ANOSMİ ve PAROSMİ İLE SEYREDEN NÖROLOJİK HASTALIKLARDA OLFAKTOR UYARTILMIŞ POTANSİYELLER

Transkript

1 T.C. EGE ÜNİVERSİTESİ SAĞLIK BİLİMLERİ ENSTİTÜSÜ ANOSMİ ve PAROSMİ İLE SEYREDEN NÖROLOJİK HASTALIKLARDA OLFAKTOR UYARTILMIŞ POTANSİYELLER Ege Üniversitesi Tıp Fakültesi Biyofizik Anabilim Dalı Programı DOKTORA TEZİ Erden ASENA Tıp Doktoru DANIŞMAN Prof. Dr. Gürbüz ÇELEBİ İZMİR 2007

2 T.C. EGE ÜNİVERSİTESİ SAĞLIK BİLİMLERİ ENSTİTÜSÜ ANOSMİ ve PAROSMİ İLE SEYREDEN NÖROLOJİK HASTALIKLARDA OLFAKTOR UYARTILMIŞ POTANSİYELLER Ege Üniversitesi Tıp Fakültesi Biyofizik Anabilim Dalı Programı DOKTORA TEZİ Erden ASENA Tıp Doktoru DANIŞMAN Prof. Dr. Gürbüz ÇELEBİ İZMİR 2007

3

4 DEĞERLENDİRME KURULU ÜYELERİ Başkan : Prof.Dr.Gürbüz ÇELEBİ (Danışman) Üye : Prof.Dr.Serdar DEMİRGÖREN Üye : Prof. Dr. Musa Hakan ASYALI Üye : Doç. Dr. Ersin KOYLU Üye : Yard. Doç. Dr. Murat PEHLİVAN Doktora Tezinin kabul edildiği tarih:...

5 ÖNSÖZ İnsanlarda koku algısının değerlendirilmesi dünyadaki pek çok klinikte hala psikofizik testlerle yapılmaktadır. Psikofizik testler tamamen subjektif sonuçları temsil ettikleri için objektif ve kantitatif bir değerlendirmeden uzaktır. Elektrofizyolojik testler ise objektif sonuçlar üretmelerine rağmen test cihazlarının çok pahalı olması ve test şartlarını sağlamada yaşanan zorluklar nedeniyle yaygın olarak kullanılmamaktadır. Bu çalışmaya konu olarak koku ile uyartılmış potansiyellerin (KUP) kaydedilmesini seçmekteki hedefim, üniversite imkanlarını ve desteğini de kullanarak bir olfaktometre oluşturmak ve daha sonra bu olfaktometre aracılığıyla insanlardaki koku algısını objektif olarak değerlendirmektir. Doktora eğitimim boyunca destek, teşvik ve yardımları nedeniyle Tez Danışmanım ve Anabilim Dalı Başkanımız Prof. Dr. Gürbüz ÇELEBİ ye sonsuz teşekkürlerimi sunarım. Hemen her konudaki kapsamlı bilgisi ve yaratıcı düşüncelerinden faydalanabildiğim için kendimi çok şanslı hissediyorum. Aynı zamanda bilimsel ve teknik konularda yardımını esirgemeyen, bilgi ve deneyimlerini karşılık gözetmeden paylaşan Anabilim Dalımız Öğretim Üyesi Yard. Doç. Murat PEHLİVAN a da çok teşekkür ederim. Özellikle elektronik sistemler ve sinyal analizi hakkındaki bilgi ve deneyimleri bu çalışmanın gerçekleştirilmesinde büyük rol oynadı. İzmir, Dr. Erden ASENA I

6 İÇİNDEKİLER 1. GİRİŞ Kokunun algılanması Koku yolları Koku alma bozuklukları Koku testleri Psikofizik Testler Elektrofizyolojik Testler Olaya ilişkin uyartılmış olfaktör potansiyeller GEREÇ ve YÖNTEM Denekler Kayıt ve Analiz Sistemi Deney BULGULAR TARTIŞMA SONUÇ ve ÖNERİLER ÖZET YARARLANILAN KAYNAKLAR EKLER...51 II

7 ŞEKİLLER Şekil 1. İmal edilen olfaktometre ve kayıt sisteminin şematik diyagramı...19 Şekil 2. Sabit hava akımlı hava çıkışlı olfaktometrede kokulu ve kokusuz hava yollarının kontrolü. Kokusuz hava buruna yönlendirilirken...21 Şekil 3. Sabit hava akımlı hava çıkışlı olfaktometrede kokulu ve kokusuz hava yollarının kontrolü. Kokulu hava buruna yönlendirilirken...21 Şekil 4. İmal edilen olfaktometrenin hastanın burnuna uzanan, teflondan imal edilmiş hortum sistemi...22 Şekil 5. Deneğin burnuna sadece hava verildiğinde bile olaya ilişkin uyartılmış koku potansiyele benzeyen bir potansiyel yazdırılabilir. Fakat bu potansiyel burun mukozasındaki taktil uyarana yanıt olarak ortaya çıkan trigeminal uyartılmış potansiyeldir...24 Şekil 6. Solenoid vanaın çalışma prensibi...25 Şekil 7. Elektrod konumları...27 Şekil 8. DASYLab programı ile kontrol edilen parametreler ve kayıt sisteminin bilgisayar ekranındaki görüntüsü...29 Şekil 9. Ekran üzerinde izlenen program arayüzü...30 Şekil 10. Deneğe koku uyaranının uygulanması ile başlayan olayların Akış Şeması...31 Şekil 11. Bir deneğe ait tipik bir kokuyla uyartılmış potansiyel trasesi. A, N1 bileşenine ait latans, B ise genliktir...33 III

8 Şekil 12. Anosmik bir denekten yazdırılan ve sadece gürültüden oluşan potansiyel...33 Şekil 13. Anosmik bir denekden yazdırılan tipik trigeminal yanıt.34 Şekil 14. Normosmik deneklerden yazdırılan potansiyellerin genlik dağılımı...36 Şekil 15. Normosmik kadın ve erkek deneklerden yazdırılan potansiyellerin latansları...37 IV

9 ÇİZELGELER Çizelge 1. Çalışmaya katılan deneklerin cinsiyete göre sınıflandırılması...17 Çizelge 2. Çalışmaya katılan deneklerin cinsiyete ve yaş ortalamalarına göre sınıflandırılması...18 Çizelge 3. Çalışmaya katılan normosmik deneklerden yazdırılan potansiyellerin latans ve genlikleri...35 Çizelge 4. Normosmik deneklerden yazdırılan kokuyla uyartılmış potansiyellerin latans ve genlikleri...36 Çizelge 5. Kadın ve erkek normosmik deneklerden yazdırılan potansiyellerin latans ve genliklerine uygulanan Mann Whitney U testi sonuçları...37 Çizelge 6. Normosmik deneklerden, 10 uyarma ve 15 uyarma sonunda elde edilen potansiyellerin latans ve genlik değerleri...38 Çizelge 7. Aynı normosmik deneklerden, 10 uyarma ve 15 uyarma sonunda elde edilen potansiyellerin genliklerinin Mann Whitney-U test ile karşılaştırılması...39 V

10 1. GİRİŞ İnsanlarda koku alma duyusu, hakkında en az bilgi sahibi olduğumuz duyudur. Bunun başlıca iki nedeni vardır. Birincisi insanların günlük yaşamını sürdürmesi için koku duyusuna diğer duyulara olduğu kadar gereksinimi olmamasıdır. Bu nedenle koku alma bozuklukları gerek bireyin kendisi gerekse klinisyenler tarafından ciddiye alınmaz. İkincisi ve daha önemlisi ise koku alma duyusunu objektif olarak test etmede karşılaşılan güçlüklerdir. Koku alma duyusunun hormon düzeylerindeki değişimlerden, havadaki bağıl nem oranına kadar uzanan geniş bir yelpazedeki iç ve dış etkenlere bağlı olarak değişmesi çalışmalar için gerekli olan standart test koşullarını sağlamayı güçleştirmektedir. Ayrıca insanlardaki koku duyusunun hayvanlara göre rudimenterliği ve genellikle subjektif verilere dayanması ve buna bağlı olarak hayvan deneylerinin elverişsizliği de karşılaşılan bir diğer sorundur. Oysa koku alma duyusunun kantitatif bir biçimde değerlendirilerek koku duyusunun zamana, ortama ve hastalıklara göre nasıl değiştiğinin saptanması bilimsel araştırmalara olduğu kadar bazı hastalıkların ön tanısına ve tedavisinin izlenmesine katkı sağlayabilir. Özellikle idiopatik parkinson hastalığı gibi beyinde ilk tutulumunu olfaktör bulbusta yaptığı bilinen nörodejeneratif hastalıklar ve klinik olarak kesin tanı koymanın güç olduğu anosmi vakalarında objektif ve kantitatif bir test son derece yararlı olacaktır. Bu konunun öneminin farkında olan az sayıdaki araştırmacı insanda koku alma duyusu üzerinde yoğun çalışmalar yapmıştır. Ondokuzuncu yüzyılda psikofizik

11 testlerin yoğun olarak kullanıldığı bu alandaki araştırmalara 20. yüzyılda elektrofizyolojik testler ve daha sonra da görüntüleme yöntemleri eklenmiştir. Psikofizik testler son derece subjektiftir ve güvenilirlikleri azdır. Ancak bu testleri uygulamaktaki kolaylık ve birçok klinik tarafından yıllardır kullanılmakta olmaları bu testlerin zaman içinde belli bir standarda ulaştırılmalarını sağlamıştır. Koku duyusunu araştırmada başvurulan bir diğer yaklaşım görüntüleme yöntemleridir. Ancak bu yöntemler hem pahalıdır hem de hem de erişilebilirlikleri sınırlıdır. Bu nedenle bu yöntemlerden günümüzden çok gelecekte yaygın olarak yararlanılabileceği söylenebilir. Diğer duyulardan farklı olarak, insanda koku alma duyusuyla ilgili elektrofizyolojik çalışmalar oldukça sınırlı kalmıştır. Örneğin, elektroretinogram (ERG) veya olaya ilişkin uyartılmış görsel potansiyel (VERP) kayıtları birçok klinikte tanı amacı ile olarak rutin olarak yapılmaktadır. Oysa kokuya ilişkin benzer analog potansiyel kaydetme yöntemi yaygın olarak kullanılmadığı gibi, üniversiteler de dahil dünyada çok az merkezde gerçekleştirilebilmektedir. Koku alma ile ilgili elektrofizyolojik testler başlıca iki başlık altında toplanmaktadır: Elektroolfaktografi ve olaya ilişkin kokuyla uyartılmış potansiyeller. Elektroolfaktografide, olfaktör stimülasyonu takiben olfaktör epiteldeki elektriksel aktivite kaydedilmektedir. Ancak kısıtlı bir alandaki aktivitenin kaydedildiği bu test kortikal aktivite hakkında bilgi vermediği için pek tercih edilmemektedir. Olaya ilişkin uyartılmış koku potansiyeli kaydı ise deneğin burnuna olfaktometre adı verilen bir cihazdan kokusuz hava ve kokulu havanın dönüşümlü 2

