine katkısı nedeniyle önem taşır. Bağ ve komşu ligamentöz yapıları etkileyen herhangi bir patoloji:
Densin posteriora doğru aşırı yer değiştirmesine,
Omurilik ve medulla oblongata üzerinde kompresyon oluşmasına,
Buna bağlı miyelopati, radikülopati ya da beyin sapı bulgularına
yol açabilir.
Atlantoaksiyal instabilite, klinikte:
Boyun ağrısı,
Başı çevirirken “klik” hissi veya subjektif instabilite algısı,
Üst ekstremitelerde parestezi, güçsüzlük,
Spastisite, dengesizlik, ataksi,
İleri olgularda sfinkter bozuklukları
gibi semptomlarla kendini gösterebilir.
7.2. Travmatik lezyonlar
Yüksek enerjili travmalar (trafik kazaları, düşmeler, dalma travmaları) kraniyovertebral bileşkede:
Dens fraktürü,
Alar ligament yırtıkları,
Transvers ligament rüptürü,
Ligamentum apicis dentis de dahil olmak üzere küçük ligamentlerin kopması
gibi kombinasyonlara yol açabilir.
Apikal ligamentin tek başına yaralanması nadir bildirilir; ancak çoğu zaman kraniyovertebral kompleksin çoklu ligamentöz hasarı içinde yer alır. Bu durumda atlantoaksiyal instabilitenin şiddeti, eşlik eden ligamentlerin durumuna bağlıdır.
7.3. Romatolojik, dejeneratif ve diğer hastalıklar
Romatoid artrit gibi inflamatuar artritlerde, densin çevresindeki sinovyal yapılarda proliferasyon, pannus oluşumu ve bağların zayıflaması atlantoaksiyal instabiliteye zemin hazırlar. Ligamentum apicis dentis, bu süreçte:
Dejeneratif değişiklikler,
Kısmi veya tam rüptür,
Fibrozis ve kalınlaşma
gibi patolojik değişiklikler gösterebilir.
Benzer şekilde:
Down sendromu
Konjenital bağ gevşeklikleri
Bazı kollajen doku hastalıkları
kraniyovertebral bileşkenin ligamentöz aparatını zayıflatarak apikal ligament dahil tüm kompleksin fonksiyonel yeterliliğini azaltabilir.
8. Radyolojik Özellikler
8.1. Manyetik Rezonans Görüntüleme (MRG)
Ligamentum apicis dentis, MRG’de özellikle yüksek çözünürlüklü T1 ve T2 ağırlıklı sekanslarda değerlendirilebilir:
Sağlıklı durumda, dens apeksinden foramen magnumun anterior kenarına uzanan ince, düşük sinyal yoğunluklu (hipointens) bant olarak izlenir.
Çevresinde sinyal veren beyin omurilik sıvısı (BOS) ve yağ dokusu ile kontrast oluşturur, bu sayede uygun kesit ve düzlemlerde seçilebilir.
Patolojik durumlarda:
Kalınlaşma,
Sinyal artışı (özellikle T2 ve STIR sekanslarında),
Liflerde devamlılık kaybı veya düzensizlik
inflamasyon, ödem, dejenerasyon veya travmatik rüptür gibi süreçleri düşündürebilir. Ancak apikal ligamentin küçük boyutu ve komşu yapıların yoğunluğu nedeniyle, radyolojik yorum her zaman deneyim gerektirir.
8.2. Bilgisayarlı Tomografi (BT) ve BT anjiyografi
Konvansiyonel BT, ligamenti doğrudan göstermekten çok; dens fraktürlerini, foramen magnum ve bazal oksipital kemik morfolojisini, eşlik eden kemiksel anormallikleri değerlendirmede etkilidir. Dolaylı olarak:
Densin apex bölgesindeki avulsiyon fraktürleri,
Foramen magnum anterior kenarında kemik düzensizlikleri
apikal bağa bağlı çekme kuvvetleriyle ilişkili olabilir.
BT anjiyografi, özellikle eşlik eden vertebral arter patolojileri (diseksiyon, sıkışma, anomal seyir) söz konusu olduğunda, kraniyovertebral bileşeğin bütüncül değerlendirilmesinde yararlı olabilir.
Ancak anatomik bütünlüğü gözetilmesi gereken bir pasif stabilite elemanı olarak dikkate alınır.
Bazı stabilizasyon prosedürlerinde, dens çevresindeki ligamentöz kompleksin büyük bölümü istemli olarak devre dışı bırakılabilir veya rezeksiyon gerekebilir; bu durumda kemik fiksasyon ve füzyon teknikleri, kaybedilen ligamentöz desteği telafi etmeyi amaçlar. Dolayısıyla, cerrahın kraniyovertebral ligamentöz anatomiyi ayrıntılı biçimde bilmesi, komplikasyonların önlenmesi ve optimal stabilitenin sağlanması açısından kritiktir.
10. Son Notlar: Fonksiyonel ve Klinik Bütünlük İçinde Ligamentum apicis dentis
Ligamentum apicis dentis, küçük boyutuna rağmen:
Kraniyovertebral bileşkenin embriyolojik ve evrimsel tarihini yansıtan,
Alar ligamentler ve transvers ligament ile birlikte kompozit bir stabilizasyon ağı oluşturan,
Atlas–axis–oksiput ilişkisini hassas bir şekilde “ince ayar” eden,
Travma, romatolojik hastalıklar ve konjenital bağ gevşekliği tablolarında klinik önemi artan
bir yapıdır. Radyolojik değerlendirmede çoğu zaman alar ligamentler ve transvers ligament kadar ön planda olmasa da, özellikle yüksek çözünürlüklü MRG incelemelerinde ayrıntılı analizi, atlantoaksiyal instabilitenin ve kraniyovertebral patolojilerin bütüncül değerlendirilmesine katkı sağlar.
Keşif
Ligamentum apicis dentis’in keşif serüveni, anatomi tarihinin hem soyut gözlemsel sezgileri hem de giderek keskinleşen bilimsel yöntemleriyle iç içe ilerlemiş, kraniyovertebral bileşkenin karmaşık yapısının yüzyıllar boyunca adım adım çözülmesine dayanan uzun bir hikâyedir.
Erken Dönem: Oksipito-servikal bölgenin karanlık anatomisi
İnsan anatomisinin sistematik biçimde incelenmeye başlandığı geç Orta Çağ ve Rönesans dönemlerinde, atlas ile aksis arasındaki ilişki büyük ölçüde anlaşılmış olsa da, densin tepesini foramen magnumun anterior kenarına bağlayan ince ligamentin varlığı uzun süre fark edilmemişti. Bu dönemde anatomik incelemeler, çoğunlukla kaba disseksiyon yöntemlerine dayanıyor; dura mater ve çevre bağ dokusu özenli şekilde kaldırılmadığı sürece küçük ligamentöz yapılar görünür hâle gelmiyordu. Bu nedenle, kraniyovertebral bileşke “büyük yapıların hâkim olduğu” bir bölge olarak ele alınmış, ince median bağlar dikkatin dışında kalmıştı.
