تعیین سطح عمق بیهوشی

 EEGمناسب ترین وسیله جهت نمایش صحیح عمق آرامش است ولی تغییرات اندکی در عواملی مثل دما، دی اکسیدکربن شریانی
(Paco2) و نوسانات الکترولیت بر روی نتیجه حاصله ااثر سوء خواهند داشت. به علاوه نمایشگر EEG فقط می تواند یکی از موارد بیهوشی از جمله سطح آرامش یا حساسیت به محرک های زیان آور را اندازه گیری کند.

لرزش فیزیولوژیک چشم OMT
فعالیت های خودکار نظیر ضربان قلب، عرق کردن و … یا واکنش به بریدگی از جمله نشانه های بیهوشی است اما، این نشانه های بالینی نمی توانند عمق آرامش (Sedation) را تعیین نمی کنند.
لرزش فیزیولوژیک چشم OMT  با فرکانس بالا است، که در افراد ظاهر شده و مربوط به فعالیت صوتی عصب های حرکتی چشمی ساقه مغزی است. این مسئله اولین بار توسط Fliegelman , Alder  در سال ۱۹۳۴ مطرح شد. اخیرا دریافتند که فرکانس OMT در بیماران دارای جراحات از ناحیه سر به سطح هوشیاری فرد مرتبط است، به طوری که با کاهش سطح هوشیاری و بیهوشی فرد جراحت دیده، فرکانس OMT کاهش می یابد. از این رو جهت تعیین عمق بیهوشی از OMT استفاده می شود. میزان OMT بر اساس تکنیک Strain-gagae پیزو الکتریک، اندازه گیری می شود. سنسور مورد استفاده از یک پروب تشکیل شده و شامل یک آمپلی فایر است که بر روی سطح نصب می شود و یک ترانسدیوسرپیزوالکتریکی که با سیلیکون لابر پوشش داده شده است و می تواند جا به جایی حرکات چشم را ازnm  ۳۰۰۰-۱۲ اندازه‌گیری کند.
سیگنال تقویت شده سنسور از یک فیلتر پایین گذر (Low-Pass) با فرکانس قطع ۱۵۰ عبور داده شده و روی یک اسیلوسکوپ نمایش داده می شود. اندازه گیری های انجام شده در زمان های خاص با میانگین گیری از Segment های امواج OMT انجام می شود. برای اطمینان از آنچه خوانده شده و عدم وجود تداخلات و سیگنال های مربوط به فعالیت های عضلانی صورت، یک کپی از اندازه گیری برای تست بعدی گرفته می شود.