12 olarak uygulandığı ve kokulu hava uygulanması ile aynı anda saçlı kafa derisinden yüzeyel elektrotlarla elektroensefalogramın kaydedildiği bir testtir. Elde edilen sonuçlar, hastanın burnuna gönderilen kokulu hava karışımının kortikal nöronlarda bir elektriksel aktiviteye neden olup olmadığı hakkında bilgi verir. Elektroolfaktogram ile kıyaslandığında hastanın test sırasındaki konforu oldukça yüksektir. Olaya ilişkin uyartılmış koku potansiyelleri, uygulanması kolay bir testtir ve kısa sürede güvenilir sonuçlar vermektedir. Ancak olaya ilişkin uyartılmış koku potansiyellerini kaydetmenin teknik olarak ciddi güçlükleri vardır. Testin yapıldığı ortamdan kokulu havanın çabuk uzaklaştırılması, uyaran şiddetinin ayarlanması ve test boyunca sabit tutulması karşılaşılan başlıca zorluklardır [1]. Olaya ilişkin uyartılmış koku potansiyellerini kaydederken en sık karşılaşılan ve genellikle de ihmal edilen sorun ise buruna uygulanan hava akımının trigeminal sinirde de uyarıya yol açması ve olaya ilişkin uyartılmış koku potansiyelleri ile birlikte trigeminal uyartılmış potansiyellerin (TEP) de ortaya çıkarak araştırmacıyı yanıltmasıdır [2-7]. Koku duyusu üzerinde çalışan araştırmacılar, yaklaşık yüz yıldır koku duyusunu ölçmeye yönelik objektif ve kantitatif testler geliştirme çabası içinde olmuşlardır. Bu amaçla psikofizik testlerden elektrofizyolojik testlere ve hayvan deneylerine kadar uzanan geniş bir alanda çalışmalar yürütülmüştür. İlk olarak 1883 de Fleischl von Marxow amonyağın tavşan beyninde elektriksel potansiyeller oluşturduğunu gözlemiştir. Berger, 1929 da aynı fenomenin insanlarda da görülebileceğini iddia etmiş ancak test düzeneğinden kaynaklanan sorunlar nedeniyle bunu kanıtlayamamıştır [8]. 3

13 Subjektif koku testlerini ilk geliştiren bilim adamlarından biri Elsberg dir [9]. Bu testler çeşitli modifikasyonlarla günümüze kadar gelmiştir. Ancak bu testler kantitatif olmadıkları için objektif değillerdir, koku ayrımı ile ilgili kaba bilgiler dışında, örneğin koku yolları (projeksiyonları) hakkında hiçbir bilgi vermezler. Deney hayvanları üzerinde yapılan ilk objektif çalışmalar 1975 yılında Burman ın çalışması ile başlamıştır. Bu çalışmalarda iki farklı konsantrasyonda N- amil asetat ile uyarılan kaplumbağa ve sincaplardan olfaktör kortekse yerleştirilmiş elektrotlar yardımı ile olfaktör bulbustaki uyartılmış potansiyeller kaydedilmiştir. Latansları ms dolayında bulunan bu potansiyeller latans hakkında kaba bir fikir vermiştir. Fakat asıl önemli bulgu koku konsantrasyonu ile genlik arasında doğrusal bir ilişkinin var olduğudur. Tanabe ve ark yılında maymunlarda 8 farklı koku ile OEP kaydetmişlerdir. Bu araştırmacılar olfaktör bulbusu koruyarak frontal lobun prefrontal bölgesini çıkartmışlar ve daha sonra OEP kaydetmişlerdir [10]. Frontal lobun çıkartılmasının OEP latanslarında bir değişmeye neden olmadığını, ancak koku ayırdetmede sorun yaşandığını saptamışlardır. Bu çalışma koku ayırdetme merkezinin frontal lobun prefrontal (orbitofrontal) alanında yer aldığı fikrini desteklemiştir. İnsanlar üzerinde yapılan çalışmalarda başarılı ilk olaya ilişkin uyartılmış koku potansiyeli kayıtları 1960 larda Finkenzeller tarafından yapılmış olup onu Allinson ve Goff (1967), Giesen ve Mronowski (1970), Herberhold ve Cianfrone (1976) izlemişlerdir. Ancak büyük miktarda veriyi analiz etmedeki teknik yetersizlik çalışmaların hızlı ilerlemesini engellemiştir [11-14]. Aynı dönemde Osterhammel ve arkadaşları insan nazal mukozasındaki ilk elektrofizyolojik çalışmaları başlatmışlardır (Elektroolfaktogram) [15]. Ancak 4

14 elektroolfaktogram üzerinde yapılan çalışmalar 1970 lerden sonra bir hayli yavaşlamıştır. Smith, 1971 de yaptığı deneyler sonucunda trigeminal siniri tahrip olmuş insanlarda olaya ilişkin potansiyel (event related potential ERP) kaydı alınamadığını iddia etmiştir. Bu gelişme kokuyla ilgili elektrofizyolojik çalışmalar yapan araştırıcıların şevkini kırmıştır [7]. Kobal (1978), Smith in bulgularının bir artefakttan kaynaklandığını ve trigeminal hissini kaybetmiş insanlarda da olaya ilişkin uyartılmış koku potansiyelleri kaydedilebileceğini göstermiştir [1]. Bu bulguyla birlikte araştırmacıların olaya ilişkin uyartılmış koku potansiyellerine ilgisi yeniden artmıştır. Livermore ve arkadaşları 1992 yılında 30 sağlıklı olgu üzerinde yaptıkları çalışmada trigeminal ve olfaktör uyarılar arasındaki etkileşimleri saptamışlardır [16]. Olfaktör uyaran olarak hidrojensulfid ve trigeminal uyaran için karbondioksit ve her iki sistemin ortak uyaranı olarak da nikotin kullanmışlardır. Hummel ve Kobal 12 sağlıklı olgu üzerinde yaptıkları çalışmada trigeminal ve olfaktör evoked potansiyeller arasındaki farklılıkları araştırmışlardır [6]. Bu amaçla olfaktör uyaran için vanilin ve asetaldehit, trigeminal uyaran için sulfürdioksid ve amonyak kullanılmıştır. Bu maddelerden elde edilen olaya ilişkin uyartılmış koku potansiyellerini yedi pozisyondan kaydetmişler ve kabaca bir beyin haritası çıkarmışlardır. Olfaktör uyaran ile en geniş genlikli yanıtı perisantrik bölgeden, trigeminal uyaranlarla ise verteksten kaydetmişlerdir. Olaya ilişkin uyartılmış koku potansiyellerini kaydetmek için kullanılan düzenekler kokunun deneğe uygulanış şekline göre de çeşitli aşamalardan geçmiştir. 5

15 Herbelhold tarafından 1976 da nazal kaviteye enjektör benzeri bir aygıt ile kokulu hava püskürtülerek uyartılmış potansiyel kayıtları alınmıştır [14]. Ancak bu yöntemle yapılan çalışmalarda hem anosmik deneklerden uyartılmış potansiyeller elde edilmiş (Cianfrone ve Subiaco, 1978; Swandulla, 1986; Sakuma ve arkadaşları, 1996; Bauer ve Mott, 1996; Harada ve arkadaşları, 1997), hem de normosmik deneklerden trigeminal ve olfaktör aktivite birbirine karışmış olarak kaydedilmiştir [3, 13, 17, 18]. Hava dilüsyonlu olfaktometre, ilk kez 1970 lerde Kobal tarafından kullanılmış ve 1980 lerde daha da geliştirilmiştir [1]. Nazal mukozaya hava püskürtme yerine, burun önünde sürekli bir hava akımı oluşturma prensibiyle çalışan bu olfaktometre, trigeminal uyarılara neden olmadığı için geniş kabul görmüştür ve halen en yaygın olarak kullanılan ticari olfaktometredir. Bu çalışmada insanda koku duyusunu objektif ve kantitatif olarak ölçmek için olaya ilişkin koku ile uyartılmış potansiyelleri (OERP) kaydedebilen bir sistem geliştirilmiştir. Sistemde koku uyaranını hazırlamak ve uygulamak için kullanılan olfaktometre bilgisayar kontrollüdür. Sonuçlarda yanılgıya yol açabilecek trigeminal uyartılmış potansiyellerin ortaya çıkmasını önlemek amacıyla olfaktometre sabit hava akımı ve hava dilüsyonu prensibine göre imal edilmiştir. Çalışmada anosmik (konjenital - fiziksel travma), hiposmik (fiziksel - kimyasal travma) ve normosmik deneklerden olaya ilişkin uyartılmış koku potansiyelleri kayıtları alınmıştır. Böylece koku alma duyusunda bozukluk olan deneklerin koku alma derecelerinin kantitatif olarak belirlenmesi ve anosmi veya normosmi ayrımının bu yöntemle yapılması amaçlanmış, bu çalışmada kullanılan olfaktometre ve kayıt sistemi ile alınan sonuçların benzer konularda çalışacak başka araştırmacılar için referans olması hedeflenmiştir. 6

16 Bu çalışma insanın koku alma duyusunu elektrofizyolojik bir yöntemle değerlendirmeye yönelik bir araştırma olduğu için başlangıçta, koku gibi kimyasal bir uyaranın nasıl algılandığı ve olaya ilişkin koku ile uyartılmış potansiyellerin nasıl oluştuğu konularında özet bilgilere yer vermek yararlı olacaktır Kokunun algılanması Koku duyusunun fizyolojik mekanizması henüz tam olarak anlaşılamamıştır. Temelde, işitme ve dokunma duyularıyla bazı benzerlikler taşımasına karşın uyaranın cinsi bakımından onlardan ayrılır. Koku duyusunda uyaran, görme, işitme ve dokunma duyularından farklı olarak fiziksel değil kimyasaldır. Bu nedenle vektörel bir büyüklük değildir, yani kokunun yönü yoktur. Kokunun kaynağı ancak konsantrasyon gradyanından (bir vektör) belirlenebilir. Koku duyusunun algılanması ile ilgili bilinen ilk kural koku uyarısının oluşması için ortam havasının burunda nasal septumun üst kısmında yer alan regio olfactoria ya ulaşmasının gerekliliğidir. Oysa, normal solunum sırasında burundan giren hava doğrudan bu alana yönelmez. Kuvvetli burun çekme esnasında ise vestibülde oluşan değişiklikler nedeniyle hava akımı hızlanır ve havanın büyük kısmı regio olfactoria ya yönlendirilir. Burun çekme istemli veya havadaki koku uyaranına otomatik bir yanıt olabilir. Koku alma, kokulu madde partiküllerinin mukozoda difüzyonu ile gerçekleşir. Regio olfactoria olfaktör epitel doku ile kaplıdır. Bu epitel doku duyu epiteli karakterindedir ve olfaktör hücreler, destek hücreler, mikrovillüslü hücreler, kök hücreler olmak üzere toplam 4 tip hücreden oluşurlar. 7