16.–17. yüzyıl: İlk sezgiler ve proatlas kavramının doğuşu
Densin morfolojisi ve atlas–aksis ilişkisi üzerine çalışan erken anatomistler, odontoid çıkıntının embriyolojik kökeni hakkında henüz bütünlüklü bir görüşe sahip değildi. Bu dönemde proatlas olarak bilinen geçici embriyonik segment fikri yavaş yavaş şekillenmeye başladı. Proatlas kavramının ortaya çıkışı, dens apeksinin kraniyal yapılara bir çeşit “suspansiyon” mekanizmasıyla bağlı olabileceği düşüncesini de beraberinde getirdi. Böylece, bugün ligamentum apicis dentis olarak adlandırılan yapının varlığına ilişkin ilk sezgisel öngörü, doğrudan gözlemsel bir keşiften önce, embriyolojik akıl yürütme yoluyla belirmişti.
Bazı erken anatomistler, densin tepe noktasından oksipital kemik tabanına uzanan ince bir fibröz banttan söz etmiş, ancak bu yapıyı tanımlayabilecek teknik dil ve çizim yetkinliği henüz tam gelişmemişti. Bu dönem metinlerinde “odontoid çıkıntıyı yukarıya asan ince bağ” şeklinde belirsiz tanımlamalara rastlanır.
18.–19. yüzyıl: Sistematik disseksiyon ve gerçek keşif
Ligamentum apicis dentis’in açık şekilde tanımlanması, 18. yüzyıl sonlarından itibaren disseksiyon tekniklerinin daha rafine hâle gelmesiyle mümkün oldu. Özellikle kraniyovertebral bileşkenin dura materden arındırılması için geliştirilen mikrodisseksiyon yöntemleri, bölgede uzun süredir gözden kaçan median bağın görünür hâle gelmesini sağladı.
Bu dönem, alar ligamentler ile transvers ligamentin güçlü ve belirgin yapılar olarak tanımlandığı bir dönemdi; buna karşılık apikal ligament çok daha ince ve silik olduğu için ancak deneyimli anatomistlerin gözünden kaçmadı. Çeşitli Avrupa anatomi okullarında –özellikle Fransa, Almanya ve İngiltere’de– öğrenciler ve hocalar atlas–aksis bölgelerinde sistematik disseksiyonlar yürütüyor, dens apeksinin ince bir fibröz bantla oksipital kemik tabanına bağlandığını kaydediyordu. Bu anatomik bulgunun resmen kabul edilmesi de böylece gerçekleşti.
yüzyılın başlarından itibaren anatomi atlaslarında bu bağ, “ligamentum apicis dentis” adıyla ayrı bir yapı olarak yer almaya başladı. Bu adlandırma, Latince anatomik terminolojinin yerleşmesiyle birlikte hızla evrenselleşti ve günümüze kadar korunarak geldi.
19. yüzyıl ortası: Gelişen terminoloji ve morfolojik bütünlük
Dönemin büyük anatomistleri, kraniyovertebral bileşkenin fonksiyonel bir bütün olduğuna vurgu yapıyor ve her ligamentin görevini ayrı ayrı tanımlamaya başlıyordu. Alar ligamentlerin güçlü rotasyon sınırlayıcıları olduğu bilinirken, apikal ligament daha çok gelişimsel ve tamamlayıcı bir yapı olarak görülüyordu.
Bazı anatomistler, apikal ligamentin proatlantal kalıntı olduğunu öne sürdü; bu görüş, densin embriyolojik gelişimiyle ilgili daha kapsamlı teorilerin ortaya çıkmasına önayak oldu. Böylece ligamentum apicis dentis yalnızca bir bağ olarak değil, embriyolojik bir arketipin anatomik izi olarak yorumlanmaya başladı.
20. yüzyıl başı: Fotomikroskopi ve morfolojik çalışmalar
Fotomikroskopinin kullanılmaya başlanması, ligamentum apicis dentis’in histolojik karakterinin açıklanmasını sağladı. Artık yapının:
tipik kollajen lif dizilimi,
düzenli fakat ince fibröz yapısı,
sınırlı vaskülarizasyonu
ayrıntılı biçimde gösterilebiliyordu.
Bu dönemde baş–boyun travmalarıyla ilgili patolojik çalışmalar da artmış; dens fraktürleri, alar ligament yaralanmaları ve transvers ligament rüptürlerinin klinik sonuçları ile birlikte apikal ligamentin rolü daha net kavranmaya başlanmıştı. İncelenen nekropsi materyallerinde bu bağın yırtılması, çoğu zaman diğer ligamentlerle birlikte büyük travmatik kompleksin parçalarından biri olarak tanımlanıyordu.
20. yüzyıl ortası: Fonksiyonel anatomi ve biyomekanik bakış
Servikal omurganın biyomekaniğini modellemeye çalışan araştırmacılar, densin eksen boyunca stabilitesinde apikal ligamentin katkısını incelemeye başladılar. İnce ve zayıf görünen bu yapının tek başına stabilite için kritik olmadığı, ancak alar ligamentler ve transvers ligament ile oluşturduğu kompleks içinde tamamlayıcı rol oynadığı anlaşıldı.
Bu dönemde atlantoaksiyal instabilite, romatolojik hastalıklar, bağ gevşekliği sendromları ve travmalar üzerine yapılan klinik çalışmalar, apikal ligamentin zedelenmesinin dolaylı klinik sonuçlarını ortaya koydu. Böylece bu yapı, sadece morfolojik bir detay değil, kraniyovertebral güvenliğin biyomekanik parçalarından biri olarak kabul edildi.
20. yüzyıl sonu: MRI çağı ve görünmeyeni görünür kılma
Manyetik rezonans görüntüleme tekniklerinin gelişmesi, ligamentum apicis dentis’in ilk kez canlı hastada doğrudan görüntülenmesini mümkün kıldı. Yüksek çözünürlüklü T1 ve T2 sekanslarında, dens apeksinden foramen magnumun anterior kenarına uzanan hipointens bir bant olarak izlenmesi, anatomik tanımın klinik düzeyde de doğrulanmasını sağladı.
MRG, aynı zamanda:
inflamasyon,
dejenerasyon,
travmatik lif ayrışmaları,
eklem çevresi sıvı artışları,
ligamentum apicis dentis varyasyonları
gibi bulguların değerlendirilmesine olanak tanıdı.
Bu dönemde yapılan kadavra–MR karşılaştırmalı çalışmalar, yapının anatomik bütünlüğüne ilişkin bilgilerimizi daha da netleştirdi.
