راهکاری برای چالش بیهوشی در اتاق عمل

واژه بیهوشی «Anesthesia» اولین بار از سوی« اولیوروندیل هلمز» به کار برده شد. ریشه این کلمه، یونانی و به معنی فقدان ادراک یا عدم حساسیت است، اما به مرور زمان برای رفع درد و بهبود برخی بیماری‌ها و جراحات نیاز به عمل جراحی بود که تحمل انجام آن برای بیمار بسیار دردناک بود. پس باید به طریقی این درد را از بین می‌بردند. در اینجا بود که اهمیت و ضرورت مواد بیهوش‌کننده مطرح شد. از قرن نوزدهم مواد بیهوش‌کننده جدید به دنیای پزشکی وارد شد. نیتروزاکساید از جمله این مواد بود که اولین‌بار در سال 1776 توسط پریستلی تهیه شد و سال 1779 توسط هامفری دیوی برای اعمال جراحی به کار رفت. با کاهش درد و هوشیاری بیمار در حین جراحی، علم پزشکی پیشرفت زیادی کرد و موجب شد بتوانیم اعمال جراحی را آسان‌تر و با خطرات کمتری انجام دهیم. با این حال بیهوشی ممکن است مشکلاتی برای بیمار ایجاد کند. طی سال‌های اخیر، لزوم تجدید نظر در شیوه‌های مرسوم و تحقیق و بررسی برای یافتن شیوه‌های بهتر آغاز شده است. یکی از این شیوه‌های جدید استفاده از دستگاهی است که میزان عمق بیهوشی بیمار را تخمین می‌زند. بتازگی نمونه‌ای از این دستگاه در ایران از سوی یک تیم تحقیقاتی و بر اساس پایان نامه دکتری رضا شال‌باف، دانش‌آموخته مقطع دکتری مهندسی پزشکی از دانشگاه علم و صنعت ایران، با همراهی تیمی پژوهشی در نیوزیلند ساخته شده است.

افق جدید پیش روی شیوه مرسوم بیهوشی

دکتر رضا شال‌باف، مجری این طرح تحقیقاتی در‌باره ویژگی‌های دستگاهی که برای سنجش عمق بیهوشی ساخته‌اند، به جام‌جم می‌گوید: با استفاده از این دستگاه در فرآیند بیهوشی بیمار دخالتی صورت نمی‌گیرد؛ بلکه به پزشک این امکان داده می‌شود که به‌طور لحظه‌ای از میزان بیهوشی بیمار خود مطلع باشد. بعلاوه متخصص بیهوشی می‌تواند میزان دوز داروی بیهوشی را متناسب با نیاز بیمار و خصوصیات فیزیولوژی بیمار تجویز کند. قبلا متخصص بیهوشی از طریق سیگنال‌های قلبی و فشار خون، میزان اشک و گشادی مردمک چشم می‌توانست تخمینی از عمق بیهوشی بیمار به دست آورد، ولی چون هیچ‌کدام از این سیگنال‌ها به صورت مستقیم تحت تاثیر داروهای بیهوشی قرار نمی‌گرفت، میزان خطا برای متخصص بیهوشی زیاد بود و از سوی دیگر چون در فرآیند جراحی داروی‌های شل‌کننده عضلات به بیمار تزریق می‌شود، اگر بیمار در حین جراحی به هوش می‌آمد، به دلیل حرکت نکردن عضلات، نمی‌توانست هوشیاری خود را به پزشک اطلاع دهد. این باعث می‌شد بیمار هوشیار شود، بدون این که متخصص بیهوشی متوجه این هوشیاری شود. طبق آمارهای موجود بین 2 تا 3 درصد بیماران حتی در بهترین بیمارستان‌های آمریکا نیز هوشیاری حین عمل دارند‌. با توجه به این که داروهای بیهوشی عوارض زیادی دارند و در عین حال بسیار گران قیمت هستند، لازم بود راهکاری برای کم کردن میزان مصرف داروی بیهوشی پیدا کنیم. ابتدا نیاز بود بدانیم دارو‌های بیهوشی بر چه ارگانی از بدن اثر بیشتری دارد که طی مطالعات انجام شده معلوم شد بیشترین اثر را روی مغز دارد.