17 1- Olfaktör hücreler: Reseptör hücreler de denilen bu hücreler insanda yaklaşık 50 milyon adet bulunmaktadır. Olfaktör hücreler destek hücreleri arasına yerleşmiş oval bipolar hücrelerdir. Olfaktör hücre aynı zamanda bir sinir hücresidir (nöron). Herbirinde koku reseptörlerinin yer aldığı çok sayıda siliyum taşıyan kısa bir dendrit ile olfaktör sinire katılan merkezi bir aksona sahiptir. Siliyumlar kimyasal uyaranlara duyarlı yüzey alanını artırmaktan sorumludur. Bu siliyumlar lipid içeriğine sahiptir. Böylece yağda çözünen ve koku hücrelerinin uzantılarına yakın bölgelerde yüksek konsantrasyonda olan koku molekülleri daha yüksek konsanatrasyonda algılanır. Olfaktör hücrelerin aksonları liflik demetler halinde lamina cribrosa dan geçtikten sonra nervus olfactorius u oluşturarak bulbus olfactorius a yönelirler. 2- Destek Hücreler: Uzun kolumnar (sütunu andıran) hücrelerdir. Olfaktör hücreleri birbirinden ayırırlar. Sitoplazmalarında sarı renkli granüller vardır. Aksiyon potansiyeli üretemediklerinden koku sinyali iletiminde rol oynamazlar. 3- Mikrovillüslü Hücreler: Sayıları olfaktör hücrelerin 1/10 u kadardır. Fonksiyonları tam olarak bilinmemekle birlikte kemoreseptör oldukları düşünülmektedir. 4- Bazal Hücreler: Kök (stem) hücre olarak görev yaparlar. Zarar gören reseptör hücrelerin yenilenmesini sağlarlar. Bu yenilenme siklusu yaklaşık gün sürer. Olfaktör epitelde bu hücrelerin yanısıra salgı bezleri de bulunur. Olfaktör mukozadaki tübülo-alveoler bezlere Bowman glandları adı verilir. Bu bezlerin seröz yapıdaki salgısı ve müköz epitelden transüdasyon ile geçen sıvı mukoza yüzeyine yayılır ve koku partikülleri için çözgen rolü oynar. Bu sıvı ayrıca koku partiküllerinin bu bölgeden uzaklaştırılması görevini de yapar. 8

18 Olfaktör epitele ulaşan koku molekülleri ancak bu epiteli kaplayan mukus içinde çözünürlerse olfaktör hücrelere ulaşabilirler. Bu moleküllerin mukusta çözünebilmeleri için suda ve yağda çözünebilir olmaları gerekir. Reseptör protein, membran boyunca içe ve dışa katlanarak membranı yedi kez geçen uzun bir moleküldür. Koku maddesi reseptörün dışa katlanmış bölümüne bağlanır. Reseptörün iç yüzü ise üç altbirimden oluşmuş bir G-proteinine kenetlidir. Reseptör uyarıldığında G-proteininden bir alfa alt birimi koparak uzaklaşır ve reseptör hücre gövdesi yakınında siliyer zarın iç yüzüne yapışık halde bulunan adenil siklazı aktive eder. Aktive edilmiş siklaz ise daha sonra çok sayıda hücre içi adenozin trifosfat molekülünü siklik adenozin monofosfata (camp) çevirir. Son olarak bu camp, başka bir zar proteini olan sodyum iyonu kanalını aktive eder. Sodyum iyonu kanalı kapıları açılarak reseptör hücresinin sitoplazmasına çok sayıda sodyum iyonu girmesine izin verir. Sodyum iyonları da hücre içine pozitif yükler taşır. Koku resptörü (ki aynı zamanda bir sinir hücresidir) böylelikle uyarılmış olur ve aksiyon potansiyelleri üretmeye başlar. Aksiyon potansiyelleri de koku uyaranına ait bilgileri koku nöronlarının aksonlarından oluşan koku siniri üzerinden merkezi sinir sistemine iletirler: Görüldüğü gibi koku molekülünün olfaktör epitele ulaşması ve onu geçerek olfaktör reseptöre bağlanabilmesi, molekülün fizikokimyasal özelliklerine ve burundaki hava akımına bağlıdır. Kısaca, koku moleküllerinin olfaktör hücrelere ulaşıp ulaşmayacakları aşağıdaki fiziksel faktörlere bağlıdır: Koku moleküllerinin uçucu olup olmadığı İnspirasyon havasındaki konsantrasyonları Regio olfactoria'ya ulaşan hava miktarı Lipidlerde ve sudaki çözünürlükleri 9

19 1.2. Koku yolları Koku yollarının 1. nöronu regio olfactoria daki olfaktör hücrelerdir. Bu hücrelerin aksonları bir araya gelerek miyelinsiz ince sinir lifleri halinde fila olfactoria yı oluşturur. Bunlar lamina cribrosa dan geçerek bulbus olfactoria ya girerler. Bu lifler bulbus olfactoria daki 2. nöron olan mitral hücrelerin dendiritleri ile sinapslar yaparak çapları yaklaşık 0.1 mm olan glomeruli olfactoria yı oluştururlar. Bulbustan çıkan lifler tractus olfactorius ta devam ederler. Tractus olfactorius un dış kısmında seyreden liflere stria olfactoria lateralis, iç kısmında seyreden liflere stria olfactoria medialis adı verilir. Bu lifler medial olfaktör alan ve lateral olfaktör alan denilen bölgelere yönelirler. Medial olfaktör alan beyinde, hipotalamusun anterior ve süperior kısmındaki bir grup nücleusta (3.nöron) sonlanır. Bu guruptaki nöronlar septum pellucidum, gyrus subcallosus, olfaktör trigon, anterior perforated substance ın medial kısmı, uncus, anterior perforated substance ın lateral kısmı ve amygdaloid nucleustan oluştururlar. Medial ve lateral olfaktör alanlardan çıkan sekonder olfaktör tractuslar hipotalamus, talamus, hipokampus ve beyin sapına giderler. Bu sekonder alanlar vücudun koku uyarılarına karşı otonomik yanıtlarını gerçekleştirirler. Bunlar arasında beslenme, korku, heyecan ve seksüel dürtüler gibi otonomik emosyonel yanıtlar bulunur. Lateral olfaktör alandan çıkan sekonder lifler aynı zamanda temporal lobun hipokampal gyrusu ve frontal lobun gyrus singulatus una giderler. Bu iki gyrusu içeren ve rinensefalon adı ile anılan alan klasik olarak kokunun kortikal merkezi olarak bilinmesine karşın son çalışmalar bu alanın çok daha dar bir alan olduğunu göstermiştir. Bu ve buna bağlı alanlarda koku duyusunun daha kompleks yanıtları 10

20 düzenlenir. Ancak bu bölgelerin çıkarılması kokuya karşı ilkel yanıtları etkilemez. Bunların çıkarılması ile daha karmaşık şartlı refleksler ortaya çıkar Koku alma bozuklukları Koku almak, koku molekülünün olfaktör hücrelere kadar ulaşması ve bu hücrelerde oluşan sinirsel sinyallerin üst merkezlere iletilmesi anlamına gelir. Olay, görme, işitme ve dokunma duyuları ile benzerlikler taşır. Kulak burun boğaz uzmanlarınca, nörolojik yönden koku molekülleri iletimini engelleyen patolojileri bulunmayan ve koku testlerine yanıtı normal sınırlarda olan kişiler koku alma yönünden sağlıklı kabul edilirler ve normosmik olarak nitelendirilirler. Koku alma duyusunun normalden daha az olduğu saptanan kişilere hiposmik denir. Hiç koku alamayan kişiler ise anosmik olarak tanımlanır. Koku alma bozukluklarına ilişkin sınıflandırma ve koku alma bozukluklarının nedenleri Ek 3 ve 4 de verilmiştir. 1.4 Koku testleri Kokunun klinik olarak ölçülmesinde kullanılan testler psikofizik (subjektif) ve elektrofizyolojik (objektif) testler olarak iki ana başlıkta toplanabilir: Psikofizik Testler: Kokunun klinik olarak değerlendirilmesinde kullanılan psikofizik testler temel olarak dört grupta toplanabilir. Kokunun algılanmasını değerlendiren testler Koku ayrımını (diskriminasyonu) değerlendiren testler Kokunun tanınmasını değerlendiren testler 11

21 Kokunun belirlenmesini (identification) değerlendiren testler Koku algılama testleri: Kişinin algılayabildiği en düşük konsantrasyondaki koku eşik değeri olarak adlandırılır. Ancak bu konsantrasyon sabit bir değer değildir ve her denemede farklı sonuçlar verebilir. Bu nedenle ortalama eşik değer matematiksel olarak hesaplanır. Koku ayrımı testleri: Kokları ayırdetme özelliğini araştırmak çok kullanılan bir işlem değildir. Burada hastadan istenen, ona verilen kokuyu tanıması, adlandırması, belirlemesi ya da hatırlaması değil, sadece kokular arasında ayrım yapmasıdır. Koku tanıma testleri: Deneğe hedef bir koku verilerek onun bu kokuyu bir grup koku içinden bulmasının istendiği bir testtir. İdentifikasyon testleri: Denek kendisine verilen kokunun ismini kendisine verilen bir koku listesi içinde bulmaya çalışır. Bu çoktan seçmeli testin çok farklı varyasyonları tanımlanmıştır. Bunlar içinde Pennsylvania Üniversitesi Koku Belirleme Testi (University of Pennsylvania Smell Identification Test = UPSIT) en yaygın kullanılanıdır. Bu test kırk adet mikrokapsül kokuyu deneğin belirleyebilme yeteneği üzerine odaklanmıştır. Her mikrokapsül için dört koku ismi verilmiştir. Doğru olan isim bunlar arasından seçilir. Doğru yanıtlar testin başarı notudur (skor). Psikofizik testlerin altın standardı UPSIT testidir Elektrofizyolojik Testler: Elektro-olfaktografi: İlk kez 1956 yılında Ottoson kurbağaların kokuyla uyarılmış olfaktor bölgelerinden yavaş, negatif ve monofazik potansiyeller elde etmiştir. Buna ek olarak farklı uyaranlara karşı farklı yanıtların ortaya çıktığı görülmüştür. 12

22 Elektro-olfaktogramda regio olfactoria üzerine bir elektrot yerleştirilir. Eğer reseptör uyarılırsa negatif bir dalga oluşur. Bu test olfaktor mukoza (perifer) hastalıklarını merkezi sistem hastalıklardan ayırmaya yarar. Hasta için son derece ağrılı olması ve uygulanmasının güçlüğü bunun rutin bir test olarak kullanılmasının en önemli engelidir. Olaya ilişkin uyartılmış potansiyeller: İlk kez 1966 yılında Finkenzeller in koku uyarımı ile serebral uyarılmış potansiyelleri tanımlanmasıyla başlayan ve bu teze konu olan potansiyellerdir. Tezin ana teması olmasından ötürü ayrıca ele almakta fayda vardır Olaya ilişkin uyartılmış olfaktör potansiyeller Olaya ilişkin uyartılmış potansiyellerin kaydedilmesi, duyu sistemlerinde yapılan rutin elektrofizyolojik araştırma yöntemlerinden başlıcasıdır. Kısa sürede tamamlanması, deneğe ağrı vermemesi, oldukça objektif ve kantitatif sonuçlar vermesi nedeniyle araştırmacıların yanısıra klinisyenlerin de sık sık başvurduğu bir yöntemdir. Öncelikle literatürde sıkça rastlanan uyartılmış potansiyeller ile olaya ilişkin uyartılmış potansiyeller arasındaki farkı açıklamak yerinde olacaktır. Olaya ilişkin uyartılmış potansiyeller uyartılmış potansiyellerden farklı olarak, hem iç hem de dış uyaranlardan kaynaklanabilir ve yüksek kortikal merkezlerin aktivasyonunu gösterir. Örneğin, bir deneğe belli bir uyaran arası zaman belirleyerek, uyarı verildiğini düşünelim. Bu uyaranlardan birinin atlanarak verilmesi deneğin beyninde bir potansiyel ortaya çıkmasına neden olur. Bu potansiyele neden olan ekstra bir uyaran olmamasına karşın, beklenen bir uyaranın eksikliği bu potansiyele yol açar. Bu 13