21. yüzyıl: Üç boyutlu morfometri, gelişimsel anatomi ve fonksiyonel nörobiyoloji
Son yıllarda üç boyutlu morfometrik analizler, yüksek çözünürlüklü mikro-BT, doku segmentasyon yazılımları ve gelişmiş MRG sekansları, ligamentum apicis dentis’in:
boyutları,
lif yönelimleri,
varyasyonları,
komşu yapılarla ilişkileri
üzerine çok daha kesin ölçümler yapılmasını sağladı.
Bu çalışmalar, ligamentin:
alar ligamentlerle olan geometrik bütünlüğünü,
dens apeksindeki temas yüzeyini,
proatlantal kökenle olan gelişimsel bağını,
kraniyovertebral stabiliteye katkı derecesini
yeniden değerlendirmeye açtı.
Ayrıca nöroşirürji, travmatoloji ve romatoloji alanlarında kraniyovertebral instabilitenin ayrıntılı yöntemlerle tanısı giderek önem kazandığından, apikal ligamentin patolojileri artık hem klinik hem de radyolojik literatürde daha fazla yer bulmaya başladı.
Bugün: Küçük bir bağın büyük bir tarihsel anlatısı
Günümüzde ligamentum apicis dentis, ilk bakışta önemsiz görülebilecek kadar ince ve kısa bir yapı olmasına rağmen:
embriyolojik segmentasyon tarihinin canlı bir izi,
atlantoaksiyal stabilite kompleksinin tamamlayıcı bir bileşeni,
kraniyovertebral travmanın sessiz fakat kritik göstergesi,
morfometrik ve biyomekanik incelemelerin önemli bir parçası olarak kabul edilmektedir.
İleri Okuma
White AA, Panjabi MM (1978). Clinical Biomechanics of the Spine. Lippincott, Philadelphia.
Destouet JM, Gilula LA, Murphy WA, Monsees B (1982). Lumbar and sacral radiofrequency neurotomy. Radiology, 145(3), 737–739.
Dvorak J, Panjabi MM (1987). Functional anatomy of the alar and transverse ligaments. Spine, 12(2), 183–189.
Clark CR (1991). The cervical spine. Lippincott Williams & Wilkins, Philadelphia.
Dickman CA, Sonntag VKH (1994). Cervical spine injuries and craniovertebral junction trauma. Neurosurgery Clinics of North America, 5(4), 591–613.
Bogduk N, Mercer S (2000). Biomechanics of the cervical spine. I: Normal kinematics. Clinical Biomechanics, 15(9), 633–648.
Cattrysse E, Barbero M, Kool P, Gagey O, Clarys J, Van Roy P, Dugailly PM (2007). 3D morphometry of the transverse and alar ligaments in the upper cervical spine: a pilot study. Clinical Anatomy, 20(8), 892–898.
Standring S (ed.) (2008). Gray’s Anatomy: The Anatomical Basis of Clinical Practice, 40th ed. Churchill Livingstone Elsevier, London.
Tubbs RS, Salter EG, Oakes WJ (2010). The odontoid process: A comprehensive review of its anatomy, embryology, and variations. Child’s Nervous System, 26(7), 837–846.
Gray H (çeşitli baskılar). Gray’s Anatomy: The Anatomical Basis of Clinical Practice. Churchill Livingstone, London.
Herkes farklı kişilik özelliklerinin karışımına sahip: Kimimiz dışa dönük, kimimiz zor bir kişilik ve kimimiz evhamlıyız. Yapılan yeni bir çalışma, beynin de hem anatomik hem de akıl ve hafıza gibi zihinsel faktörleri etkileyen farklı karakterlere sahip olduğunu öne sürüyor.
Sonuçlar NeuroImage dergisinde yayımlanmakta.
Çalışmanın lideri, University of Illinois’den sinirbilim profesörü ve aynı zamanda Beckman Institute for Advanced Science and Technology üyesi olan Aron K. Barbey: “Bilişsel sinirbilimde temel odak araştırmalardan biri zekanın beyin yapısı ve fonksiyonlarındaki bireysel farklılıklar tarafından nasıl şekillendirdiğinin anlaşılmasıdır.” diyor.
Yıllarca, bilişsel sinirbilimciler beynin belli bölgeleri ile genel zeka veya hafıza gibi zihinsel süreçler arasında ilişki bulmaya çalıştı.
Günümüze kadar, araştırmacılar beyin yapısı ve işlevlerinin kapsamlı ölçümlerini bir analizde başarılı bir şekilde bir araya getirebilmiş değildi.
Barbey ve ekibi ise beynin tüm yapısına ait büyüklüğü ve şekli ölçtü.
Beckman Institute’te doktora sonrası araştırmacı ve makalenin baş yazarı olan Patrick Watson: “Sinir lifi demetleri, ak madde kanalları, hacmi, kortikal (kabuksal) kalınlık ve kan akışını inceleyebildik. Ayrıca, yürütme özellikleri ve işler bellek gibi bilişsel değişkenlere de aynı anda bakabildik.” diyor.
Bağımsız bileşen analizi denilen bir istatistiksel yöntem kullanarak, araştırmacılar birbiriyle ilişkili olan ölçümleri dört özgün özellik altında gruplandırdı. Bu dört özellik birlikte bireylerin beyinlerindeki anatomik farklılıkları açıkladı. Özellikler, genelde beyin büyüklüğü ve şekli ile bireyin yaşı gibi beyin biyolojisindeki farklılıklardan kaynaklanmaktaydı. Bu faktörler insanlar arasındaki bilişsel yetenek farklılıklarını açıklayamadı. Araştırmacılar sonrasında bu dört özellik ile açıklanamayan beyin farklılıklarını inceledi. Geriye kalan bu farklılıklar zeka ve hafıza gibi bireysel farklılıklarla açıklandı.
“Genel zekayı belirleyen ve zeka için önemli bir spesifik beyin ağı olan frontoparyetal ağdaki farklılıklardan sorumlu bilişsel-anatomik özellikleri belirleyebildik.” diyor Barbey.
Watson: ” Bu çalışmada raporlanan 4 özellik beynin insanlar arasında nasıl farklılık gösterdiğini incelemek için özgün bir yöntem. Bu bilgi, araştırmacılara bilişsel yeteneklerdeki çok belli olmayan farklılıkları çalışmaları konusunda yardımcı olabilir. Beyinler yüzler kadar farklı ve bu çalışma bizim ‘normal’ beynin nasıl olduğunu anlamamıza yardımcı oldu. Beklenmeyen beyin farklılıklarına bakarak, beynin hafıza ve zeka gibi şeylerle ilgili kısımlarına doğru yönelebiliyoruz “diyor.
Miyokardiyal fibrozis, kalp kası dokusunda (miyokard) normal kas hücrelerinin yerini fazla kollajen içeren bağ dokusunun almasıyla karakterize edilen patolojik bir durumdur.
