شناسايي مرزهاي مرگ و زندگي

[ALIAGHAKHAN]

دانش پزشکي در شناخت ساختار بسيار پيچيده بدن آدمي هر روز در حال پيشرفت شگرفي است. روشهاي درماني جديد با به کارگيري شاخه هاي مختلف علوم ، به طور مرتب تغيير مي کند و غيرممکن هاي گذشته به ممکن هاي زمان حال بدل شده است.
پيدايش روشهاي جراحي نو درباره بافتهايي از بدن که هرگز تصورش نمي رفت ، شاهد اين ادعاست و دستان هنرمند جراحان با کمک تجهيزات پيشرفته پزشکي باعث نجات جان انسان ها و اميد بخش زندگي و حياتي دوباره است ، اما ملزومات يک جراحي موفق ، علاوه بر جراح به بيهوشي مناسب بيمار نيز وابسته است. با توجه به ضرورت بيهوشي درست ، پژوهشگران دانشگاه صنعتي اميرکبير موفق شده اند، سامانه نوين مانيتورينگ عمق بيهوشي با آناليز غير خطي سيگنال مغزرا براي پي بردن به ديناميک بيهوشي طراحي کنند.

بيهوشي را مي توان به صورت ساده ، کم کردن سطح آگاهي و درک بيمار از محرک هاي دروني و بيروني هنگام جراحي ، تعريف کرد؛ البته فرآيند بيهوشي ، کار دشوار و پيچيده اي است ، چراکه بيهوشي در واقع سفري است که تا مرز مرگ پيش مي رود و اين وظيفه خطير بر دوش متخصصان بيهوشي است که مرزهاي بين مرگ و زندگي را بشناسند و بيمار را پس از پايان جراحي به زندگي بازگردانند.
بيهوشي عمومي (Anesthesia) شامل کاهش هوشياري (Hypnosis Amnesia) و افت درک حسي از درد (Analgesia) است. اگر سيستم اعصاب مرکزي به صورت مناسب سرکوب نشود، بيمار به فعاليت هاي جراحي عکس العمل نشان مي دهد که با بازتاب بيروني يا به صورت به هم ريختگي هموديناميکي درون بدن نمود مي يابد. در روشهاي معمول ، متخصص بيهوشي با توجه به تجربه و مهارت خود، دوزي از داروي بيهوشي را تجويز مي کند و با مشاهده علائم باليني و کلينيکي بيمار و تغييرات آنها (مانند تغييرات فشار خون ، نرخ ضربان قلب ، وضعيت مردمک ، ميزان تعرق ، اشک چشم ، حرکت بدن و...) تخميني از ميزان بيهوش شدن بيمار به دست مي آورد. از آنجا که اين علائم هميشه در دسترس و چندان قابل اعتماد نيستند، نياز به وجود روشي که بازگوکننده تغييرات سيستم اعصاب مرکزي باشد، از ديرباز وجود داشته است.
اين موضوع مراکز تحقيقاتي و شرکتهاي فعال درخصوص تجهيزات پزشکي را از حدود 2 دهه گذشته به خود مشغول کرده است. با اين حال تلاشهاي علمي در دهه گذشته منجر به پيدايش فناوري هاي نويني در اين خصوص شد که تا حدودي چالش مانيتورينگ عمق بيهوشي را کم مي کرد.

