12742

12742

تشخيص سطح درد مزمن با استفاده از سيگنال‌هاي عصبي موجود در نخاع

كارشناسي ارشد

برق - بيوالكتريك

اسفند 1392

اسفند 1392

دكتر عباس عرفانيان اميدوار

چكيده هرچند در درمانهاي كلينيكي از درد به عنوان علامت مهمي ياد ميشود، اما وجود درد به صورت مزمن مشكلي است كه آسيب‏هاي جسمي و روحي فراواني را به فرد، خانواده و جامعه وارد مي‏كند. از سوي ديگر اثرات سوء استفاده از داروهاي مخدر براي تسكين درد، محققان را به سوي پيدا كردن روش‏هاي سالم‏تر و موثرتر هدايت مي‏كند. استفاده از تحريك الكتريكي براي تسكين درد مزمن روشي است كه محققان بسياري به آن پرداخته‏اند. در اين روش‌ها نخاع، عمق يا قشر مغز و يا اعصاب محيطي به طور پيوسته تحريك مي‌شوند. تحريك مداوم بخشي از سيستم عصبي معايب بسياري دارد. لذا اعمال تحريك در صورت نياز يا تغيير پارامترهاي تحريك الكتريكي متناسب با شدت درد از موضوعات مهم در زمينه كنترل درد است كه به مطالعه در مورد آن پرداخته شده است. اولين قدم در طراحي سيستمي حلقه بسته و پياده‏سازي روش‏هاي كنترلي مناسب، اندازه‏گيري پيوسته درد مي‏باشد. تحقيقات قبلي نشان مي‏دهد كه مطالعه فعاليت سلول‌هاي عصبي WDR كه در شاخ خلفي نخاع قرار دارند براي اندازه‏گيري درد ناسيسپتيو مي‏تواند بسيار مفيد واقع شود. در اين پژوهش، اثر سطوح مختلف درد حاصل از تحريك مكانيكي بر روي فعاليت سلول‌هاي عصبي WDR مربوط به 6 رت مورد بررسي قرار گرفته‌است. براي بررسي چگونگي فعاليت اين سلول‏هاي عصبي از نرخ آتش پتانسيل عمل و فواصل بين اسپايك‌ها استفاده شده است. متوسط تعداد پتانسيل عمل در يك ثانيه، سيگنال پيوسته نرخ آتش پتانسيل عمل، متوسط فواصل بين اسپايك‌ها و سيگنال پيوسته‌اي حاصل شده از فواصل بين اسپايك‌ها براي بررسي چگونگي فعاليت سلول‌هاي عصبي WDR مورد مطالعه قرار گرفته‏ است. نتايج نشان مي‌دهد كه با افزايش شدت تحريك مكانيكي، نرخ آتش پتانسيل عمل افزايش يافته و در مقابل فواصل بين اسپايك‌ها كاهش مي‌يابد. از تجزيه موجك، روش تجزيه تجربي و مدل خودبازگشتي براي استخراج ويژگي از دو سيگنال پيوسته نرخ آتش پتانسيل عمل و سيگنال پيوسته فواصل بين اسپايك‌ها استفاده شده است. نتايج نشان مي¬دهد كه دقت تشخيص با استفاده از پارامترهاي مدل AR به عنوان ويژگي به مراتب بهتر از تجزيه موجك و روش تجزيه تجربي است. نتايج 18 آزمايش نشان ميدهد كه با استفاده از پارامترهاي مدل AR مربوط به سيگنال پيوسته نرخ آتش اسپايك‌ها به عنوان ويژگي، براي طبقه‌بندي 2 سطح تحريك مكانيكي (سطح اول و پنجم)، 3 سطح تحريك مكانيكي (سطح اول، سوم و پنجم)، 4 سطح تحريك مكانيكي (سطح اول، دوم، سوم و پنجم) و 5 سطح تحريك مكانيكي (سطح اول تا پنجم)، دقت تشخيص به ترتيب 41/96%، 33/94%، 55/90% و 9/85% به دست آمده است. اين مقادير براي حالتي كه از پارامترهاي مدل AR مربوط به سيگنال پيوسته فواصل بين اسپايك‌ها به عنوان ويژگي استفاده شده بود، به ترتيب 51/94%، 8/82%، 55/71% و 58/64% به دست آمد. واژه‌هاي كليدي: درد مزمن، ضبط خارج سلولي، سلول عصبي WDR، نرخ آتش، فواصل بين اسپايك‌ها