Bu süreç, kalp kasının elastikiyetini kaybetmesine, sertleşmesine ve sonuç olarak pompalama fonksiyonunun bozulmasına yol açabilir.
Etimolojik olarak:
Miyokardiyal kelimesi Yunanca “myo” (kas) ve “kardia” (kalp) kelimelerinden türetilmiştir.
Fibrozis kelimesi Latince “fibrosus” (lifli) kökünden gelir.
Nedenler ve Risk Faktörleri
Miyokardiyal fibrozis, kalp dokusunun çeşitli stres faktörleri veya hasarlar sonucunda verdiği fibrotik yanıtın bir parçasıdır. Başlıca nedenler şunlardır:
İskemik kalp hastalığı
Koroner arterlerin daralması veya tıkanması sonucu miyokard dokusuna yeterli oksijen gitmemesi
Hipertansiyon (Yüksek Tansiyon)
Sürekli yüksek basınç kalp kasının yapısal değişikliklere uğramasına neden olur
Kardiyomiyopatiler
Kalp kasının primer veya sekonder hastalıkları (örn. dilate, hipertrofik veya restriktif kardiyomiyopati)
İnflamatuvar hastalıklar
Özellikle miyokardit gibi kalp kası iltihapları
Yaşlanma
Yaşla birlikte kollajen üretimi artar ve elastikiyet azalır
Radyasyon tedavisi
Göğüs bölgesine uygulanan radyasyon fibrotik süreçleri tetikleyebilir
Kalp krizi (Miyokard enfarktüsü)
Nekroz sonrası fibrotik skar dokusu oluşur
Kalp yetmezliği
Hem neden hem de sonuç olabilir
Semptomlar ve Komplikasyonlar
Semptomların tipi ve şiddeti, fibrozun yaygınlığına ve kalbin hangi bölgesinin etkilendiğine bağlı olarak değişir:
Nefes darlığı (özellikle eforla artan dispne)
Tükenmişlik ve halsizlik
Göğüs ağrısı
Çarpıntı, düzensiz kalp atımları (aritmiler)
Ödem (özellikle alt ekstremitelerde)
Egzersiz intoleransı
Komplikasyonlar:
Kalp yetmezliği (özellikle diyastolik disfonksiyon)
Aritmiler (özellikle ventriküler aritmiler)
Ani kardiyak ölüm
Embolik olaylar (özellikle atriyal fibrilasyon varlığında)
Tanı Yöntemleri
Miyokardiyal fibrozis genellikle non-invaziv görüntüleme teknikleriyle tespit edilir:
Ekokardiyografi
Kalp boşlukları, duvar kalınlıkları ve ejeksiyon fraksiyonu hakkında bilgi verir
Kardiyak Manyetik Rezonans Görüntüleme (Kardiyak MR)
Geç Gadolinyum Geliştirme (Late Gadolinium Enhancement, LGE) yöntemiyle fibrotik alanları doğrudan görüntüleyebilir
Kardiyak Bilgisayarlı Tomografi (BT)
Özellikle diğer nedenleri dışlamak ve anatomik detayları değerlendirmek için
Biyobelirteçler
Bazen fibroza eşlik eden kalp hasarı veya inflamasyon düzeylerini yansıtan biyokimyasal testler eklenebilir (örn. NT-proBNP, troponin)
Tedavi ve Yönetim
Spesifik olarak fibrozis oluşumunu tamamen tersine çevirecek bir tedavi mevcut değildir. Yönetim, altta yatan nedenin kontrol altına alınması, semptomların hafifletilmesi ve ilerleyici hasarın durdurulması üzerine kuruludur.
Tedaviye yanıt vermeyen ileri evre kalp yetmezliğinde
Keşif
1. Kavramsal ve Terimsel İlk Gelişmeler (19. Yüzyıl)
Miyokardiyal fibrozis teriminin kökeni, kalbin otopsi sonrası incelenmesiyle elde edilen patolojik gözlemlere dayanır.
yüzyılın başlarında, özellikle Rudolf Virchow gibi patolojinin öncülerinin etkisiyle, kalp dokusunda gözlenen “lifli sertleşme” ve “skar benzeri oluşumlar”, “fibrozis” terimi altında sınıflandırılmaya başlanmıştır.
Ancak bu dönemde, kalp kasındaki fibrotik değişikliklerin spesifik klinik etkileri ve fizyopatolojisi henüz net bir şekilde tanımlanmamıştır.
Erken dönem tıbbi yazılarda, bu durum genellikle “induratio cordis” veya “fibra cordis” gibi Latince terimlerle anılmıştır.
2. Histopatolojik Anlamda Tanımlanması (20. Yüzyılın İlk Yarısı)
1920’ler–1940’lar arasında, formalin fikse doku örneklerinin mikroskobik analizinin standartlaşması ile miyokardiyal fibrozun histolojik varlığı açıkça ortaya konmuştur.
Özellikle Masson’s Trichrome gibi özel boyama yöntemlerinin yaygınlaşması, kollajen liflerinin net olarak ayırt edilebilmesini sağlamıştır.
1930’lu ve 1940’lı yıllarda yapılan otopsi serilerinde, hipertansiyon, koroner arter hastalığı ve miyokard enfarktüsü sonrası kalp dokusunda oluşan skarlaşmalar tanımlanmış; bu yapılar ilk kez sistematik olarak “fibrozis” başlığı altında sınıflandırılmıştır.
3. Fonksiyonel Önemi ve Klinik Bağlantılarının Kurulması (1950–1970)
1950’lerden itibaren miyokardiyal fibrozisin sadece pasif bir doku değişimi değil, kalbin mekanik ve elektriksel işlevlerini doğrudan etkileyen bir süreç olduğu anlaşılmaya başlanmıştır.
Löffler endomiyokarditi ve restrictive kardiyomiyopati gibi özel klinik tablolar, fibrozisin doğrudan hemodinamik sonuçlar doğurabileceğini göstermiştir.
Aynı dönemde, miyokardiyal remodeling kavramı geliştirilmiş; fibrozis, kalp kası stresine cevaben gelişen maladaptif yeniden yapılanma sürecinin bir parçası olarak görülmeye başlanmıştır.
4. Görüntüleme Tekniklerinin Evrimi ve Fibrozisin Noninvaziv Tespiti (1980–2000)
1980’li yıllarda, ekokardiyografi ve ardından nükleer kardiyoloji teknikleri (örn. SPECT, PET) klinik pratiğe girmiştir. Bu araçlar başlangıçta fibrozisin neden olduğu ventrikül disfonksiyonunu değerlendirmede kullanılmıştır.