شال‌باف در‌باره ضرورت مطالعات در حوزه علوم اعصاب می‌افزاید: برای تکمیل دانش پروژه به سمت علوم اعصاب رفتیم و از داده‌های این علم برای ادامه روند کار بهره بردیم. از این طریق توانستیم الگوریتم‌های پردازش سیگنال را استخراج و الگوریتم‌های نوآورانه‌ای را معرفی کنیم. درنهایت یک شاخص کمی از میزان هوشیاری را با استفاده از سیگنال مغزی و ترکیب آن با سیگنال‌های قلبی و عروقی به دست آوردیم که در مجموع باعث شد، بتوانیم یک شاخص کمی به متخصص بیهوشی بدهیم تا او میزان مصرف داروی بیهوشی را بهینه کند، یعنی نه کم تزریق کند که بیمار حین عمل جراحی هوشیار شود و نه بیش از حد تزریق کند که عوارض جانبی برای بیمار داشته باشد. در این کار از تخصص‌های مختلف مانند متخصص الکتروفیزیولوژیست،متخصص بیهوشی، فیزیک پایه، متخصص علوم اعصاب و مهندسی پزشکی، هم در تیم ایرانی و هم در تیم نیوزیلندی استفاده کردیم تا توانستیم دانشمان را در‌باره عملکرد سیگنال‌های مغزی هنگام بیهوشی، تکمیل و کاربردی کنیم.

بیهوشی و دشواری ثبت سیگنا‌ل‌های مغزی

جالب است بدانید، در علم پردازش سیگنال‌های مغزی، ثبت این سیگنال‌ها در بیماری‌هایی مانند صرع، افسردگی یا موضوعات مربوط به خواب یا نوروفیدبک راحت‌تر از وضعیت بیهوشی است، زیرا برای چنین ثبتی نیاز به بیهوش کردن فرد نیست. از سوی دیگر در هر پژوهش علمی چه روی انسان و چه حیوانات، الزاماتی برای رعایت کد‌های اخلاقی مانند احتمال کمترین خطر و رضایت مطرح است. بر همین اساس، دکتر شال‌باف با تاکید بر این نکته می‌افزاید: در زمینه پردازش و ثبت سیگنال‌های مغزی در حین بیهوشی، پژوهش‌های علمی اندکی انجام شده است. ثبت سیگنال‌های مغزی در زمان بیهوشی کار دشواری است؛ چون باید این کار در اتاق عمل که محیطی حساس و پیچیده است، انجام شود. کار در چنین محیطی دشوار است. ما مرحله اول کار را در نیوزیلند، با ثبت سیگنال‌های مغزی روی نمونه حیوانی (موش) انجام دادیم. مغز موش شباهت بسیاری به مغز انسان دارد و ثبت سیگنال‌های آن آسان‌تر است. ابتدا از موش زنده ثبت سیگنال گرفتیم و پس از بیهوش کردن، دوباره ثبت را انجام دادیم. سپس جمجمه موش را باز و آن قسمت از مغز را که مد نظر بود، خارج کردیم و در محیط‌هایی که مغز را برای مدتی زنده نگه می‌دارد، قرار دادیم و دوباره ثبت‌های دقیق‌تری گرفتیم. اینها سیگنال‌های اولیه بود که در ادامه روی حدود 200 نمونه انسانی ثبت سیگنال انجام شد. پس از طی این دوره و اطمینان از فرآیند کار، ادامه آن را در بیمارستان‌های داخل کشور با حمایت دکتر جلوه مقدم متخصص بیهوشی، در بیمارستان‌های وابسته به دانشگاه شهید بهشتی انجام دادیم. به این ترتیب که قبل از بیهوشی و در حین بیهوشی ثبت سیگنال را انجام می‌دادیم. سرانجام توانستیم به یک شاخص بین صفر تا 100 برسیم که 100 نشان‌دهنده هوشیاری کامل و صفر، نشان‌دهنده بیهوشی عمیق است. در فرآیندی که بیمار در بیهوشی مناسب قرار دارد، عدد باید بین40 تا 60 باشد و نظر متخصص بیهوشی در‌باره وضعیت بیمار، ملاک دیگری برای مقایسه با این شاخص است که مورد استفاده قرار می‌گیرد.

این محقق نحوه کاربرد دستگاه را در اتاق عمل به این صورت تشریح می‌کند که با نصب حداقل دو کانال و قرار دادن سه الکترود روی پیشانی بیمار می‌توانند عمق بیهوشی را تخمین بزنند. این دستگاه بجز اتاق عمل در سی‌سی‌یو و آی‌سی‌یو هم می‌تواند استفاده شود.