سیستم Bispectral Index) BIS)
سیستم Bispectral Index)  BIS)، یک سیستم مانیتورینگ نوروفیزیولوژیک مدرن است که به طور پیوسته منحنی الکتروانسفالوگرام بیمار را در طول مدت بیهوشی عمومی آنالیز می کند تا بدین وسیله بتوان سطح هوشیاری و آگاهی بیمار را مورد مطالعه قرار داد. به بیان ساده تر، BIS روشی است برای تعیین عمق بیهوشی بیمار. طبق گزارشات عنوان شده، امروزه استفاده از این روش در اکثر جراحی هایی که در آن ملزم به بیهوشی بیمار هستند، استفاده می شود.
مقادیر مشخصی جهت تعیین پارامترهای مورد نظر در معرفی این تکنولوژی آورده شده است. محدوده تعریف شده، اعداد ۰ تا ۹۹ را شامل می شود، بدین صورت که عدد ۰ بیانگر وضعیتی است که در آن EEG فرد کاملا آرام است (Silence)، اعداد نزدیک به ۱۰۰ معرف حالت هوشیاری (Fully Awake) کامل است و اعداد مابین ۴۰ تا ۶۰  شاخصی برای نشان دادن بیهوشی طبیعی است که میزان تغییزات این اعداد در بین تولیدکنندگان این گونه تجهیزات، متفاوت است. تعیین الگوهای مشخص بیهوشی عمومی برای افراد نرمال در یک محدوده سنی تقریبا مشابه (به عنوان مثال بچه های با سن بالاتر از ۱ سال)، این امکان را برای متخصص بیهوشی فراهم می آورد تا بتواند میزان داروی مشخصی را جهت ثابت نگه داشتن عمق بیهوشی بیمار و کنترل شدت بیهوشی مشخص کند. در نتیجه فرد بیمار پس از انجام عمل جراحی به علت تزریق دوز مناسبی از دارو، سریعتر و به طرز مناسبی به هوش خواهد آمد.
تعاریف جدیدی در زمینه پیشرفت مانیتورینگ BIS در حال انجام است که امید است در آینده‌ای نزدیک به قابلیت های این سیستم‌ها اضافه شود. در صورت تحقق این اهداف، BIS باعث کاهش وقوع هوشیاری های با عوامل درونی (درون بدنی) در طول فرآیندهای جراحی با ریسک بالا می‌شود، همچنین نقش مکملی را در پیشگوئی مدت زمان به هوش آمدن (Recovery) خواهد داشت، مخصوصا در زمانی که بیمار دچار آسیب های شدید مغزی شده باشد.
معرفی سیستم BIS به بخش های مراقبت ویژه، این امکان را برای پزشکان فراهم می آورد تا دوز استانداردی از داروی بیهوشی را برای بیمار تجویز کنند. همچنین از آن برای مانیتور کردن وضعیت بیمار (به همراه اندازه گیری فشار داخل جمجمه ای) در درمان مشکلاتی موسوم به Burst Suppression استفاده می شود.
هم اکنون از  BISدر جابه جائی بیماران با وضعیت حاد در آمبولانس و هلی کوپتر نیز استفاده می‌شود.
محاسبات در BIS
ماهیت عملکردی سیستم BIS  شامل گرفتن سیگنال (EEG)، آنالیز و پردازش آن برای تبدیل نتیجه پردازش به یک عدد است. برخی از سیستم های دیگر ادعا می کنند که قادر به انجام این گونه محاسبات هستند، اما واقعیت این است که این گونه محاسبات به شدت وابسته به پردازش کامپیوتری در سطح پیشرفته است. در سال‌های اخیر دسترسی به پروسسورهای کامپیوتری بسیار سریع و ارزان، پیشرفت های چشمگیری را در این راستا پدید آورده است.
هنگامی که شخص بیدار است، کورتکس مغزی بسیار فعال بوده و سیگنال EEG  فرد نیز ظاهر می‌شود و زمانی که خواب است و یا تحت بیهوشی عمومی قرار می‌گیرد، الگوهای رفتاری سیگنال‌ها تغییر پیدا می‌کند، به عبارتی فعالیت‌ها کمتر می‌شود. این تغییرات از سیگنال های با فرکانس‌های بالاتر تا سیگنال‌های با فرکانس پائین تر پدیدار می شود (که با آنالیزهای فوریه قابل مشاهده است) و زمینه‌ای برای بیشتر تصادفی شدن همبستگی سیگنال از قسمت های مختلف کورتکس خواهد شد.
شاخص دوطیفی (Bispectral Index) یک نمونه سیگنال الکتروانسفالوگرام بر پایه تجمیع ریز پارامترهای انسفالوگرافیک شامل دامنه زمانی، دامنه فرکانسی و اطلاعات طیفی با مراتب بالاتر (آنالیز دوطیفی) است. محققان مانیتورینگ EEG،  ثبت های بسیاری (نزدیک به ۱۰۰۰ مورد) را از داوطلبین بالغ و سالم در مراکز کلینیکی تخصصی و همچنین انواع داروهای بیهوشی متمرکز کردند، سپس با انطباق متغیرهای طیفی توان و متغیرهای دوطیفی بر روی مدل های آماری چند متغیره، موفق به محاسبه اعداد مربوط به BIS شدند.

عمق بیهوشی در کودکان
برخی از مطالعات نشان دهنده حساسیت بالاتر کودکان و افزایش شدت وقوع هوشیاری در آنها در مقایسه با افراد بالغ هستند. مانیتورینگ افراد جوان تر در برخی موارد تا حدودی غیر قابل اعتماد است، که علت آن را می توان در اختلاف بین الگوهای EEG کودکان نارس (Immature)  و الگوهای EEG افراد بالغی دانست که الگوریتم BIS از آنها برای آنالیز و پردازش استفاده می کند.
ارتباط دهی BIS
BIS  یک معیار چندمتغیره برگرفته از الکتروانسفالوگرام بوده که با نرخ متابولیک گلوکز مرتبط است. مغز از طریق این فعالیت متابولیک، فعالیت خود را باز می یابد. قابلیتی که به وسیله آن می‌توان اطلاعاتی را از درون و بیرون بدن بدست آورده و این اطلاعات را با قوه ادراک و هوشیاری شخص ارتباط داد. از دست رفتن هوشیاری و بیداری پس از بیهوشی هردو، از عواملی هستند که با این معیار مرتبطند.
شاخص دوطیفی (Bispectral Index)  برای اندازه گیری سطح آگاهی و هوشیاری، بهبود نیافته و مستقلا برای تعیین عمق بیهوشی به کارگرفته شده است. مهمتر اینکه نمی توان یک معیار ثابت برای اعداد نسبت داده شده به سطح بیهوشی افراد اختصاص داد، به عبارت دیگر محدوده اعداد بیهوشی از یک بیمار تا بیمار دیگر ممکن است کاملا متفاوت باشد و به تبع آن پیش بینی در این راستا نیز کاملا متفاوت خواهد بود.
BIS  نیز همانند سایر روش ها، به نویز و آرتیفکت حساس است، بنابراین اعداد مربوط به BIS  در هر وضعیتی قابل اعتماد نخواهند بود.
اگر چه احتمال آن می رفت که مانیتورینگ سیستم عصبی خودمختار بسیار مناسب تر برای اهدافی چون دسترسی به واکنش تحریکات مهلک در طول جراحی باشد و همچنین اینکه مانیتورینگ سیستم عصبی مرکزی برای تعیین سطح هوشیاری مناسب تر باشد، اما BIS  به عنوان روشی شناخته شد که توسط آن متخصصین بیهوشی برای اولین بار توانستند از آن برای تعیین عمق بیهوشی در اعمال جراحی با ریسک بالا استفاده کنند.