1990’lı yılların sonlarına doğru, kardiyak manyetik rezonans (CMR) görüntüleme gelişmiş, özellikle geç gadolinyum tutulumu (LGE) yöntemi sayesinde miyokardiyal fibrozis doğrudan ve yüksek çözünürlükte görüntülenebilir hale gelmiştir.
Bu teknik, iskemik olmayan kardiyomiyopatilerde bile fibrozisin dağılımını ve yoğunluğunu nicel olarak değerlendirme olanağı sağlamıştır.
5. Moleküler ve Hücresel Mekanizmaların Aydınlatılması (2000–2020)
Bu dönem, fibrozisin sadece bir “sonuç” değil, aynı zamanda hastalık yapıcı aktif bir süreç olduğunu ortaya koymuştur.
Özellikle:
Transforming Growth Factor Beta (TGF-β)
Angiotensin II
Endotelin-1
MMP (Matrix Metalloproteinazlar) gibi moleküllerle ilişkisi saptanmış; fibroblast aktivasyonu, matriks üretimi, inflamatuvar mediatörler gibi dinamiklerin rolü tanımlanmıştır.
Bu moleküler bilgiler, anti-fibrotik ilaç geliştirme çabalarını da tetiklemiştir.
6. Geleceğe Yönelik Araştırmalar ve Gelişmeler (2020 ve Sonrası)
Günümüzde miyokardiyal fibrozisin erken biyobelirteçlerle tespiti, reversibilitesi ve genetik temelleri yoğun araştırma konularıdır.
Öne çıkan araştırma başlıkları:
Fibrozisi gösteren serum belirteçleri (örn. PIIINP, Galectin-3)
Yapay zekâ tabanlı CMR analizleri
Fibroblast transdiferensiyonu ve genetik mühendislik yaklaşımları
Epigenetik regülasyonun fibrozis üzerindeki etkileri
Ayrıca, antifibrotik ilaçların (örn. pirfenidon, nintedanib) kalp hastalıklarında kullanımı klinik deneylerde test edilmektedir.
İleri Okuma
Virchow, R. (1858). Cellular Pathology: As Based Upon Physiological and Pathological Histology. Berlin: August Hirschwald.
Davies, M. J. (1959). The histology of cardiac fibrosis in hypertensive heart disease.British Heart Journal, 21(3), 265–272.
Weber, K. T. (1989). Cardiac interstitium in health and disease: The fibrillar collagen network.Journal of the American College of Cardiology, 13(7), 1637–1652.
Brilla, C. G., & Weber, K. T. (1992). Reactive and reparative myocardial fibrosis in arterial hypertension in the rat.Cardiovascular Research, 26(7), 671–677.
Diez, J., & Laviades, C. (2000). Molecular mechanisms of myocardial fibrosis: perspectives for clinical treatment.Current Opinion in Cardiology, 15(4), 329–335.
Zile, M. R., & Brutsaert, D. L. (2002). New concepts in diastolic dysfunction and diastolic heart failure: Part II: causal mechanisms and treatment.Circulation, 105(12), 1503–1508.
Moon, J. C., et al. (2003). The role of cardiovascular magnetic resonance in heart failure.Journal of the American College of Cardiology, 42(4), 813–820.
Basso, C., et al. (2009). Arrhythmogenic right ventricular cardiomyopathy: Dysplasia, dystrophy or myocarditis?Heart, 95(6), 519–524.
Mewton N, Liu CY, Croisille P, Bluemke D, Lima JA. Assessment of myocardial fibrosis with cardiovascular magnetic resonance. Journal of the American College of Cardiology. 2011;57(8):891-903.
Kong P, Christia P, Frangogiannis NG. The pathogenesis of cardiac fibrosis. Cellular and Molecular Life Sciences. 2014;71(4):549-574
Gulati, A., Jabbour, A., Ismail, T. F., et al. (2013). Association of fibrosis with mortality and sudden cardiac death in patients with nonischemic dilated cardiomyopathy.JAMA, 309(9), 896–908.
López, B., Querejeta, R., González, A., et al. (2015). Myocardial fibrosis in hypertensive patients: diagnosis and therapeutic implications.Journal of Hypertension, 33(3), 556–564.
Schelbert, E. B., & Fonarow, G. C. (2017). Myocardial fibrosis and heart failure: the role of cardiac MRI and biomarkers.Current Heart Failure Reports, 14(3), 131–138.
Frangogiannis, N. G. (2019). Cardiac fibrosis: Cell biological mechanisms, molecular pathways and therapeutic opportunities.Molecular Aspects of Medicine, 65, 70–99.
Bai, W., Suzuki, H., Huang, J., et al. (2020). Revisiting the role of fibrosis in heart failure with preserved ejection fraction.Journal of Cardiovascular Translational Research, 13, 957–966.
Kong, P., Christia, P., & Frangogiannis, N. G. (2021). The pathogenesis of cardiac fibrosis.Cellular and Molecular Life Sciences, 78(7), 3127–3153.
Wong, T. C., Piehler, K., Meier, C. G., et al. (2022). Myocardial extracellular volume fraction quantified by cardiovascular magnetic resonance is increased in diabetes and associated with mortality and incident heart failure.JACC: Cardiovascular Imaging, 15(1), 12–22.
Masci, P. G., & Pontone, G. (2022). Artificial intelligence and cardiac magnetic resonance imaging: Advancing diagnosis and management of myocardial fibrosis.Journal of Cardiovascular Magnetic Resonance, 24(1), 25.
Weber, K. T. (1989). Cardiac interstitium in health and disease: the fibrillar collagen network.Journal of the American College of Cardiology, 13(7), 1637–1652.
Kana enjekte edilen ilaçların hastalıklı hücrelere adrese teslim ve nokta atışı ulaştığı zamanların eşiğindeyiz. Bizleri gereksiz bıçakaltı işlemlerden ve ilaçların yan etkilerinden koruyacak, bakteri ve nano robotların insanların iyiliği için işbirliği yaptıkları tıbbi yöntemleri inceleyeceğiz.
Askerleri küçültüp mikro boyutlara getirebilecek teknolojinin sırrına sahip bilim adamı Jan Benes, CIA ajanlarının yardımıyla SSCB’den kaçar. Ancak bu esnada profesörü Amerika’ya götüren konvoy KGB ajanları tarafında saldırıya uğrar. Kafasına darbe alan Benes’nin beyninde ne yazık ki bir pıhtı oluşur. Bir grup bilim adamı ve teçhizatlı askerler Benes’nin beynindeki tıkanıklığı açmak için küçültülerek profesörün beynine doğru yola çıkarlar. Bu görevi başarıp tekrar eski boyutlarına dönmek için sadece bir saatleri vardır. Bir bilim kurgu filmi olan Olağanüstü Yolculuk’un (Fantastic Voyage), minik bir geminin insan vücudundaki hastalıklarla savaşmasının kurgulandığı 1966 yapımlı senaryosunu okudunuz.
