شناسایی مرزهای مرگ و زندگی

سیستم تعیین عمق بیهوشی به عنوان فناوری نوین در ابتدا بیشتر در کشورهای توسعه یافته بویژه امریکا رواج پیدا کرد. آمار بالای بیدار شدن بیمار هنگام عمل ، بیهوشی های عمیق و استفاده کنترل نشده دارو باعث شد تا مسوولان این کشورها استفاده از چنین سیستم هایی را توصیه کنند؛ البته این فناوری در حال گسترش به دیگر کشورهاست.
در این میان فناوری های مطرح در این زمینه به دلیل پیچیدگی فرآیند بیهوشی بسیار محدود است و براساس منابع علمی منتشر شده ، فناوری اصلی که به نام شاخص BIS شناخته می شود، اکنون به صورت تقریبی در 73 درصد بهترین بیمارستان ها و در حدود 53 درصد اتاقهای عمل امریکا نصب شده است.
این فناوری هم اکنون در 160 کشور جهان مورد استفاده قرار گرفته است . در این میان عواملی همچون هزینه بر بودن ، آشنایی نداشتن و درک مزایا و قابلیت ها، پایین بودن سطح خدمات درمانی ، باعث شده است که استفاده از آن در کشورهای در حال توسعه کندتر صورت گیرد؛ اما شکی نیست که نیاز به این فناوری در آینده ای نه چندان دور استفاده از آن را اجباری خواهد کرد.

فرآیند بیهوشی ، مدیریت می شود مراحل تولید یک دستگاه پزشکی که فناوری جدیدی را مطرح می کند، به این ترتیب است که پس از تولید نمونه مهندسی و انجام تستهای بالینی و اثبات صحت نتایج به دست آمده باید تاییدیه های مورد نظر از مراجع ذی ربط گرفته شود و نمونه های نیمه صنعتی و صنعتی دستگاه در مقیاس های پایین تولید، سپس وارد مرحله تولید انبوه شود. این پژوهش اکنون وارد مرحله تولید نیمه صنعتی در مقیاس محدود می شود و به طور مسلم با توجه به نتایج به دست آمده و حمایت مناسب در کسب استانداردهای کافی و کیفیت بالای تولید، علاوه بر بازار داخل امکان صادرات آن نیز وجود دارد. گیفانی درباره فناوری به کار رفته در تولید این سیستم می گوید: الگوریتم پردازشی با این هدف بهینه شده است که پیاده سازی نرم افرازی و سخت افزاری آن بر بستری کم هزینه و در عین حال با قابلیت های بالا میسر شود. در این خصوص از فناوری سیستم های نهفته در قسمتهای سیستم عامل نهفته ، بستر سخت افزاری نهفته و به دست آمدن کد پردازشی بلادرنگ بهره گرفته شد. به این ترتیب علاوه بر این که کیفیت ، قابل رقابت خواهد بود، قیمت تمام شده سیستم نیز به مراتب از نمونه های خارجی کمتر می شود. این طرح علاوه بر بالا بردن سطح خدمات درمانی که با مدیریت مناسب فرآیند بیهوشی میسر می شود، از به هوش آمدن بیمار حین عمل و از مسمومیت های دارویی و مصرف بی رویه دارو جلوگیری می کند. این مشکلات در بیمارستان های ایران بسیار شایع است