23 durum, gerçek bir uyarana yanıt olarak çok kısa bir süre sonra oluşan (kısa latanslı) ve önemli ölçüde deneğin zihinsel durumundan bağımsız olan uyartılmış potansiyellerden farklı bir durumdur. Bu çalışmada kaydedilen potansiyeller kokuyla uyartılmış olaya ilişkin potansiyellerdir (olfactory event related potentials) ve bu tezde OERP olarak kısaltılarak kullanılacaktır. OERP kaydederken uyaranın kusursuz kontrolü son derece önemlidir. Çünkü olaya ilişkin potansiyeller aynı işlevi yapmakta olan kortikal nöronların değişen toplu elektriksel aktivitesini yansıtır. EEG ise aktif haldeki tüm nöronların elektriksel aktivitelerinin toplamı olan nonspesifik bir potansiyel değişikliğidir. Aktif nöron sayısı ne kadar fazla ise EEG nin genliği o kadar yüksektir. Bu açıdan EEG bir gürültülü sinyali gibidir. OERP lerin, yüksek genlikli EEG sinyali içinden çıkarılabilmesi (soyutlanabilmesi) için EEG nin yarattığı arka plan gürültüsünden arındırılması gereklidir. Bunun klasik yöntemi ortalama alma yöntemidir. EEG rastgele düzensiz bir sinyal olduğu için ve teorik olarak sonsuz sayıda rastgele sinyalin ortalaması sıfır olduğu için, sadece uyarana bağlı olarak oluşan sinyaller üstüste toplanıp sinyal sayısına bölündüğünde elde edilen ortalama sinyal arka plandaki spontan EEG sinyalini içermeyecektir. Ancak bu hesaplamanın ve ayrımın yapılabilmesi için uyaranın verildiği anlarla ortalama işleminin başlangıcının senkronize edilmesi gerekir. OERP kaydedilmesinde temel prensip, deneğin burnuna kokulu hava uygularken deneğin saçlı kafa derisine yerleştirilmiş elektrotlardan beyin elektriksel aktivitesini (kaçınılmaz olarak EEG ile birlikte) kaydetmek ve daha sonra bu 14

24 aktiviteyi ortalama yöntemiyle zemin (arka plan) aktivitesinden soyutlayarak olaya ilişkin saf sinyali elde etmektir. Literatür gözden geçirildiğinde OERP kaydı için bazı manuel sistemlerin kullanıldığı dikkati çekmektedir. Bu sistemler deneyi yapan araştırmacının belli periyodlarla deneğin burnuna kokulu havayı püskürtmesiyle karakterizedir. Tahmin edileceği gibi bu sistemler bilgisayar tarafından kontrol edilmediği için uyarma anını ve uyaran şiddetini tespit etmek son derece zor, hatta imkansızdır. Tüm bunlar bir yana deneğin burnuna püskürtülen kokulu hava çoğu zaman denekte taktil trigeminal sistem yanıtlarına da yol açmaktadır. Bunun sonucunda da elde edilen potansiyeller sadece olfaktör sistemden değil hem olfaktör sitemdem hem de trigeminal sistemden kaynaklanan potansiyeller içerir. Bunun olumsuz yanı, anosmik hastada esasen trigeminal sistemden kaynaklanan bir potansiyelin (çünkü trigeminal sistemde patoloji yoktur) araştırmacı tarafından OERP lehine yorumlanabilmesidir. Bu durumun önüne geçmek için, günümüzde rutin olarak sabit hava akımlı ve hava dilüsyonlu olfaktometreler kullanılmaktadır. Söz konusu olfaktometrelerde buruna gönderilen hava akımı (kokulu hava veya kokusuz kuru hava) sürekli ve sabit akış hızlıdır. Kokulu havadan kokusuza veya kokusuz havadan kokulu havaya geçişlerde dahi burnun önündeki hava akış hızı ve hava basıncı değişmez. Böylelikle trigeminal sistemin uyarılması minumum düzeyde tutulabilmektedir. OERP ler saçlı kafa derisinden elde edilen sinyaller oldukları için genlikleri çok küçüktür (<50 µv). Dolayısıyla, daha önce de belirtildiği gibi bu sinyalleri yüksek genlikli EEG sinyali içinden özel yöntemlerle çekip çıkartmak gerekir. Bunun gerçekleştirilmesinde arka plan EEG aktivitesinin sürekli ve spontan bir aktivite olması ve duyusal uyaranın uygulandığı anlara göre rastgele değişen bir sinyal olması 15

25 önem taşır. Ayrıca, koku uyaranın uygulanma anında deneğin başka hiç bir duyu sistemi uyarılmamalıdır. Deney sırasında özellikle işitsel ve görsel uyaranlarla uyartılabilecek potansiyellerle yüz kaslarının hareketlerinden kaynaklanabilecek motor potansiyellerin oluşması önlenmelidir. Test sonucunda elde edilen potansiyel parametrelerinin mikrovolt ve milisaniye mertebesinden oldukları göz önüne alındığında yazdırılmak istenen potansiyelin ekstra gürültülerden soyutlanmasının önemi daha iyi anlaşılacaktır. OERP lerin ilk negatif tepe değeri (peak) genellikle 250 milisaniyeden sonra görülür. Bundan sonra en az iki tepe değer daha görülür: Ana pozitif tepe ve geç negatif kompleks. Literatürde bu tepe değerlerin adlandırılmasında değişik terminolojiler kullanılmıştır. Bazıları tepe değerleri latansları ve polariteleriyle değerlendirmeyi uygun bulmuşlardır. Mesela 340 milisaniyede ortaya çıkan ilk negatif tepe için N340 gibi. Bazıları ise tepeleri ortaya çıkış sıralarına göre isimlendirmişlerdir, N1, P2, P3 gibi. Bu çalışmada tepe değerler ortaya çıkış sıralarına göre adlandırılmıştır. Şimdi OERP lerin niçin işitsel veya görsel uyartılmış potansiyellerden daha uzun latanslı oldukları sorusuna yanıt arayalım. Diğer sistemlerdeki durumdan farklı olarak kimyasal uyaranları değerlendirmek için milisaniye dolayında fazladan bir işlem süresine gerek vardır. Dolayısıyla literatürde rastlanan görsel veya işitsel uyartılmış potansiyel latansları ile OERP ler karşılaştırılmak istenirse OERP ortalama latanslarından yukarıdaki işlem süresinin çıkartılması uygun olur. OERP lerin kaydedilmesi sırasında dikkat edilmesi gereken bazı temel ögeler vardır. Bunlar alınan sonuçları doğrudan etkiler ve şöyle sıralanabilir: Uyaran konsantrasyonu 16

26 Uyarma süresi Hava akış hızı Kokunun cinsi (kalite) İki uyaran arası süre OERP lerin başarıyla kaydedilebilmesi için bu beş ögenin dikkatle belirlenmesi ve kayıt süresince sabit tutulması son derece önemlidir. 2. GEREÇ ve YÖNTEM 2.1. Denekler Bu çalışma Ege Üniversitesi Kulak Burun Boğaz Hastalıkları Anabilim Dalı nda anosmi tanısı almış 8 denek ile 22 normosmik denek üzerinde yapılmıştır. Çalışmaya katılan denekler koku alma bozukluklarına ve cinsiyetlerine göre Çizelge I de sınıflandırılmışlardır. Çalışmaya dahil edilen denekler 15 erkek ve 15 kadından oluşmaktadır (yaş aralığı 24-77, yaş ortalaması: 42). Deneklerden 8 i klinik olarak anosmi tanısıyla izlenen hastalardan oluşmaktadır. Diğer 22 denek ise sağlıklı normosmik kişiler arasından seçilmiştir ve bu çalışma için kontrol grubunu oluşturmaktadırlar. Çizelge I. Çalışmaya katılan deneklerin cinsiyete göre sınıflandırılması Kadın Erkek Anosmik 4 4 Normosmik Toplam Çizelge II. Çalışmaya katılan deneklerin cinsiyete ve yaş ortlamalarına göre sınıflandırılması 17

27 Kadın Erkek Yaş ortalaması ± ± Genel yaş ortalaması ± Deneyden önce her deneğin anamnezleri ve sağlık durumları ile ilgili bilgiler örneği Ek 1 de verilen Anamnez Formu na kaydedilmiştir. Deneklerin deneyden önceki 8 saat içerisinde ilaç kullanmış olup olmadıkları sorgulanmış ve ilaç kullanmamış olanlardan kayıt alınmıştır. Kayıt günü hastaların genel kulak burun boğaz bakıları yapılmış, herhangi bir burun konjesyonu ve/veya üst solunum yolu enfeksiyonu geçirmedikleri fizik muayene ile tespit edilmiştir Kayıt ve Analiz Sistemi Tüm deneklerden kayıtları Biyofizik Anabilim Dalı ndaki OERP Laboratuvarı nda alınmıştır. Koku uyaranları bilgisayar kontrollü elektronik bir olfaktometre üzerinden uygulanmıştır (Şekil 1). Geliştirilen elektronik kontrollü olfaktometre kokulu havanın önceden belirlenen aralıklarla ve belirlenen bir süre için otomatik olarak deneğin burnuna gönderilmesini sağlar ve aynı anda da hastanın saçlı kafa derisinden kayıt yapan EEG sistemini tetikler. Elde edilen kayıtlardan daha sonra bilgisayar yazılımı ile ortalama sinyal hesaplanarak OERP kayıtları bilgisayarın sabit diskinde saklanır. Olfaktometre, kokulu hava akımını (uyaran) hastanın burnuna kadar taşıyan bir hortum sistemi ile uyaran uygulama süresini ve sıklığını belirleyen bir kontrol biriminden oluşmaktadır. Kayıt sistemi kafa derisine yapıştırılan altın kaplamalı EEG elektrotları, EEG amplifikatörü ve bilgisayardan oluşmaktadır. 18

28 DENEK EEG kabloları Kokusuz hava Kokulu hava Solenoid valf Vakum pompası Akış ölçer Akış ölçer Kontrol birimi Saf su Koku maddesi DASYLAB Kuru hava tüpü Amplifikatör Bilgisayar Şekil 1. İmal edilen olfaktometre ve kayıt sisteminin şematik diyagramı 19

29 Kokulu havayı ve kuru havayı 1 hastanın burnuna kadar taşıyan hortum sistemi, olfaktometrenin en önemli kısımlarından biridir. Deneğin burnuna gönderilen kokulu (veya kuru hava) akımının trigeminal sinirde taktil uyarıya neden olmaması gerekir. Geliştirilen düzenek, koku verildiği anda deneğin burnunun önündeki hava akımını taktil uyarıya neden olmayacak düzeye indirir. Aksi takdirde burundaki taktil uyarıya bağlı olarak trigeminal sistem de uyarılacak ve yazdırılan potansiyel sadece olfaktör sistemden kaynaklanmış olmayacaktır. Ayrıca, uygulanan koku maddesinin deneğin burnuna çok kısa bir süre içinde ulaşması gerekir. Böylelikle OERP latansı mümkün olduğunca kısa tutulmuş olacaktır. Burnun önündeki hava akımı değişiklerinin en aza indirmek ve kokulu uyaranın deneğin burnuna mümkün olduğu kadar kısa sürede ulaştırmak için hava seyreltmeli (dilüsyonlu) ve sabit debili olfaktometre tasarımı kullanılmıştır. Bu tasarıma göre, burnun önünde sürekli ve sabit bir hava akımı yaratılmaktadır. Dolayısıyla sistemde sadece kokulu hava değil aynı zamanda kokusuz hava da dolaştırılabilir. 1 Burada kuru hava terimi ile kokusuz temiz hava kastedilmektedir. Esasen kuru hava akımı da su içinden geçirielrek nemlendirilmektedir. 20