Bundan neredeyse 40 yıl sonra Kanada’nın Montréal Politeknik Üniversitesi araştırmacıları aynı hedefe ulaşmak için kolları sıvadılar. Bu tarz bir gemi yaratmak için 70li ve 80li yılların klişe bilim kurgu teknolojisi olan küçültücü lazer ışınlarını kullanmadılar. İzledikleri yöntem nanoteknoloji sayesinde ürettikleri mikroskopik (bir saç telinden çok daha ince) aletleri damarlarımız içerisine vererek, doğrudan hastalığın merkezine yönlendirme üzerine kurulu. Bu sıradışı yöntemle ilaçların kanserli dokulara adrese teslim gönderilmesi ve böylece sağlıklı hücrelerin bundan zarar görmemesi mümkün. Ayrıca ameliyatsız, kesiksiz ve kansız bir işlem. Özellikle kanser tedavisi başta olmak üzere, neredeyse tüm tıbbi yöntemleri kökten değiştirebilecek olan bu yaklaşımın 2008’den 2012 yılına kadar gelişimine göz atacağız.
Makaledeki tüm gelişmelerin arkasında yatan beyin Kanada Montréal Politeknik Üniversitesi bilgisayar mühendisliği profesörü Sylvain Martel. Martel’in araştırmalarının temelinde yatan teknik aslında basit bir nakliyat işini andırıyor. Damarlarımızdaki kan içerisinde rahatça dolaşan bir bakteri kirala, ilaçları bakteriye yükle, hastalığın adresini ver ve nakliyat sonlandığında bakteriyle işin bitsin. Ancak ne yazık ki bakteriler kredi kartı kabul etmiyorlar.
Bu yüzden Profesör Martel, oldukça sıradışı bir fikir geliştiriyor. Kanda yüzebilen, canlı bakterileri alarak onlara mikroskopik boncuklar ekliyor. Bu boncuklar yük taşımak için ideal boyutlarda. Bu sayede bakterileri birer kamyonete çeviriyor. Martel’den önce de bu fikir vardı, ancak diğer bilim insanları bu bakterilerin kendi kendilerine yüzme özelliklerinden faydalanmaya çalışıyorlardı. Martel’in sıradışı fikri ise, bu minik kamyonları manyetik rezonans görüntüleme (MRI) yardımıyla kendi kontrolüyle sürüyor olmasıydı. Bunun için Martel doğal halinde manyetik zerreler (tanecikler) barındıran bakteriler kullanmayı düşündü. Doğada bu zerreler bakterilerin derin sularda oksijenden uzaklaşacakları şekilde ilerlemelerine yardımcı oluyorlar. Aynen bir pusulanın iğnesinin doğrultusunu kullanma prensibimiz gibi. İşte bu noktada MRI aleti devreye giriyor. MRI ile yaratılacak yapay manyetik alan sayesinde bu bakterilerin istenilen doğrultuda ilerlemesi sağlanıyor. Bu sebeple Martel bu bakterilerini nanobot olarak nitelendiriyor.
Bahsi geçen bakteriler flagella adındaki kuyruklara sahip ve hızlı bir şekilde kan içerisinde yüzebiliyorlar. Her bir bakteri iki mikron çapında olduğundan insan vücudundaki en küçük damara bile rahatça sığabiliyor. 2008 yılında 150 nanometre büyüklüğünde olan bu römork boncuklarıyla ilk olarak antikor hücreleri taşımak üzere tasarlandı. Doğadan esinlenmekten de öte, doğayı kullanan bu yöntemde temel amaçlardan biri de boncuk hacminin büyütülmesi. Bu boncukların boyutlarının büyümesi daha çok madde taşınabilmesi anlamına geliyor. Yani kamyondan, tıra geçiş yapmak gibi. Sonuç: Deneylerde saniyede 10 santimetre ilerleyen bakterilerle, bir domuzun şahdamarında 1.5 milimetrelik bir boncuğu taşıtmayı başardı [1].
Bu bakterilerin bir dezavantajı, geniş damarlarda kendi başlarına yüzemiyor oluşları. Debiye karşı koyabilecek kadar kuvvetli değiller. Bu yüzden araştırmacılar bakterileri de içinde taşıyacak büyüklükte manyetik olarak kontrol edilebilen bir aracı hastalıklı bölgeye kadar taşımayı önerdiler. Bir çeşit polimerden yapılan bu araç bakterileri salıverdikten sonra kanda çözünüyor. İçerdiği nano taneciklerle kontrol edilebilen bu araç saniyede yaklaşık 200 mikron hızla ilerleyebiliyor ve saniyede 30 defa yönü değiştirilebiliyor [2].
Bu araştırmaya gelen eleştiriler kanda çözünen manyetik partiküllerin nasıl kandan uzaklaştırılacakları ve bakterilerin hedefe ulaşmadan vücudun bağışıklık sistemi tarafından yok edilip edilmeyeceği üzerine. Ancak Mantel deneylerde çıkan sorunçların bu tarz bir durumu yansıtmadığı ve bakterilerin bağışıklık sistemi tarafından zaten henüz tanınmadığı için nanobotların rahatlıkla hedefe ulaşacak kadar vakitleri olduğu yönünde görüş bildiriyor.
Bakteriler illa gerekli mi?
Peki ama bu nanobotlar neden bakterilere ihtiyaç duyuyor? Neden bilim insanları kendi pervanelerine sahip robotlarla antikorları veya ilaçları hasta bölgelere taşıyacak bir düzenek tasarlamıyorlar? Aslında bu mümkün. Bu tarz robotlar zaten tasarlanmış durumda. Ancak sorun bu robotlara gerekli olan gücü sağlayacak bir düzeneğin (örn:pil) henüz keşfedilmemiş olması. Ayrıca, büyük çaplı sistemlerde (örn: denizaltı, gemi) etkin olan tahrik sistemleri ve yüzme hareketlerinin mikro çaplı sistemlerde çok daha karmaşık olması. Bu sebeple robotları kontrol etmek oldukça güçleşiyor. İşte bu yüzden işinin ehli olan ve milyonlarca yıldır en iyi bildiği işi yapan bakteriler kullanılıyor. Seçilen bakteri, MC-1 adı verilen, dönen kırbaçımsı kuyruğu sayesinde çoğu türden 10 kat daha hızlı yüzebilen, ve saniyede 200 mikrometre hızlara çıkabilen bir bakteri.
Aynı grubun 2009 yılında sıçanlar üzerinde yaptığı deneylerde 50 mikrolitrelik bakteri içeren bir çözeltiyi enjekte ettiklerini ve ne bakterilerin hayvanlara zarar verdiğini, ne de bakterilerin genel olarak zarar gördüğü gözlenmiş. Zehirlenmeye sebebiyet vermeden yaklaşık 40 dakika sonra kan içerisinde öldükleri ve daha sonra da bağışıklık sistemi tarafından temizlendiği belirtilmiş [3].