به گفته مهندس پیمان گیفانی ، دانش آموخته کارشناسی ارشد مهندسی پزشکی بیوالکتریک از دانشکده مهندسی پزشکی دانشگاه صنعتی امیرکبیر و مجری طرح سیستم نوین مانیتورینگ عمق بیهوشی ، تحقیق با این پیش فرض شروع شد که با روش شناسی متفاوت بر مبنای دینامیک ذاتی سیستم ، راهکاری به منظور تفکیک عمق بیهوشی ارائه شود تا در مقایسه با آخرین فناوری دنیا و مشخص شدن تفاوت های بنیادی ، کاستی ها و مزایای آنها مشخص شود. در این مسیر تمرکز اصلی بر روش های غیرخطی آنالیز سیگنال مغز برای بررسی دینامیک بیهوشی بود. روش اصلی مورد استفاده در این پژوهش استفاده از ماهیت فرکتال سیگنال مغز و سعی در کمی کردن این مشخصه در سطوح مختلف بیهوشی بود. به این معنی که با بررسی این خاصیت فرکتال سیگنال ، درپی این فرضیه بودیم که آیا این مشخصه در عمقهای مختلف بیهوشی دارای تغییرات معنی داری است یا خیر.
بر این مبنا ابتدا سیگنال خام ثبت شده با همراه شاخصهای کلینیکی و همچنین بر اساس شاخص BIS طبقه بندی شد. به منظور یکسان بودن شرایط ثبت اطلاعات خام و مقایسه دقیق تر الگوریتم نوین ارائه شده با شاخص BIS، امکان ثبت و مقایسه همزمان هر دو الگوریتم فراهم آمده است. به این ترتیب نتایج هر دو الگوریتم روی یک سیگنال مشترک قابل ارزیابی است.
نتایج تحلیل های مختلف از جمله تخمین پیچیدگی و روشهای مختلف مبتنی بر فرکتال از تغییر دینامیک غیرخطی سیگنال مغز هنگام بیهوشی حکایت دارد. در حالت هوشیار، شاهد بعد بالا که نشان از درجه آزادی و ظرفیت بالای پردازشی و آشوبگونگی دارد، هستیم و در بیهوشی عمیق ، دینامیک سیستم ، درجه آزادی کمتر و سطح تعاملات ضعیف و در نتیجه بعد کمتر را بازگو می کند.
گیفانی می افزاید: نتایج این تحقیق که منجر به بدست آمدن شاخصی به نام SCUBA شد، قادر است با پردازش تنها یک کانال سیگنال مغز، سطوح بیهوشی را در حداقل 4 سطح هوشیار، بیهوش خفیف ، بیهوش میانی و بیهوش عمیق تفکیک کند. این شاخص با آخرین فناوری دنیا در این خصوص (شاخص BIS) مورد مقایسه قرار گرفت و از جنبه های مختلف دارای مزایا و قابلیت های ویژه ای است. لازم به یادآوری است که شاخص BIS با صرف میلیون ها دلار و تحقیق پیاپی یک دهه تلاش متخصصان به دست آمده است.
به علاوه بر این ، حجم پایین محاسبات الگوریتم پردازشی ارائه شده نسبت به دیگر فناوری ها، امکان پیاده سازی آن را کم هزینه می کند. مقاوم بودن روش شناسی استفاده شده در الگوریتم نسبت به انواع نویزها از مزایای دیگر این فناوری است. همچنین تفکیک خواب ناشی از داروی بیهوشی نسبت به خواب شرایط کما از دیگر موارد قابل اشاره است ؛ البته این قسمت از تحقیق برای رسیدن به شاخصی برای شرایط کما در حال انجام است و در صورت به نتیجه رسیدن ، تصمیم گیری پزشکان درباره احتمال بازگشت بیماران در سطوح مختلف کما را تسهیل می کند. در کل روند کاری این دستگاه سعی می شود تا کمترین دخالت در شرایط عادی بیمار هنگام بیهوشی و در اتاق عمل ایجاد شود به این ترتیب که تنها به یک کانال سیگنال EEG نیاز داریم.
از این رو، این سیستم هیچ گونه مخاطره ای را در پی نخواهد داشت. به گفته گیفانی ، تحقیقات در این خصوص از حدود 3 سال پیش شروع و پس از بررسی فناوری های موجود، مرحله ابتدای کار با ثبت سیگنال مغز حین بیهوشی در اتاق عمل همراه بود. اکنون الگوریتم نهایی پیاده سازی شده است و تستهای بالینی اولیه نیز بر بیماران در شرایط مختلف به انجام رسیده و به تایید تعدادی از متخصصان بنام بیهوشی و همچنین انجمن متخصصان بیهوشی و مراقبت های ویژه رسیده است.
به علاوه بر این برای مقایسه خروجی سیستم ارائه شده با دیگر فناوری ها، مقایسه کاملی میان نتایج به دست آمده با شاخص BIS به انجام رسید.