30 Kokusuz hava A Buruna giden boru C Kokulu hava B Kokusuz hava kanalı Kapalı Atık hava Kokulu hava kanalı Şekil 2. Sabit hava akımlı hava çıkışlı olfaktometrede kokulu ve kokusuz hava yollarının kontrolü. Kokusuz hava buruna yönlendirilirken. Kokusuz hava A Buruna giden boru C Kokulu hava B Kokusuz hava kanalı Atık hava Kapalı Kokulu hava kanalı Şekil 3. Sabit hava akımlı hava çıkışlı olfaktometrede kokulu ve kokusuz hava yollarının kontrolü. Kokulu hava buruna yönlendirilirken. Şekil 4 kokulu ve kokusuz hava kanallarını buruna veya dışa açan düzeneğin teflon boru ve bağlantılardan imal edilmiş yapısının fotoğrafını göstermektedir. 21

31 Kokusuz hava kanalı A B C Kokulu hava kanalı Şekil 4. İmal edilen olfaktometrenin hastanın burnuna uzanan, teflondan imal edilmiş hortum sistemi. Bu sistemde kokulu hava ve kokusuz hava iki farklı kanalda taşınır. Her iki kanaldaki hava da aynı sıcaklıkta, aynı nemde ve aynı debidedir. Kokulu hava akımını elde etmek için kuru hava önce sıvı haldeki koku maddesini içeren bir şişe içine üflenir. Şişeden çıkan gaz karışımı hava ile koku maddesinin doymuş buharının karışımıdır. Bu karışım başka bir seyreltme adımından geçirilmeden koku uyaranı olarak buruna gönderilir. Diğer kanalda ise saf su içinden geçirilerek nemlendirilmiş kokusuz hava bulunur. Kokulu ve kokusuz hava akımlarının buruna veya dışa yönlendirilmesi Şekil 2 ve 3 de çalışma şeması, Şekil 4 de yapısı gösterilen düzenekle şöyle gerçekleştirilir. Şekil 2 buruna kokusuz hava gönderilirken geçerli olan durumu göstermektedir. Ana hava kanalından gelen kokusuz hava A daki T bağlantısına ulaştığında önünde iki yol vardır. Bunlardan biri B deki T bağlantısı üzerinden buruna giden yol, diğeri iki yollu solenoid vanaya giden atık hava yoludur. (Solenoid vananın çıkışı ise bir vakum pompasına bağlıdır). Solenoid vana kokusuz havaya kapalı olduğunda kokusuz hava 22

32 ya buruna ya da ters yönde kokulu hava kanalına yönelecektir. Fakat ters yöndeki kokulu hava akımı buna engel olur. Diğer taraftan solenoid vana o sırada kokulu havaya (vakuma) açık olduğundan kokulu hava B deki T bağlantısına ulaşamadan dışa atılır. Böylece, kokusuz hava akımı B deki T bağlantısında zorunlu olarak buruna yönelir. Sonuç olarak söz konusu koşullarda kokusuz hava buruna giderken kokulu hava olfaktometre dışına (vakum pompasına) atılmaktadır. Buruna kokulu hava göndermek istendiğinde ise aynı olaylar simetrik olarak tekrarlanır. Yani solenoid vana kokusuz havaya açıktır ve kokusuz hava dışa (vakuma) atılır. Kokulu hava ise B deki T bağlantısında buruna yönelir. Buruna gönderilen hava akımlarının yukarıdaki gibi değişimli olarak deneğe ve sistem dışına yönlendirmesine exhaust (egzos) yöntemi denmektedir. Kokulu veya kokusuz havanın buruna yukarıdaki şekilde yönlendirilmesi buruna gelen havanın debisinde ve niteliklerinde (havanın kokulu veya kokusuz olması dışında) bir farklılığa yol açmadığı için taktil uyaranlardan kaynaklanabilecek olası bir trigeminal sinir uyarısının önüne geçilmektedir. 23

33 Şekil 5. Deneğin burnuna sadece hava verildiğinde bile OERP benzeri bir potansiyel yazdırılabilir. Fakat bu potansiyel burun mukozasındaki taktil uyarana yanıt olarak ortaya çıkan trigeminal uyartılmış potansiyeldir. Üç yollu solenoid vananın bir yola açılıp aynı anda diğer yola kapanma süresi 20 milisaniyedir. Solenoid vana, enerji verilmediği anlarda (yani normal olarak) kokusuz hava boşaltma (atma) yoluna kapalı, kokulu hava boşaltma yoluna açıktır. Solenoid vananın çıkışı bir vakum pompasına bağlı olduğundan dışa atılan havanın çıkış debisi istenen değere ayarlanabilmektedir. Deneylerde kokulu hava deneğe 30 saniyelik aralarla ve 350 ms lik sürelerle verilmiştir. Diğer zamanlarda kokulu hava dışa atıldığından deney odası içinde kokulu hava birikimi deneğin zamanla kokuya adapte olmasına yol açabilir. Bunu önlemek için vakum pompası deneyin yapıldığı odanın bitişiğindeki bir odaya yerleştirilmiş, solenoid vana çıkışı vakum pompasına uzun bir bakır boru ile bağlanmış böylece kokulu havanın deney odası dışına atılması sağlanmıştır. Vakum 24

34 pompasının deney odasının dışına yerleştirilmesi aynı zamanda, pompa motorundan kaynaklanan gürültüyü de önlemiştir. Kuru hava kanalı Kokulu hava kanalı Elektromıknatıs Atık hava Şekil 6. Solenoid vanaın çalışma prensibi. Olfaktometrede kokusuz ve kokulu hava kanallarını oluşturan tüm hortumlar Teflon dan imal edilmiştir. Teflon dan yapılmış hortumların kaygan çeperleri yüksek bir hava akış hızı için uygundur. Ayrıca, inert bir madde olması nedeni ve yüzeylere koku molekülleri yapışamadığı için Teflon olfaktometrelerde özellikle tercih edilir. Böylelikle, birbiri ardından yapılan koku uyarmalarında kokulu havanın hortumların çeperlerine yapışması ve sistemde rezidüel bir koku bırakması önlenmiştir. Sistemde dolaştırılan hava, basınçlı bir hava tübünden sağlanmıştır. Sisteme 1 atmosfer basınçla hava gönderen bu tübün çıkışına hava debisini ölçen bir flowmetre (debi ölçer) bağlanmıştır. Tüpden çıkan havanın kokusu ve nemi aktif kömürle giderilmiştir. Deney süresince tüpden çıkan kuru hava debisi 13 l/dak ya ayarlanmıştır. Kuru hava tüpünden çıkan teflon hortum kayıt odası içinde iki metre boyunca uzanmakta 25

35 daha sonra iki kanala ayrılmaktadır. Bu kanallardan biri, haznesinde %99 N-amil asetat bulunan debiölçere (flowmetre) bağlıdır ve kokulu hava (uyaran) kanalını oluşturur. Kuru hava bu kapta amil asetat içinden geçirilerek kokulu havaya dönüşmektedir. Diğer kanalda ise, kuru hava nemlendirme amacı ile saf sudan geçirilerek ikinci bir flowmetreye gönderilir. Kokulu ve kokusuz hava kanalları burun yoluna flowmetreler üzerinden bağlıdır. Basınçlı hava tüpünden 13 l/dak debi ile çıkan hava kokulu ve kokusuz hava kanallarına 6.5 l/dak debi ile verilir. Flowmetreler aynı zamanda iki kanaldaki hava debilerinin eşit olup olmadığını izlemeyi sağlar. Deneyler sırasında her iki kanalın debileri 6 l/dak ya ayarlanmıştır. Koku maddesi olarak hem önceki araştırmacılar tarafından hayvan ve insan deneylerinde yaygın olarak kullanılan hem de trigeminal uyarıya en az düzeyde yol açtığı bilinen N-amil asetat kullanılmıştır [5]. Buruna hava akımları gönderilirken deneğin EEG aktivitesi sürekli olarak kaydedilmiştir. Fakat kokulu hava gönderildiği anlardaki aktiviteye digital ortalama işlemi uygulanarak OERP ler hesaplanmıştır. Bipolar düzende potansiyel kaydı için deneğin saçlı kafa derisinin Fz-Cz ve Cz-Pz konumlarına elektrotlar yerleştirilmiştir (Şekil 7). Elektrotlar kauçuktan imal edilen bir EEG kepi ile deneğin kafasına sıkıca sabitlenmiştir. Yukarıdaki elektrot konumları sonuçların literatürdeki diğer çalışmaların sonuçları ile karşılaştırılabilmesi için tercih edilmiştir. 26

36 Burun Fz Bipolar kayıt Cz Pz Bipolar kayıt Şekil 7. Elektrod konumları. İki kanallı EEG aktivitesi iki tek kanallı ve yüksek kazançlı amplifikatör (Grass Telefactor Model P511, Grass Instrument Division, Astro-Med Inc, USA) ile yükseltilmiştir. Yükselticilerin kazançları 200,000X, alçak kesme frekansları 1 Hz yüksek kesme frekansları 30 Hz olarak ayarlanmıştır. Yükseltici çıkışları, ISA slotuna takılı bir analog/dijital çevirici (ADC) (Advantech Co, Ltd, Taiwan, PCL-812HG) üzerinden bilgisayara aktarılmıştır. Bilgisayar Intel Celeron 400 Mhz CPU ile donatılmıştır ve Windows 98 işletim sistemi altında çalışır. EEG aktivitesi DASYLab (Dasytec USA, 11 Eaton Road, PO box 748, Amherst, NH USA) çok amaçlı laboratuar programının kontrolünde yazdırılmıştır ve bilgisayarın sabit diskinde saklanmıştır. Analizler daha sonra yapılmıştır. 27

37 Sayısal ortalama alma işlemi kokulu hava verilmeden 1 s önce başlatılmış ve koku verildikten sonraki 1 s boyunca devam ettirilmiştir. Toplam iki saniye süren bu dönemde elde edilen analog sinyal ADC tarafından sayısallaştırılarak bilgisayara aktarılmıştır. Sayısal ortalama işlemini gerçekleştiren bilgisayar yazılımı her uyarmadan sonra yazdırılan sinyalleri toplayarak uyaran sayısına böler ve elde ettiği değerler dizinini ekranda grafik olarak gösterir. Yazılım aynı zamanda aşağıdaki deney parametrelerini bilgisayarın sabit diskine kaydeder: Solenoid vananın kokusuz hava çıkışına açık kalma (buruna kokulu hava verme) süresi (350 ms) Solenoid vananın kokulu hava çıkışına açık kalma, ((buruna kokusuz hava verme) süresi (30 s) Uyarma sayısı (15) Ortam nemi Ortam sıcaklığı Bağıl nem Deney sırasında bilgisayar ekranında izlenebilen değişkenler de şunlardır: Anlık beyin aktivitesi (EEG) Anlık EEG Fast Fourier Transformu (DASYLab programı tarafından otomatik olarak hesaplanır) OERP (DASYLab programı tarafından otomatik olarak hesaplanır). OERP Fast Fourier Transformu (DASYLab programı tarafından otomatik olarak hesaplanır). DASYLab programı çeşitli fonksiyonları gerçekleştiren sanal modüllerden oluşmaktadır. Bu modüller sabit diskdeki verileri okuyup istenilen tüm ölçümleri ve hesaplamaları listeleyebilir. Gerekli işlemleri gerçekleştirecek modüller (işlemsel amplifikatör, yazdırıcı, gösterge, çeşitli ayar düğmeleri, uyarı ışıkları, v.b) ekran 28