فناوري هاي نوين در خدمت بيهوشي

سيستم تعيين عمق بيهوشي به عنوان فناوري نوين در ابتدا بيشتر در کشورهاي توسعه يافته بويژه امريکا رواج پيدا کرد. آمار بالاي بيدار شدن بيمار هنگام عمل ، بيهوشي هاي عميق و استفاده کنترل نشده دارو باعث شد تا مسوولان اين کشورها استفاده از چنين سيستم هايي را توصيه کنند؛ البته اين فناوري در حال گسترش به ديگر کشورهاست.
در اين ميان فناوري هاي مطرح در اين زمينه به دليل پيچيدگي فرآيند بيهوشي بسيار محدود است و براساس منابع علمي منتشر شده ، فناوري اصلي که به نام شاخص BIS شناخته مي شود، اکنون به صورت تقريبي در 73 درصد بهترين بيمارستان ها و در حدود 53 درصد اتاقهاي عمل امريکا نصب شده است.
اين فناوري هم اکنون در 160 کشور جهان مورد استفاده قرار گرفته است.
در اين ميان عواملي همچون هزينه بر بودن ، آشنايي نداشتن و درک مزايا و قابليت ها، پايين بودن سطح خدمات درماني ، باعث شده است که استفاده از آن در کشورهاي در حال توسعه کندتر صورت گيرد؛ اما شکي نيست که نياز به اين فناوري در آينده اي نه چندان دور استفاده از آن را اجباري خواهد کرد.


فرآيند بيهوشي ، مديريت مي شود

مراحل توليد يک دستگاه پزشکي که فناوري جديدي را مطرح مي کند، به اين ترتيب است که پس از توليد نمونه مهندسي و انجام تستهاي باليني و اثبات صحت نتايج به دست آمده بايد تاييديه هاي مورد نظر از مراجع ذي ربط گرفته شود و نمونه هاي نيمه صنعتي و صنعتي دستگاه در مقياس هاي پايين توليد، سپس وارد مرحله توليد انبوه شود. اين پژوهش اکنون وارد مرحله توليد نيمه صنعتي در مقياس محدود مي شود و به طور مسلم با توجه به نتايج به دست آمده و حمايت مناسب در کسب استانداردهاي کافي و کيفيت بالاي توليد، علاوه بر بازار داخل امکان صادرات آن نيز وجود دارد. گيفاني درباره فناوري به کار رفته در توليد اين سيستم مي گويد: الگوريتم پردازشي با اين هدف بهينه شده است که پياده سازي نرم افرازي و سخت افزاري آن بر بستري کم هزينه و در عين حال با قابليت هاي بالا ميسر شود.


در اين خصوص از فناوري سيستم هاي نهفته در قسمتهاي سيستم عامل نهفته ، بستر سخت افزاري نهفته و به دست آمدن کد پردازشي بلادرنگ بهره گرفته شد. به اين ترتيب علاوه بر اين که کيفيت ، قابل رقابت خواهد بود، قيمت تمام شده سيستم نيز به مراتب از نمونه هاي خارجي کمتر مي شود. اين طرح علاوه بر بالا بردن سطح خدمات درماني که با مديريت مناسب فرآيند بيهوشي ميسر مي شود، از به هوش آمدن بيمار حين عمل و از مسموميت هاي دارويي و مصرف بي رويه دارو جلوگيري مي کند اين مشکلات در بيمارستان هاي ايران بسيار شايع است