کسب استاندارد‌های علمی

یکی از حساس‌ترین مراحل انجام چنین پژوهش‌هایی، بحث اعتبارسنجی آن است؛ یعنی سازندگان دستگاه بتوانند اثبات کنند دستگاهشان درست کار می‌کند و عمق بیهوشی بیمار را با دقت مطلوبی تعیین می‌کند. شال‌باف در این خصوص می‌گوید: با استفاده از نمونه آمریکایی این دستگاه که دارای استاندارد FDA است و چندسالی در 80 درصد بیمارستان‌های آمریکا مورد استفاده قرار می‌گیرد، در کنار ثبت با دستگاه خودمان با این دستگاه نیز ثبت را انجام دادیم و شاخص‌های قبلی را با شاخص این دستگاه مورد مقایسه قرار دادیم. یکی دیگر از شاخص‌های مورد نظر، خود متخصص بیهوشی بود. در عین حال با استفاده از نمونه خون بیمار و میزان داروی بیهوشی در خون او، تخمینی از هوشیاری بیمار ارائه می‌دادیم. تمام این موارد، شاخص‌هایی بود که برای اعتبارسنجی عملکرد دستگاه مورد استفاده قرار گرفت.

این پژوهشگر در‌باره وضع به‌کارگیری این دستگاه در داخل کشور گفت: در حال حاضر این دستگاه در کشور با همکاری یک شرکت دانش‌بنیان به مرحله تولید صنعتی رسیده و حدود 20 تا 25 بیمارستان از این دستگاه استفاده می‌کنند.

در اتاق عمل دستگاه‌های مختلفی مانند دستگاه الکترو کوتر و دستگاه بیهوشی به بیمار متصل است که همه اینها امواج مزاحمی ایجاد می‌کنند که روی ثبت سیگنال‌های مغزی تاثیر می‌گذارند. مجری طرح در خصوص چگونگی رفع این مشکل می‌گوید: برای رفع این تداخل و تشخیص درست سیگنال‌های مغزی، در مراحل پیش‌پردازش و با استفاده از الگوریتم‌های نوآورانه که به دست آورده بودیم، طی مراحلی به حذف نویزهای مختلف از روی سیگنال مغزی اقدام کردیم.

امتیاز این دستگاه نسبت به نمونه خارجی

شال‌باف درخصوص کیفیت و قیمت دستگاه ایرانی در مقایسه با نمونه خارجی می‌گوید: ابتدا سعی کردیم به شاخص‌های نمونه دستگاه خارجی برسیم و در ادامه توانستیم هزینه تولید دستگاه را کاهش دهیم. در حال حاضر قیمت این دستگاه معادل یک ششم قیمت نمونه خارجی است و همین‌طور هزینه لوازم مصرفی دستگاه مانند قیمت الکترود‌ها را تا حدود 15 درصد کاهش دادیم. مزیت دیگر دستگاه این است که در مقایسه با نمونه خارجی آن تاثیرپذیری کمتری نسبت به نویز دارد که همین مزیت باعث شد بتوانیم یک شاخص کیفیت سیگنال، در کنار شاخص عمق بیهوشی بیمار به متخصص بیهوشی بدهیم. مورد دیگر این که وقتی بیمار در حالت بیهوشی عمیق یا کما قرار دارد، این دستگاه بهتر می‌تواند میزان بیهوشی عمیق را نسبت به دستگاه خارجی نشان دهد. شال‌باف در پایان تأکید کرد تمام این نتایج در پنج نشریه علمی معتبر منتشر شده است.

مزایای دستگاه سنجش عمق بیهوشی

دکتر شال‌باف با تاکید بر تحقیقات متعددی که درخصوص مزایای استفاده از این دستگاه صورت گرفته است می‌افزاید: استفاده از این دستگاه حدود 2 درصد باعث کاهش مصرف داروی بیهوشی می‌شود. متخصص بیهوشی با در نظر گرفتن شاخص 40 تا 60 سعی می‌کند در طول جراحی این شاخص را نگه دارد و همین امر سبب می‌شود میزان مصرف داروی بیهوشی کمتر شود. مورد دیگر، مدت زمان ماندن بیمار در بخش مراقبت‌های ویژه است. هر چه بیمار داروی بیهوشی کمتری دریافت کرده باشد، مدت زمان کمتری در این بخش می‌ماند. بحث دیگر میزان هوشیاری حین عمل جراحی است. در مقایسه با بیمارانی که در جراحی آنان از این دستگاه استفاده شده و بیمارانی که بدون این دستگاه جراحی شده‌اند. معلوم شد میزان هوشیاری حین عمل جراحی حدود 70 درصد کمتر شده و همچنین میزان مرگ و میر حدود 25 درصد کاهش یافته است. درنهایت با مصرف اندک داروی بیهوشی از میزان عوارض این دارو روی قلب و عروق کلیه و دیگر اعضای بدن جلوگیری می‌شود.

بتول خالدی

دانش