38 üzerinde birbirne bağlanarak sanal bir cihazın işlevsel şeması oluşturulur. Bu sanal şema üzerinde uyarma sisteminin ayarları yapılabilir, kayıtlar ve işlemler gerçek zamanda (real time) görüntülenebilir, şema üzerindeki sanal düğmelerle ayarlanabilir (Şekil 8). Şekil 1 de gösterilen Elektronik Kontrol Birimi bilgisayardaki yazılımla belirlenen deney parametrelerini seri port üzerinden okur ve bir mikroçipe kaydeder. Daha sonra bu parametrelerle belirlenmiş olan aralıklarla solenoid vanayı çalıştırır. Solenoid vana çalıştığı anda bilgisayara da ADC üzerinden bir tetikleme pulsu gönderir. Böylece solenoid vananın çalışma anları yazılıma geri bildirilir. Şekil 8. DASYLab programı ile kontrol edilen parametreler ve kayıt sisteminin bilgisayar ekranındaki görüntüsü. 29

39 Şekil 9. Ekran üzerinde izlenen program arayüzü. Sinyal kaydından sonra her deneğin kokuyla uyartılmış potansiyelleri incelenmiş ve genlik ve latansları ölçülerek istatistiksel analizlere tabi tutulmuştur Deney Bir denekten OERP yazdırmak için denek sesiz ve karanlık bir odadaki kolçaklı rahat bir koltuğa oturtulmuştur. Kayıt başlamadan önce denekten anamnez alınmış, varsa kullandığı ilaçlar ve geçirdiği hastalıklar sorgulanmıştır. Olfaktometre, bilgisayar ve amplifikatörler kayıt odasına, kokulu atık havayı oda dışına taşıyan vakum pompası bitişik odaya konmuştur. Tüm elektronik cihazlar uygun şekilde topraklanmıştır. Kayıt için deneğin saçlı kafa derisi alkollü pamukla temizlenerek bir EEG kepine monte edilmiş altın kaplı EEG elektrotları Uluslararası 10/20 sisteminin Fz-Cz ve Cz-Pz noktalarına yerleştirilmiştir. Her iki kulağa (A1, A2) referans elektrotları 30

40 bağlanmıştır. Kayıt sistemine bağlanan hastaya önce test amaçlı bir koku uyaranı verilmiş ve hastanın kokuyu tanıması sağlanmıştır. Bu test hem hastanın deney sırasında aşırı bir reaksiyon vermesini önlemek hem de hastanın kokuyu ayırt edip etmediğini öğrenmek için gerekliydi. Daha sonra bilgisayar ekranında görülen sinyalin gerçek bir EEG sinyali olup olmadığı dalga şekli ve frekans bileşenleri açısından incelenmiş ve sonra kayda başlanmıştır. Kayıt esnasında hastanın gözlerini kapalı tutması istenmiştir. Şekil 10 da uyaranın deneğe uygulanması ile başlayan olayların Akış Şeması verilmiştir. BAŞLA EEG yi bilgisayara kaydetmeye başla 30 saniye ELEKTRONIK KONTROL BİRİMİ - Koku ile uyarma süresi - İki uyarma arası süre - Uyarma sayısı - Ortam nemi - Ortam sıcaklığı - Bağıl nem Solenoid vanayı çalıştır ve ADC yi tetikle (Uyaranı uygula) 350 milisaniye Solenoid vanayı durdur (Uyaranı kes) Şekil 10. Deneğe koku uyaranının uygulanması ile başlayan olayların Akış Şeması. 31

41 Kayıt sırasında deneğe kulaklıkla bir FM radyo alıcısının ürettiği beyaz gürültü dinletilmiştir. İşitsel uyaranları perdelemek için yapılan bu uygulama ile denek dış gürültülerden izole edilerek koku ile uyartılmış potansiyellere işitsel uyarılmış potansiyellerin karışması önlenmiştir. Her oturumda deneğe 30 s lik aralarla ve 350 ms lik sürelerle 15 kez koku uyaranı uygulanmıştır. Bir oturum 7-10 dakika sürmüştür. Kokuya adaptasyonu en aza indirmek için uyaran uygulama aralığı 30 saniye olarak belirlenmiştir. Buruna gönderilen kokulu ve kokusuz hava debisi 6 l/dak olarak ayarlanmıştır. Deneyler sırasında genellikle oda sıcaklığının 25 C, bağıl nemin %55 olduğu saptanmıştır. 3. BULGULAR Şekil 11 de bir deneğin (Cz-Pz) elektrotlardan bipolar düzende yazdırılmış OERP gösterilmiştir. Cz-Pz elektrotlarından alınan benzer kayıtlarda 30 deneğin 22 sinde N 1 adı verilen negatif bileşen saptanmıştır. Fz-Cz elektrotlarından da OERP kaydedilmiş, ancak bu elektrotlardan alınan kayıtlarda göz hareketlerinden kaynaklanan yüksek genlikli sinyaller saptandığından değerlendirilmemiştir. Cz-Pz elektrotları ise göz kaslarının hareketlerinden kaynaklanan gürültüden çok az etkilenmiştir. OERP kaydedilebilen denekler için bu potansiyellerin N 1 bileşenlerinin latansları ve genlikleri Çizelge 3 de verilmiştir. 32

42 A B Şekil 11. Bir deneğe ait tipik bir OERP trasesi. A, N 1 bileşenine ait latans, B ise genliktir. Sekiz denekten ise herhangi bir potansiyel saptanmamıştır. Bu deneklere klinikte anosmik tanısı konmuştur. Şekil 12 böyle anosmik bir denekten yazdırılan sinyali göstermektedir. Anosmik deneklerden üçer kez kayıt yapılmasına rağmen hiçbirinde OERP görülmemiştir. Şekil 12. Anosmik bir denekten yazdırılan ve sadece gürültüden oluşan potansiyel. 33

43 Aynı anosmik deneklere daha sonra ek bir test daha uygulandı. Bu deneyde buruna gönderilen kokulu hava akımı her defasında değiştirildi. Amaç, burundaki hava akımı değişikliğine bağlı bir trigeminal yanıtın ortaya çıkıp çıkmayacağını belirlemekti. Nitekim bu deneylerde tüm anosmik deneklerden trigeminal uyartılmış potansiyeller kayıt edilmiştir (Şekil 13). 3,000 2,333 1,667 1,000 0,333-0,333-1,000-1,667-2,333-3, Y/t Chart 0 Y/t Chart 2 s Şekil 13. Anosmik bir denekden yazdırılan tipik trigeminal yanıt. Çizelge 3 de normosmik deneklerden elde edilen latans ve genlik değerleri verilmiştir. Kontrol grubunu oluşturan normosmik deneklerde, en uzun latans 490 ms; en kısa latans ise 210 ms olarak ölçülmüştür. En yüksek genlik 5.60 µv, en düşük genlik 2.60 µv bulunmuştur. Trigemial yanıtın latansı da koku yanıtının latansı ile hemen hemen aynıdır fakat dalga şekli farklıdır. 34

44 Çizelge 3. Çalışmaya katılan normosmik deneklerden yazdırılan OERP latans ve genlikleri. Denek No Cinsiyet Yaş Latans (ms) Genlik (µv) 1 Kadın Kadın Kadın Kadın Kadın Kadın Kadın Kadın Kadın ,9 10 Kadın Kadın Erkek Erkek Erkek Erkek Erkek Erkek Erkek Erkek Erkek Erkek Erkek Normosmik deneklerden elde edilen veriler incelendiğinde, erkek grubunun ortalama latansı ms, kadın grubununki ms bulunmuştur. Normosmik erkek grubu için ortalama genlik 3.61 µv, kadın grubu için ise 4.04 µv bulunmuştur. 35

45 Tüm normosmik deneklerin (22 denek) ortalama değerlerine bakıldığında ortalama latans ms, ortalama genlik 3.82 µv tur. Çizelge 4. Normosmik deneklerden yazdırılan OERP latans ve genlikleri. Denek Sayısı Ortalama Latans(ms) Ortalama Genlik(µV) Erkek ± ± 0.91 Kadın ± ± 0.77 Genel ± ± 0.85 Kadın ve erkek normosmik deneklerden yazdırılan potansiyellerin genlik dağılımı Şekil 14 de gösterilmiştir. 6,0 5,5 5,0 GENLIK (µv) 4,5 4,0 3,5 3,0 2,5 2,0 N = 11 KADIN 11 ERKEK CINSIYET Şekil 14. Normosmik deneklerden yazdırılan OERP genlik dağılımı. Normosmik kadın ve erkek deneklerden yazdırılan potansiyellerin latansları grafik olarak Şekil 15 de gösterilmiştir. 36

46 LATANS (ms) N = 11 KADIN 11 ERKEK CINSIYET Şekil 15. Normosmik kadın ve erkek deneklerden yazdırılan OERP latansları. Deneklerden yazdırılan OERP latanslarında ve genliklerinde cinsiyete bağlı anlamlı farklar olup olmadığını saptamak için verilere Mann Whitney-U testi uygulanmış fakat anlamlı bir fark bulunmamıştır (p>0,05) (Çizelge 5) Çizelge 5. Kadın ve erkek normosmik deneklerden yazdırılan OERP latans ve genliklerine uygulanan Mann Whitney U testi sonuçları. Kadınlar Medyan Erkekler Medyan P değeri Latans (ms) > 0,05 Genlik (µv) > 0,05 Aynı veriler kullanılarak yapılan ikinci bir analizle deneklerin kokuya erken adapte olup olmadıkları araştırıldı. Bunun için veriler geriye dönük olarak incelendi. Her denek için ilk 10 uyarma sonunda hesaplanan latans ve genlik değerleri ile ilk 15 uyarma sonunda hesaplanan latans ve genlik değerleri karşılaştırıldı. 37

47 Çizelge 6. Normosmik deneklerden, 10 uyarma ve 15 uyarma sonunda elde edilen OERP latans ve genlik değerleri. Denek No Cinsiyet Yaş Latans (ms) Genlik (µv) 10 uyarma Genlik (µv) 15 1 Kadın Kadın Kadın Kadın Kadın Kadın Kadın Kadın Kadın ,9 10 Kadın Kadın Erkek Erkek Erkek Erkek Erkek Erkek Erkek Erkek Erkek Erkek Erkek Uyarma sayısı ile adaptasyon arasında anlamlı bir ilişki olup olmadığını belirlemek için Mann-Whitney U testi uygulandı (Çizelge 7). İstatistiksel analiz sonucunda 10 uyarı ile elde edilen OERP genlikleri ile 15 uyarı ile elde edilen OERP genlikleri arasında anlamlı bir fark bulunmadı. 38