به گفته مهندس پيمان گيفاني ، دانش آموخته کارشناسي ارشد مهندسي پزشکي بيوالکتريک از دانشکده مهندسي پزشکي دانشگاه صنعتي اميرکبير و مجري طرح سيستم نوين مانيتورينگ عمق بيهوشي ، تحقيق با اين پيش فرض شروع شد که با روش شناسي متفاوت بر مبناي ديناميک ذاتي سيستم ، راهکاري به منظور تفکيک عمق بيهوشي ارائه شود تا در مقايسه با آخرين فناوري دنيا و مشخص شدن تفاوت هاي بنيادي ، کاستي ها و مزاياي آنها مشخص شود. در اين مسير تمرکز اصلي بر روش هاي غيرخطي آناليز سيگنال مغز براي بررسي ديناميک بيهوشي بود. روش اصلي مورد استفاده در اين پژوهش استفاده از ماهيت فرکتال سيگنال مغز و سعي در کمي کردن اين مشخصه در سطوح مختلف بيهوشي بود. به اين معني که با بررسي اين خاصيت فرکتال سيگنال ، درپي اين فرضيه بوديم که آيا اين مشخصه در عمقهاي مختلف بيهوشي داراي تغييرات معني داري است يا خير.
بر اين مبنا ابتدا سيگنال خام ثبت شده با همراه شاخصهاي کلينيکي و همچنين بر اساس شاخص BIS طبقه بندي شد. به منظور يکسان بودن شرايط ثبت اطلاعات خام و مقايسه دقيق تر الگوريتم نوين ارائه شده با شاخص BIS، امکان ثبت و مقايسه همزمان هر دو الگوريتم فراهم آمده است. به اين ترتيب نتايج هر دو الگوريتم روي يک سيگنال مشترک قابل ارزيابي است.
نتايج تحليل هاي مختلف از جمله تخمين پيچيدگي و روشهاي مختلف مبتني بر فرکتال از تغيير ديناميک غيرخطي سيگنال مغز هنگام بيهوشي حکايت دارد. در حالت هوشيار، شاهد بعد بالا که نشان از درجه آزادي و ظرفيت بالاي پردازشي و آشوبگونگي دارد، هستيم و در بيهوشي عميق ، ديناميک سيستم ، درجه آزادي کمتر و سطح تعاملات ضعيف و در نتيجه بعد کمتر را بازگو مي کند.
گيفاني مي افزايد: نتايج اين تحقيق که منجر به بدست آمدن شاخصي به نام SCUBA شد، قادر است با پردازش تنها يک کانال سيگنال مغز، سطوح بيهوشي را در حداقل 4 سطح هوشيار، بيهوش خفيف ، بيهوش مياني و بيهوش عميق تفکيک کند. اين شاخص با آخرين فناوري دنيا در اين خصوص (شاخص BIS) مورد مقايسه قرار گرفت و از جنبه هاي مختلف داراي مزايا و قابليت هاي ويژه اي است. لازم به يادآوري است که شاخص BIS با صرف ميليون ها دلار و تحقيق پياپي يک دهه تلاش متخصصان به دست آمده است.
به علاوه بر اين ، حجم پايين محاسبات الگوريتم پردازشي ارائه شده نسبت به ديگر فناوري ها، امکان پياده سازي آن را کم هزينه مي کند. مقاوم بودن روش شناسي استفاده شده در الگوريتم نسبت به انواع نويزها از مزاياي ديگر اين فناوري است. همچنين تفکيک خواب ناشي از داروي بيهوشي نسبت به خواب شرايط کما از ديگر موارد قابل اشاره است ؛ البته اين قسمت از تحقيق براي رسيدن به شاخصي براي شرايط کما در حال انجام است و در صورت به نتيجه رسيدن ، تصميم گيري پزشکان درباره احتمال بازگشت بيماران در سطوح مختلف کما را تسهيل مي کند. در کل روند کاري اين دستگاه سعي مي شود تا کمترين دخالت در شرايط عادي بيمار هنگام بيهوشي و در اتاق عمل ايجاد شود به اين ترتيب که تنها به يک کانال سيگنال EEG نياز داريم.
از اين رو، اين سيستم هيچ گونه مخاطره اي را در پي نخواهد داشت. به گفته گيفاني ، تحقيقات در اين خصوص از حدود 3 سال پيش شروع و پس از بررسي فناوري هاي موجود، مرحله ابتداي کار با ثبت سيگنال مغز حين بيهوشي در اتاق عمل همراه بود. اکنون الگوريتم نهايي پياده سازي شده است و تستهاي باليني اوليه نيز بر بيماران در شرايط مختلف به انجام رسيده و به تاييد تعدادي از متخصصان بنام بيهوشي و همچنين انجمن متخصصان بيهوشي و مراقبت هاي ويژه رسيده است.
به علاوه بر اين براي مقايسه خروجي سيستم ارائه شده با ديگر فناوري ها، مقايسه کاملي ميان نتايج به دست آمده با شاخص BIS به انجام رسيد.