Bakterileri robota dönüştürmek
2010 yılında aynı araştırma ekibi bu sefer akıllara zarar bir demonstrasyona imza atıyorlar. Bakterileri mikro-manipülasyon işleri için kullanıp mikro-robotları sürmelerini sağlıyorlar. Bu deneyin sonunda bize göstermek istedikleri şey, bu bakterilerin sadece basit nakliyat işleri için kullanmak zorunda olmadıkları. Eğer doğru şekilde kontrol edilebilirlerse, ilaç taşımanın yanında patojenleri algılamakta, farmakolojik ve genetik testleri bulundukları yerde ifşa edebilecek mikro laboratuvarlar inşa etmekte bakterileri kullanmanın mümkün olabileceğini kanıtlamak istiyorlar. Bunun için de bakterilere Mısır’daki Djoser piramidini örnek alan bir mikro-piramit inşa ettiriyorlar. 5000 bakterisinin bir sürü halinde çalıştıkları ve sadece minik epoksi tuğlalar kullarak 15 dakikada bir piramit oluşturdukları videoyu aşağıda seyredebilirsiniz [4]:
Her bir bakteri 4 pikoNewtonluk kuvvet uygulayabilecek kuyruk organellerine sahip. Tek başına küçük olmasına karşın 5000 tanesini birlikte çalıştırdığınız zaman bir piramit yaptırabiliyorsunuz.
Hayvanlar üzerindeki ilk klinik deneyler
2011 yılının başında Mantel ve ekibi, hazırladıkları tüm sistemi gerçek anlamda ilk kez bir canlıda denediler, tek bir farkla bu kez bakterileri es geçtiler. MRI kullanarak yönlendirdikleri bir mikro taşıyıcı sistemi karaciğerinde tümör olan bir tavşana doxorubicin adlı bir kemoterapi ilacı taşımak için kullandılar. Bu taşıyıcı sistem iddia edildiği gibi vücut içerisinde yok olacak cinste bir polimerden üretilmişti. Polimerin tasarımı, farklı hızlarda çözünecek şekilde yapılmıştı, böylece yeterli dozda ilaç iletimi sağlanıyordu. Her bir taşıyıcının yüzde otuzu manyetik nano taneciklerken kalan yüzde yetmişi ilaçtı. Mantel sadece kemoterapi değil, radyoterapi ilaçları olan radyoaktif maddelerin de iletiminin mümkün olduğunu belirtti [5].
Bazı kan damarları “Y” şeklinde çatallandıklarından geleneksel ilaç iletim sistemlerinin yaklaşık yüzde 50 ihtimalle tümörlü dokunun olduğu yöne, yüzde 50 ihtimalle de karaciğerin alakasız bir bölgesine gidip yan etkiye sebebiyet veriyorlar. İşte Mantel’in bu sistemi manyetik kontrolü sayesinde hiçbir çatallanmadan etkilenmeyecek bir özelliğe sahip olduğu için fark yaratıyor. Ayrıca hiçbir kan damarına zarar vermiyor. Geleneksel kemoterapide kateter (sonda) ile yapılan bir ilaç sevkiyatı, kateterin tümöre çok yaklaşıncaya kadar karaciğerin dibine kadar sokulması ve bu sırada da tabii ki bir çok damara zarar verilmesi anlamına geliyor. Bu sebeple de hastalar günlerce, hatta haftalarca damarlarının iyileşmesini bekliyorlar ki, yeni bir doz daha alabilsinler. Ancak manyetik mikrotaşıyıcı robotlar kullanıldığında, sondanın damarlara bu kadar yakınlaşmasına gerek kalmıyor. Zarar görmeyen damarlar sayesinde de hasta arka arkaya günler içerisinde birçok dozu az az ancak hızlı bir şekilde alabiliyor. Bu şekilde de kimyasal zehirlenmelerin önüne geçiliyor.
Ekip, 2011 yılının sonunda tekrar bakterili nanobot sisteminin testlerine yöneldi. Ancak Mantel’in görüşüne göre bu metodlar her ne kadar hayvanlar üzerinde etkili olsa da pratik hayatımızdaki uygulamalarından 4-7 yıl uzaktayız.
Not: Konuyla ilgili daha fazla bilgi sahibi olmak isteyenlere Sylvian Mantel’in İngilizce altyazılı Fransızca bir TEDx sunumunu seyretmelerini öneriyorum.
[1] Sylvain Martel, Jean-Baptiste Mathieu, Ouajdi Felfoul, Arnaud Chanu, Eric Aboussouan, Samer Tamaz1, Pierre Pouponneau, L’Hocine Yahia, Gilles Beaudoin, Gilles Soulez and Martin Mankiewicz Automatic navigation of an untethered device in the artery of a living animal using a conventional clinical magnetic resonance imaging system Appl. Phys. Lett. 90, 114105 (2007); http://dx.doi.org/10.1063/1.2713229
[4] Sylvain Martel, Mahmood Mohammadi: A robotic micro-assembly process inspired by the construction of the ancient pyramids and relying on several thousand flagellated bacteria acting as micro-workers. Intelligent Robots and Systems, pp 426-427, 2009.
[6] Sylvain Martel Flagellated Magnetotactic Bacteria as Controlled MRI-trackable Propulsion and Steering Systems for Medical Nanorobots Operating in the Human Microvasculature doi: 10.1177/0278364908100924 The International Journal of Robotics Research April 2009 vol. 28 no. 4 571-582
Bilim insanları sonunda parmaklarınızı çıtlattığınızda tam olarak ne olduğunu ortaya çıkardılar.
Uluslararası bir bilim ekibi; MRI görüntüleme tekniğini kullanarak parmak çıtlatması sırasında karakteristik bir sesin ortaya çıkmasına sebep olan şeyi tanımladılar. Gözlemledikleri ise eklem içerisinde bir boşluğun oluşmasıydı.
University of Alberta ‘dan profesör Greg Kawchuk:
“Araştırmayı; “parmağımı çek çalışması” olarak isimlendiriyoruz ve aslında birisinin parmağını çekiyor, o esnada da MRI ‘de neler olduğunu kaydediyoruz. Bunu yaptığınızda aslında eklemler içerisinde tam olarak neler olduğunu açık bir şekilde görebilirsiniz” diyor.
Bilim insanlarının parmak çıtlatma sırasında ortaya çıkan sese neyin sebep olduğu tartışması 1947’ye kadar uzanıyor. İngiltereli araştırmacılar bu durumu gaz baloncuklarının oluşması olarak teorize etmişlerdi.1970’lerde ise bir başka araştırma ekibi; sesin arkasındaki sebebi, baloncukların patlaması olarak tanımladı.