48 Çizelge 7. Aynı normosmik deneklerden, 10 uyarma ve 15 uyarma sonunda elde edilen OERP genliklerinin Mann Whitney-U test ile karşılaştırılması. 10 Uyaran Medyan 15 Uyaran Medyan P değeri Genlik (µv) 4.68µV 3.90 µv 0,145 > 0,05 4. TARTIŞMA Bu çalışmaya 22 normosmik, 8 anosmik denek katıldı. Anosmik deneklerden OERP alınamadı. Bu bulgu kuşkusuz söz konusu kişilerin anosmik diye belirlenen klinik durumları ve literatür ile uyumludur [4, 18, 19]. Bu deneyde buruna gönderilen hava debisi (dolaysıyla akış hızı) değiştirilerek (örneğin, 6 l/dak. yerine 8 l/dak) verildiğinde akış hızı değişikliği taktil bir uyaran gibi etki yaparak trigeminal bir yanıta yol açmıştır. Önceki çalışmaların gözlemleri ile de uyumlu olan bu bulgu, çalışmamızda olfaktör sistemden elde edilen uyartılmış potansiyellerin (OERP), geliştirilen sabit hava akımlı olfaktometre ile hassas bir biçimde kaydedilebildiğinin, fakat sabit hava akımı bozulduğunda trigeminal uyartılmış potansiyellerin ortaya çıktığının kanıtıdır [6]. Normosmik deneklerin tümünde ise, literatürdekilerle uyumlu latanslara ve genliklere sahip N 1 bileşenleri elde edildi (Çizelge 3) [4, 11, 18-20]. Literatürde kadınlardan daha düşük latanslı ve daha yüksek genlikli bir N 1 bileşeni yazdırıldığı bildirilmiştir [21, 22]. Bu çalışmada gözlenen değerler de buna işaret etmekte ise de istatistiksel analiz, kadın ve erkek denekler arasında N 1 bileşeninin latansı ve genliği açısından anlamlı bir fark olmadığını göstermiştir (Çizelge 5). Olfaktör sistem uyaranlara çabuk adapte olur. Bu konunun çalışmamız açısından önemini araştırmak amacı ile veriler geriye dönük olarak 10 uyarma ile 15 uyarmadan sonra hesaplanan ortalama değerler karşılaştırılarak incelendi. On uyarma 39

49 ile 15 uyarma arasında istatistiksel olarak anlamlı bir fark bulunmadı (Çizelge 6). Buradan, OERP elde etmek için 10 uyaranla alınan yanıtların ortalamasının yeterli olacağı sonucu çıkarılabilir ancak her hasta için 10 uyaran yeterli olmayabilir. Bu durumda (sinyal/gürültü) oranını daha da artırmak için 15 uyaran tercih edilmelidir. Otuz uyarmadan sonra ise adaptasyon gelişmeye başlar [23]. Otuz uyarının kullanıldığı ve uyarmalar arası sürenin 50 saniye olarak belirlendiği bir deney yaklaşık 30 dakika sürer. Hareket etmeden ve gözleri kapalı olarak 30 dakika oturmak denek için oldukça uzun bir süredir ve deneğin uyuklamasına yol açabilir. Bu çalışmada 15 uyarma için iki uyaran arasında 30 saniye beklenmesi koku duyusunda adaptasyona meydan vermediği gibi uyartılmış potansiyel kaydı için de yeterli görülmüştür. Böylece bir deney yaklaşık 10 dakika sürmüş ve deney esnasında deneğin dikkatinin dağılması ve uyuklaması mümkün olduğunca önlenmiştir. OERP kayıt eden araştırmacıların kayıt sırasında deneğin pozisyonu ile ilgili çeşitli yöntemler kullanmaktadırlar. Bazı araştırmacılar deneklerden yatar konumda ve gözleri kapalı olarak kayıtlar almışlar bazıları ise otururken, gözler açık veya kapalı olarak kayıt almışlardır. Başka bir grup araştırmacı ise denekleri bir bilgisayar karşısına oturtmuş ve deneklerden kayıt süresince ekranda gördükleri bir topu joystick yardımıyla belli sınırlar içerisinde tutmalarını istemişlerdir [24]. Her üç tercihte de asıl amaç hastanın dış uyaranlarla ilgilenmesini önlemek ve kayıtta artefaktlara neden olacak göz hareketlerini mümkün olduğu kadar kısıtlamaktır. Bu çalışmada kayıt esnasında deneklerin rahat bir şekilde oturmaları sağlandı ve deney süresince gözlerini kapalı tutmaları istendi. Böylelikle denekler görsel uyaranlardan soyutlanmış oldu. 40

50 Deney sisteminde, koku uyaranının uygulanmasını hastanın inspiryumuyla senkronize eden bir modül de bulunmasına karşı bu olanak hiç kullanılmadı. Çünkü literatürde yer alan benzer bir çalışmada, böyle bir senkronizasyonun hastayı bir beklentiye soktuğu ve kayıt sonuçlarını etkileyebildiği bildirilmiştir [25, 26]. Bu çalışmada kullanılan olfaktometrenin, ticari tiplerine (Heinrich Burghart GmbH, Germany) kıyasla bazı üstünlükleri vardır. Ticari tip olfaktometrelerde sistemde kullanılan hava pompası ve vakum pompası olfaktometreye entegre edilmiştir. Dolayısıyla sistemin deney odası içindeki bölümü bu çalışmada kullanılan sistemdekine oranla çok geniş hacim kaplar. Bu da laboratuvarın geniş bir alana sahip olmasını zorunlu kılar. Ayrıca, hava ve vakum pompalarının sisteme dahil olması; deney sırasında bu pompalar tarafından üretilen yüksek düzeydeki sesin odaya yayılmasına neden olmaktadır. Bu ses deney esnasında deneğin dikkatini dağıtabildiği gibi kayıt sırasında da işitsel uyartılmış potansiyellerin ortaya çıkmasına neden olabilir. Ticari olfaktometrelerde, proje kapsamında geliştirilen olfaktometreden farklı olarak, buruna uygulanan havanın nemi arttırılmaktadır. Bu sayede burun mukozasının deney esnasında kurumaması ve hastaya ağrı vermemesi hedeflenmektedir. Ticari olfaktometrelerde buruna uygulanan havanın nemlendirilmesi için sistemde dolaşan hava, sistemde dolaşan sıcak su ile ısıtılmaktadır. Bu hem havanın nemini hem de sıcaklığını arttırmaktadır. Ancak bu ısıtma sistemi ticari olfaktometrelerde başlı başına bir sorun oluşturmaktadır. Olfaktometrede yer alan tüm hortumların etrafında dolaşan sıcak su zaman zaman sistem dışına sızmakta ve sistemin kararlılığını bozmaktadır. 41

51 Ancak soğuk iklime ve düşük nem oranlarına sahip ülkelerde bu tip bir sistemin kullanılması kaçınılmazdır. Aksi takdirde dakikada 6-7 litre debiyle buruna üflenen hava kısa bir süre sonra burun mukozasını kurutur ve hastanın ağrı duymasına neden olur. Oysa ülkemiz gibi ılıman iklime sahip ülkelerde nem oranı ve sıcaklık bu deneylerin yapılması için elverişli ve yeterlidir. Bu çalışmada deney süresinin 10 dakika ile sınırlı olduğu da göz önüne alındığında kullanılan olfaktometre için ek bir ısıtma ve nemlendirme ihtiyacı olmadığı görüldü. Yapılan tüm kayıtlardan sonra da deneklere, burunlarına üflenen havadan dolayı rahatsız olup olmadıkları sorulduğunda hiçbirinden olumsuz yanıt alınmadı. Diğer laboratuvarlardan farklı olarak, laboratuvarımızdaki ısıtma/soğutma ve havalandırma sistemi sayesinde tüm deneyler 24ºC oda sıcaklığında yapılmıştır. Böylece deney koşulları standardize edilmiştir. Başka laboratuvarlarda, ise 15ºC ortam sıcaklığında buruna 35ºC lik hava gönderildiği dikkati çekmektedir. Bu çalışmada kullanılan olfaktometrenin zayıf yönü debileri ölçmek için sayısal (digital) olmayan daha düşük hassasiyetli debiölçerlerden yararlanmasıdır. Ticari olfaktometrelerde ise çok hassas sayısal debiölçerler kullanılmaktadır. Bu çalışmanın amaçlarından biri de Alzheimer ve Parkinson hastalarını evreleme ve takip idi [17, 27-35]. Ancak Alzheimer hastalarının deney koşullarına uyumsuzluğu bunlardan sağlıklı kayıtlar alınmasına izin vermemiştir.. Parkinsonlu hastalardan OERP yazdırılabilmiştir. Ancak klinik evreleme yapılmasına karşın subjektif koku testi olanağımız bulunmadığı için bu hastaların 42

52 hiposmi dereceleri saptanamamıştır. Dolayısıyla bu hastalardan alınan potansiyeller psikofizik testlerle karşılaştırmalı olarak değerlendirilememiştir. Diğer taraftan, bu çalışmanın deneylerine dahil edilen deneklerden 8 i adli olaylara karışmış ve resmi makamlarca haklarında koku alıp almadıklarına dair objektif değerlendirme istenmiş deneklerdi. Tümü koku almadığını ileri süren bu deneklerden 3 ünden OERP yazdırılamamış, kalan 5 inden ise yazdırılabilmiştir. Bu hususlar düzenlenen adli raporlarda belirtilmiştir (Ek. 2). Adli vakalarda OERP kaydında herhangi bir trase izlenmemesi halinde test mutlaka tekrarlanmalıdır. Çünkü koku alma bozukluğu sadece reseptör hücrelerin tahrip olmasıyla sınırlı geçici bir durum olabilir. Olfaktör hücrelerin gün arasında yenilendiği göz önünde bulundurularak 3 ay ara ile bir testin daha yapılması testin güvenilirliğini arttıracaktır. Bu çalışmada yazdırılan OERP lerin N 1 bileşeninin latansı ile ilgili bazı açıklamalar yapmak yerinde olur. Deneğe kokulu hava verilirken kokunun Gereç ve Yöntem bölümünde verilen Şekil 2 deki C noktasından B noktasına ve daha sonra da buruna ulaşması için belli bir süre geçer. Bu süre kokuya bağlı potansiyelin latansına katkıda bulunur. OERP gerçek latansı hesaplanırken bu sürenin bilgisayar ekranından okunan latanstan çıkarılması gerekir. Kokulu havanın C den buruna akış süresi, t şöyle hesaplanabilir: Hortumdaki hava akış hızı, v = Q / πr 2 (Q = debi, r = hortum yarı çapı) t = L/v = L.πr 2 /Q (L = C den buruna hortum uzunluğu) Sistemde, Q = 100 cm 3 /s r = 0.2 cm L = 10 cm olduğuna göre, t = ms bulunur. 43

53 Bu süre Bulgular bölümündeki Çizelge lerde verilen ortalama latans değerlerinin % 4 ü kadardır. Yani kokulu hava akımının buruna ulaşması için geçen zaman OERP latansına göre çok kısadır ve Çizelge lerde dikkate alınmamıştır. 5. SONUÇ ve ÖNERİLER Bu çalışmanın bulguları önceki çalışmaların bulguları ile uyumludur ve kullanılan olfaktometre ve deney yöntemleri koku alma duyusunu objektif bir şekilde değerlendirerek klinisyenlere özellikle anosmik hastaların tanısında yardımcı olabilecek niteliktedir. Bu çalışmada koku uyaranı sadece tek bir konsantrasyonda uygulanmıştır. Olfaktometreye bir veya daha çok seyreltme katı eklenerek daha düşük konsantrasyonlarda uyaran elde edilmesi sağlanabilir. Böylelikle hayvan ve insanda çeşitli kokulara duyarlılık eşiklerini belirlemek de mümkün olacaktır. Zaman içinde sistemin nörodejeneratif hastalıkların tanı ve tedavisinin izlenmesinde ne derece yararlı olacağı daha iyi anlaşılacaktır. Eğer yöntem Parkinson ve Alzheimer gibi hastalıkların tedavilerini izlemekte başarılı sonuçlar verirse hastanelerin ilgili kliniklerde uygulanmaya konması yararlı olacaktır. Kuşkusuz bu yönteme paralel olarak klasik psikofizik testlerine de devam edilmelidir. 44

