11455

11455

مدل سازي فعاليت الكتريكي مغز انسان در بيهوشي عمومي

كارشناسي ارشد

برق - مهندسي پزشكي - بيوالكتريك

بهمن ماه 1391

بهمن ماه 1391

دكتر حميد بهنام

چكيده : يكي از رايج¬ترين وسيله¬هاي اندازه¬گيري¬ فعاليت مغز، سيگنال الكتروانسفالوگرام است كه با اتصال الكترودهاي متصل به پوست سر ثبت مي¬شود. با بيهوش كردن بيمار تغييراتي در امواج مغزي ايجاد مي¬شود، بنابراين تجزيه و تحليل¬هاي الكتروانسفالوگرام براي اندازه¬گيري عمق بيهوشي استفاده مي¬شود. در دهه گذشته، تلاش¬هاي زيادي براي اندازه¬گيري عمق بيهوشي مستقيما با مانيتورينگ سيگنال الكترانسفالوگرام بعمل آمده است. مانيتورها، ميزان هوشياري فرد را با پردازش بلادرنگ الكتروانسفالوگرام نشان مي¬دهند. تمام اين روش¬ها بر اساس روش¬هاي تجربي، تخميني از عمق بيهوشي با استفاده از الكتروانسفالوگرام را ارائه مي¬دهند. از اين رو در سال¬هاي اخير، مقاله¬هاي زيادي در زمينه¬ي مدل كردن فعاليت¬هاي الكتريكي كورتكس مغز در طول فرآيند بيهوشي عمومي ارائه شده است. به نظر مي¬رسد مدل¬هاي ميدان ميانگين، انتخاب مناسبي براي اين هدف مي¬باشند، زيرا كه اين مدل¬ها، يكي از بهترين گزينه¬ها براي مطالعه¬ي ويژگي¬هاي خاص توليد شده توسط هزاران نرون مشابه در يك جمعيت نروني است. اين مدل-ها مي¬توانند سيگنال¬هاي الكترانسفالوگرام را با محاسبه¬هاي كمتر از دسته معادله¬هاي كوپل شده توليد كنند. در اين پايان¬نامه، ما دسته¬ معادله¬هاي ارائه شده توسط گروه استين-رس را كه شكل تغيير يافته از معادله¬هاي لي¬لي در سال 1992 است بررسي مي¬كنيم. اين مدل تغيير يافته، 8 معادله ديفرانسيل با 37 پارامتر دارد كه ورودي-هاي آن، پارامترهاي استاندارد از جمله مقدار دز داروهاي بيهوشي و خروجي آن، سيگنال الكتروانسفالوگرام است. تاثير تغيير پارامترهاي مختلف مدل در خروجي، نقاط تعادلي و مسير حركتي سيستم در حوزه¬هاي مختلف زمان، فركانس و مكان تحليل مي¬شود. نهايتا بر اساس پارامترهاي استاندارد مدل، روش¬هايي براي تعيين مقدار دز داروي بيهوشي براي گذار سيستم از هشياري به بيهوشي ارائه مي¬شود. روش اصلي ارائه شده براي اندازه¬گيري مقدار دقيق دز داروي بيهوشي براي گذار سيستم از هشياري به بيهوشي در مدل استين-رس، با استفاده از روش گروه ويرتور اوجا بود كه توسط استين-رس و ويلكاكس در سال 2001 معرفي شد. اين گروه با استفاده از آنتروپي طيف نرماليزه شده، عمق بيهوشي را با استفاده از خروجي مدل استين-رس اندازه¬گيري كردند. محاسبه¬ي آنتروپي طيف نيازمند فيلتر كردن سيگنال (الكترانسفالوگرام)، محاسبه¬ي طيف و توان طيف و در نتيجه نيازمند تحليل فراوان و زمان¬بر است. در اين پايان¬نامه بررسي اثر دز داروي بيهوشي بر مسير فاز گذر سيستم در منحني ايزوكلاين از هشياري به بيهوشي در مدل استين-رس انجام و شواهدي براي وجود چند¬پايايي در اين مدل آورده شده است. نهايتا روشي ساده¬تر و بسيار سريع¬تر نسبت به روش گروه اوجا، براي اندازه¬گيري مقدار دز داروي بيهوشي مورد نياز براي گذار سيستم در مدل استين-رس از هشياري به بيهوشي ارائه شده است. واژه¬هاي كليدي: مدل¬سازي فعاليت كورتكس، سيگنال الكتروانسفالوگرام، مدل ميدان ميانگين، گذار از هشياري به بيهوشي، مانيتورينگ بيهوشي.