12909

12909

اندازه گيري عمق بيهوشي با استفاده از تركيب سيگنالهاي حياتي و مغزي

دكتري

برق - بيوالكتريك

آذر 1392

آذر 1392

دكترحميد بهنام

دكتر حسينعلي جلوه مقدم

چكيده مانيتور كردن عمق بيهوشي بيمار با بهره گيري از سيگنالهاي حياتي از موضوعات مورد چالش متخصصين بيهوشي مي باشد. تعداد زيادي شاخص تجاري مبتني بر سيگنال الكتروانسفالوگرام (EEG) مانند BIS در طي سالهاي اخير معرفي شده است. اما اين شاخصها داراي مشكلات فراواني بوده و ضمنا بيهوشي مرتبط با فعاليت سيستم عصبي اتوماتيك و مركزي مي باشد در حالي كه سيگنال EEG تنها منعكس كننده فعاليت سيستم عصبي مركزي مي باشد. در اين تحقيق در ابتدا اثر داروي سووفلوران بر روي يك كانال سيگنال EEG در قسمت فرونتال مغز در بيهوشي كنترل شده براي 21 بيمار با اعمال شاخص آنتروپي جايگشت اصلاح شده چند مقياسه (MMPE) تخمين زده شده است. اين شاخص پيشنهاد شده مقدار پيچيدگي در سيگنال را اندازه گيري مي كند و الگوهاي خاموشي پشت سرهم كه در دوزهاي بالاي دارو اتفاق مي افتد را به خوبي تشخيص مي دهد. نتايج نشان مي دهد كه شاخص پيشنهادي در مقايسه با شاخصهاي معرفي شده توسط محققان مختلف، حساسيت كمتري به نويز دارد، داراي حداقل بار محاسباتي مي باشد، حالت گذر از بيداري به بيهوشي را بر اساس مدلسازي دارويي و آناليز در اطراف زمان از دست رفتن هوشياري سريعتر دنبال مي كند. در ادامه، اثر داروي پروپوفول بر هماهنگي سيگنالهاي EEG بين نواحي فرونتال و تمپورال كورتكس مغزي در شرايط كنترل شده براي 9 داوطلب مورد بررسي قرار گرفته است. اين هماهنگي با استخراج ويژگي از منحني بازگشتي متقابل بر اساس الگوهاي ترتيب كمي شده و شاخصي به نام OPL معرفي شده است. نتايج نشان مي دهد كه شاخص پيشنهادي در مقايسه با شاخص تجاري BIS، تغييرات حالت گذر EEG را سريعتر دنبال مي كند، تغييرات كمتري در زمان از دست رفتن بيهوشي دارد و همبستگي بهتري با غلظت موثر داروي پروپوفول در مغز دارد. در نهايت ما يك سيستم آشكارسازي عمق بيهوشي كه شامل سه مرحله است را پيشنهاد داديم. در ابتدا شاخص MMPE را بر روي يك كانال سيگنال مغزي اعمال نموده ايم. سپس فعاليت سيستم عصبي اتوماتيك توسط ضربان قلب و فشار خون متوسط كمي شده است. در نهايت ويژگيهاي استخراج شده به عنوان ورودي به يك طبقه بندي كننده LDA داده شده است. روش پيشنهادي با استفاده از سيگنالهاي حياتي 25 بيمار در جراحي قلب باز مورد ارزيابي قرار گرفته است. نتايج نشان مي دهد كه صحت طبقه بندي براي تفكيك چهار حالت بيداري، بي حسي، بيهوشي عمومي و بيهوشي عميق با تركيب پارامترهاي فشار خون و ضربان قلب نرماليزه شده با ويژگي استخراج شده از EEG تك كانال به 4/91% مي رسد. نتايج نشان مي دهد كه روش معرفي شده مي تواند عمق بيهوشي را بصورت موثرتر از شاخص تجاري BIS با قابليت مقاوم پذيري بهتري نسبت به نويز تخمين بزند. واژه‌هاي كليدي: عمق بيهوشي، سيگنال الكتروانسفالوگرام، پارامترهاي قلبي- عروقي، منحني بازگشتي متقابل، آنتروپي جايگشت.