54 6. ÖZET İnsanlarda koku alma bozukluklarına objektif tanı koymakta yararlanılabilecek yöntemlerin başında elektrofizyolojik ölçüm yöntemlerinden biri olan olaya ilişkin potansiyel kaydı yöntemi gelmektedir. Ancak koku ile uyartılmış potansiyellerin (KUP) kaydedilmesinde kimyasal bir uyarının duyu organına uygulanması işleminde karşılaşılan teknik zorluklar ve kayıt cihazlarının hem çok pahalı hem de çok sorunlu olmaları klinisyenlerin konuya yeterli ilgiyi göstermemelerine neden olmaktadır. Oysa olaya ilişkin koku potansiyeli kaydı, objektif ve kantitatif sonuçlar vermesi, kısa sürede tamamlanması ve hasta için ağrısız bir test olması açılarından tercih edilmesi gereken bir tanı yöntemidir. Özellikle anosmi ile hiposminin ayırıcı tanısında objektif ve kantitatif tek tanı kriteri koku ile uyartılmış potansiyellerdir. Bu yöntem aynı zamanda Alzheimer veya Parkinson hastalığı gibi nörodejeneratif hastalıklarda da hem erken dönemde hastalık hakkında bilgi vermekte, hem de ilaç tedavisinden bağımsız sonuçlar verdiği için hastalığın takibinde önem taşımaktadır. Bu çalışmada, olaya ilişkin koku potansiyellerini yazdırmak için bir bilgisayar kontrollü elektronik olfaktometre ile bir EEG yazdırma ve analiz sistemi geliştirilmiştir. Geliştirilen bilgisayar kontrollü elektronik olfaktometrenin yapımı tamamlandıktan sonra çalışmaya dahil edilen 50 ye yakın deneğin bir bölümünden olaya ilişkin koku ile uyartılmış potansiyeller kaydedilmiştir. Elde edilen sonuçlar, deneklerin Kulak Burun Boğaz hastalıkları kliniğinde aldıkları tanı ile uyumlu bulunmuştur. Deney sistemi adli vakalarda anosmi ve hiposmi ayrımı için de kullanılmış ve son 1 yıl içinde 8 adet adli rapor düzenlenmesine olanak sağlamıştır. 45

55 Şu an ülkemizde, sadece anabilim dalımızda gerçekleştirilebilen bu test ile hastaların anosmi-hiposmi ayırıcı tanıları kısa sürede objektif ve kantitatif olarak konabilmektedir. 46

56 ABSTRACT Recording and analysis of olfactory event related potentials is one of the best methods for the objective diagnosis of smell disabilities. However, because of the technical difficulties encountered in delivering a chemical stimulus to the nose and the high price of technical equipment clinicians do not show the due attention to the procedure. On the other hand olfactory event related potentials constitute an objective quantitative test to asses olfactory pathologies especially in the differentail diagnosis of anosmia and hyposmia. The method is also preferable due its being a noninvasive test that can be completed in a relatively short time. This method is also important in the clinical monitoring of Alzheimer s and Parkinson s diseases. In this study, a computer controlled electronic olfactometer and EEG recording and analysis system have been developed to record and analyze olfactory event related potentials. Fifty subjects were investigated with respect to their olfactory event related potentials and potentials were recorded from 22 of them. The results obtained were in agreement with the clinical diagnosis they recieved in the Oto- Rhino-Laryngology clinic of our hospital. Tests were also performed on subjects referred to us by the clinic of Forensic Medicine for diagnosis of anosmia and hyposmia. Eight Medical reports were prepared for these subjects within a year. Presently our department is the only department in our country where differential diagnosis of anosmia and hyposmia can be made objectively in a short time. 47

57 7. YARARLANILAN KAYNAKLAR 1. Kobal, G. and K. Plattig, Methodische Anmerkungen zur Gewinnung olfaktorischer EEG-Antworten des wachen Menschen (objektive Olfaktometrie). Z EEG-EMG, : p Frasnelli, J., J. Lötsch, and T. Hummel, Event-related potentials to intranasal trigeminal stimuli change in relation to stimulus concentration and stimulus duration. J. Clin. Neurophysiol, (1): p Bauer, L. and A. Mott, Differential effects of cocaine, alcohol, and nicotine dependence on olfactory evoked potentials. Drug Alcohol Depend, (1): p Kobal, G. and T. Hummel, Olfactory and intranasal trigeminal event-related potentials in anosmic patients. Laryngoscope, (7): p Hummel, T. and A. Livermore, Intranasal chemosensory function of the trigeminal nerve and aspects of its relation to olfaction. International Archives of Occupational and Environmental Health, (5): p Hummel, T. and G. Kobal, Chemosensory event-related potentials to trigeminal stimuli change in relation to the interval between repetitive stimulation of the nasal mucosa. European Archives of Oto-Rhino- Laryngology, (1): p Smith, D., et al., Human odorant evoked responses: effects of trigeminal or olfactory deficit. Electroencephalogr Clin Neurophysiol, (4): p Berger, H., Über das Elektrenkephalogramm des Menschen. European Archives of Psychiatry and Clinical Neuroscience, (1): p Elsberg, C. and I. Levy, The sense of smell: I. A new and simple method of quantitative olfactometry. Bull Neurol Inst NY, : p Tanabe, T., et al., An olfactory projection area in orbitofrontal cortex of the monkey. Journal of Neurophysiology, (5): p Allison, T. and W. Goff, Human cerebral evoked responses to odorous stimuli. Electroencephalogr Clin Neurophysiol, (6): p Giesen, M. and D. Mrowinski, Clinical studies with an impulse-olfactometer. Arch Klin Exp Ohren Nasen Kehlkopfheilkd, (2): p Cianfrone, G.a.S., L..., 13,. Olfattometria objettiva computerizzata (a risposte evocate deficit). Cah. D O.R.L Herberhold, C., Typical results of computer-olfactometry. Rhinology, (3): p

58 15. Osterhammel, P., K. Terkildsen, and K. Zilstorff, Electro-olfactograms in man. J Laryngol Otol, (7): p Livermore, A., T. Hummel, and G. Kobal, Chemosensory event-related potentials in the investigation of interactions between the olfactory and the somatosensory (trigeminal) systems. Electroencephalogr Clin Neurophysiol, (3): p Sakuma, K., K. Nakashima, and K. Takahashi, Olfactory evoked potentials in Parkinson's disease. Electroencephalography and Clinical Neurophysiology/Electromyography and Motor Control, (4): p Harada, H., K. Shiraishi, and T. Kato, Olfactory event-related potentials in normal subjects and patients with smell disorders. Clin Electroencephalogr, (4): p Cui, L. and W. Evans, Olfactory event-related potentials to amyl acetate in congenital anosmia. Electroencephalogr Clin Neurophysiol, (4): p Spence, C., et al., Attention to olfaction. Experimental Brain Research, (4): p Olofsson, J. and S. Nordin, Gender Differences in Chemosensory Perception and Event-related Potentials. Chemical Senses, (7): p Evans, W., L. Cui, and A. Starr, Olfactory event-related potentials in normal human subjects: effects of age and gender. Electroencephalogr Clin Neurophysiol, (4): p Dalton, P. and C. Wysocki, The nature and duration of adaptation following long-term odor exposure. Percept Psychophys, (5): p Nordin, S., et al., Olfactory Event-related Potentials in Young and Elderly Adults: Evaluation of Tracking Task versus Eyes Open/Closed Recording. Chemical Senses, : p Hummel, T. and A. Welge-Lüessen, Assessment of Olfactory Function. Adv Otorhinolaryngol, : p Owen, C., J. Patterson, and D. Simpson, Development of a continuous respiration olfactometer for odorant delivery synchronous with natural respiration during recordings of brain electrical activity. Biomedical Engineering, IEEE Transactions on, (8): p Hawkes, C., et al., Olfactory Disorder in Motor Neuron Disease. Experimental Neurology, (2): p Doty, R., D. Deems, and S. Stellar, Olfactory dysfunction in parkinsonism: a general deficit unrelated to neurologic signs, disease stage, or disease duration. Neurology, (8): p

59 29. Hawkes, C., B. Shephard, and S. Daniel, Olfactory dysfunction in Parkinson's disease. Journal of Neurology, Neurosurgery & Psychiatry, (5): p MORGAN, C. and C. MURPHY, Olfactory event-related potentials in Alzheimer's disease. Journal of the International Neuropsychological Society, (06): p Hummel, T., Olfactory evoked potentials as a tool to measure progression of Parkinson's disease. Focus on medicine, : p Sakuma, K., K. Nakashima, and K. Takahashi, Olfactory evoked potentials in Parkinson's disease, Alzheimer's disease and anosmic patients. Psychiatry Clin Neurosci, (1): p Peters, J., et al., Olfactory Function in Mild Cognitive Impairment and Alzheimer's Disease: An Investigation Using Psychophysical and Electrophysiological Techniques. American Journal of Psychiatry, (11): p Hummel, T., G. Kobal, and T. Mokrusch, Chemosensory evoked potentials in patients with Parkinson's disease. New Developments in Event-Related Potentials. Boston: BirkhaÈuser Verlag, 1993: p Hawkes, C., B. Shephard, and S. Daniel, Is Parkinson's disease a primary olfactory disorder? QJM, : p

60 8. EKLER Ek 1. Olaya ilişkin kokuyla uyartılmış potansiyeller anamnez formu. EGE ÜNİVERSİTESİ TIP FAKÜLTESİ BİYOFİZİK ANABİLİM DALI OLAYA İLİŞKİN KOKUYLA UYARTILMIŞ POTANSİYEL ANAMNEZ FORMU Adı Soyadı: Protokol No: Yaş: Tetkikin Yapıldığı Tarih: Hastanın Resmi Kurumu: Kadın... Erkek Hastanın Geliş Yönü İletişim Adresi Yatan Hasta Poliklinik Hastası Acil Servis Gönderen Klinik: KBB Telefon: Alkol kullanımı: Sigara kullanımı: Kronik hastalıkları (varsa): Geçirdiği operasyonlar (varsa): Kullandığı ilaçlar (varsa): Şikayetleri: 51

61 Ek 2. Olaya ilişkin kokuyla uyartılmış potansiyel kaydı sonuç raporu. EGE ÜNİVERSİTESİ TIP FAKÜLTESİ BİYOFİZİK ANABİLİM DALI OLAYA İLİŞKİN KOKUYLA UYARTILMIŞ POTANSİYEL KAYDI SONUÇ RAPORU Adı Soyadı: Protokol No: Yaş: Tetkikin Yapıldığı Tarih: Hastanın Resmi Kurumu: Kadın... Erkek Hastanın Geliş Yönü Yatan Hasta Poliklinik Hastası Acil Servis Koku Maddesi Stimulus Duration Repeat 20 Interstimulus Interval N- amyl acetate 350 ms 30 sn Gönderen Klinik: KBB Elektrot Pozisyonları Cz-Pz Diğer: SONUÇ: 52