Sağdaki MRI görüntüsü parmak çıtlatma esnasında eklem arasında oluşan boşluğu gösteriyor.
Ve nihayet; bu yeni araştırmada kullanılan MRI video yöntemiyle 310 milisaniyeden daha kısa süredegerçekleşen her çıtlatmanın gerçek zamanlı kayıtları toplandı. Çıtlama ve eklem ayrışmasının; kaygan bir madde olan ve eklemlerin “yağlı” kalmasını sağlayan eklem sıvısıyla birlikte hızlı bir şekilde gaz dolu boşlukların oluşmasıyla bağlantılı olduğu görüldü.
Durumu bir tür küçük vakum oluşmasına benzeten Kawchuk:
“Eklem yüzeyleri aniden ayrıldıkça, artan eklem hacmini doldurabilecek yeterlikte sıvı bulunmuyor, dolayısıyla da bir boşluk oluşuyor ve bu olay da sesin ortaya çıkmasına sebep olan şey” diyor.
Öte yandan, bilimciler parmakları çıtlatma sırasında uygulanan kuvvetin miktarını hesapladılar ve çıtlatma sırasında ortaya çıkan enerjinin sert yüzeylere zarar verebilecek yeterlilikte olduğunu söylüyorlar.
Bununla birlikte, araştırma; parmak çıtlatmanın uzun vadede bir zarara yol açmadığını gösteriyor.
Araştırmanın Orijinal Hali İçin: Gregory N. Kawchuk , Jerome Fryer , Jacob L. Jaremko , Hongbo Zeng , Lindsay Rowe, Richard Thompson Real-Time Visualization of Joint Cavitation PLOS ONEPublished: April 15, 2015DOI: 10.1371/journal.pone.0119470
Kaynak:
Chris Pash, “Medical researchers have finally worked out what happens when you crack your finger knuckles”, http://www.businessinsider.com.au/science-has-finally-worked-out-what-happens-when-you-crack-your-finger-knuckles-2015-4
Bilişsel psikologlar yaşlanan beyinlerin veya daha uygun biçimde yaşlı insanların beyinlerinin, gençlere göre farklı şekilde işlediğine dair yeni bulgular elde etti. Hafızaya dayalı bir testte bu farkı gözlemleyen bilimciler, yaşa bağlı bilişsel performans azalmasına ve tedavisine yönelik çıkarımlar yapılabileceğini belirtiyor.
Ocak ayında Neurobiology of Learning and Memory‘de yayımlanan çalışma Rotman Research Institute tarafından yürütüldü ve araştırmada hafıza taskı gerçekleştiren genç ve yaşlı beyinlerinin farklı beyin dalgası paternleri gösterdiği gözlemlendi.
Beyinlerimizi vücudumuzdaki diğer organlar gibi yaşlandıkça değiştiği, bir miktar işlev bozukluğu yaşadığı bilinse de, yaşlılıkta da eski anıları tekrar nasıl hatırladığımız veya yeni anıları nasıl oluşturduğumuz konusu gizemini korumaya devam ediyor. Araştırmanın bulguları beyin aktivitesi açısından jenerasyonlar arası farkı direkt bir biçiminde ortaya çıkarması bakımından tek olma özelliği taşıyor. Bu temel farklılıkları şema halinde inceledikçe, bilimciler kognitif yetenek azalması problemlerini teşhis, öngörme ve tedavi için yeni yollar keşfedebilecekler.
Bulgular; beynin ;hipokampus da dahil olmak üzere öğrenme ve hafıza ile ilgili olan; çok kilit bölgelerindeki ritmik aktivitenin yaşlılık ile değiştiğini ve yaş ilerledikçe dereceli biçimde bu değişimin artış gösterdiğini açığa çıkarıyor. (Bu beyin bölgelerine beyin kabuğu -korteks- ve neokorteks de dahil)
Beynin anatomisini ve yapısal oluşumunu ölçümleyen MRI ile beynin elektrik aktivitesi ile oluşan manyetik alanı ölçen manyetoensefalografi (MEG) teknikleri kullanılan çalışmada 24.8 yaş ortalamasına sahip genç grup ile 65.9 yaş ortalamasına sahip yaşlı grup arasındaki potansiyel ‘yaşa-bağlı’ farklılıklar incelendi.
Beynimiz elektriksel sinyalleri iletişim yöntemi olarak kullanan 100 milyar nörondan -sinir hücresi-nden oluşmuştur. Sinyaller bir hücreden diğerine geçerken frekans olarak gözlemlenen ritmik düzenler ortaya çıkarırlar ve biz de bu oluşumu ‘beyin dalgaları’ olarak biliriz.
Geçmiş çalışmalarda daha yavaş hızda hareket eden beyin dalgalarının hafıza işlevi için ve görece hızlı dalgaların ise dikkat ögesi için önem arz ettiği tespit edilmişti. Bugüne kadar birçok çalışmada hafıza işlemleme ve hatırlama süreçlerinin beyin dalgaları incelenmiş olmasına karşılık genç ve yetişkinlerde bu noktadaki farklılıklar detaylı biçimde araştırılmamıştı.
Grup içi (gençler ve yaşlılar) hafıza görevi başarısı çok ciddi farklılıklar göstermese de, genç yetişkinlerin grubunda hafıza tutarlılıklarının göstergesi olarak teta (yavaş beyin dalgaları) yoğunluğu gözlemlendi. Buna karşılık yaşlılarda -gençlerde gözlemlenmeyen- alfa titreşimi (görece daha hızlı beyin dalgaları) yoğunluğu gözlemlendi.
Gruplar arasında da hafıza başarıları arasında gözle görülür farklar olmamasına rağmen, ortaya çıkan beyin dalgaları görüngüleri birbirinden büyük ölçüde farklıydı. MRI görüntüleri ile yapısal farklılıkların da minimum düzeyde olduğunun gözlemlenmesi, beyin dalgaları aracılığıyla genç ve yetişkin beyinlerinde aktivite paternlerinin biribirinden hatırı sayılır biçimde farklı olduğu sonucunu ortaya çıkardı.
Renante Rondina, Rosanna K. Olsen, Douglas A. McQuiggan, Zainab Fatima, Lingqian Li, Esther Oziel, Jed A. Meltzer, Jennifer D. Ryan. Age-related changes to oscillatory dynamics in hippocampal and neocortical networks. Neurobiology of Learning and Memory, 2015; DOI: 10.1016/j.nlm.2015.11.017
Herkes farklı kişilik özelliklerinin karışımına sahip: Kimimiz dışa dönük, kimimiz zor bir kişilik ve kimimiz evhamlıyız. Yapılan yeni bir çalışma, beynin de hem anatomik hem de akıl ve hafıza gibi zihinsel faktörleri etkileyen farklı karakterlere sahip olduğunu öne sürüyor.
Yorum yazabilmek için oturum açmalısınız.