طراحی و ساخت دستگاه تعیین عمق بیهوشی :

کاربران اصلی این سیستم متخصصین بیهوشی و مراقبت های ويژه بطور مستقیم و متخصصین مغز و اعصاب و جراحان بطور غیر مستقیم می باشند. محل های کاربری این سیستم در تمامی اتاق های عمل جراحی و بخش های مراقبت ويژه بیمارستان های دولتی و خصوصی و همچنین کلینیک های بیهوشی و مراکز آموزشی علوم پزشکی است. در صورتی که بتوان سیستم را علاوه بر بیهوشی برای تعیین سطح هوشیاری بیماران در حالت کما نیز بکار گرفت دامنه کاربرد آن با توجه به نبود فناوری مشابه بسیار وسیع تر خواهد شد. 

نتايج تحليل هاي مختلف از جمله، تخمين پيچيدگي و روش هاي مختلف مبتني بر فرکتال، از تغییر ديناميک غیرخطی سيگنال مغز حین بیهوشی حکايت دارد. در حالت هوشيار، شاهد بُعد بالا، که نشان از درجة آزادي و ظرفيت بالاي پردازشي و آشوبگونگي است، هستیم و در بيهوشي عمیق، دینامیک سیستم، درجه آزادي کمتر و سطح تعاملات ضعيف، و در نتيجه بُعد کمتر را بازگو می کند.

نتایج این تحقیق که منجر به بدست آمدن شاخصی به نام  SCUBA گردید، قادر است با پردازش تنها یک کانال سیگنال مغز، سطوح بیهوشی را در حداقل چهار سطح هوشیار، بیهوش خفیف، بیهوش میانی و بیهوش عمیق تفکیک کند. این شاخص با آخرین فناوری دنیا در این زمینه (شاخص BIS ) مورد مقایسه قرار گرفت و از جنبه های مختلف دارای مزایا و قابلیت های ویژه ای است. لازم به ذکر است که شاخص BIS با صرف میلیون ها دلار و تحقیق مستمر یک دهه تلاش متخصصین بدست آمده است. علاوه بر این، حجم پایین محاسبات الگوریتم پردازشی ارائه شده نسبت به سایر فناوری ها امکان پیاده سازی آن را کم هزینه می کند. مقاوم بودن روش شناسی استفاده شده در الگوریتم نسبت به انواع نویزها، از مزایای دیگر این فناوری است. همچنین تفکیک خواب ناشی از داروی بیهوشی نسبت به خواب شرایط کما، از دیگر موارد قابل اشاره است.

تحقیقات در این زمینه از حدود سه سال پیش آغاز و پس از بررسی فناوری های موجود، مرحله ابتدای کار با ثبت سیگنال مغز حین بیهوشی در اتاق عمل همراه بود. این فرآیند با همکاری طیف وسیعی از متخصصین بیهوشی در بیمارستان های میلاد، امام حسین (ع) و اختر در تهران و بیمارستان امام خمینی (ره) در کرمانشاه به انجام رسید. مرحله بعد بدست آوردن الگوریتم های پردازشی برای تفکیک معنی دار تغییرات سیگنال در عمق های مختلف بیهوشی بود. همزمان با تداوم کار تحقیقاتی در بدست آوردن الگوریتم بهینه پردازشی، به دلیل اهمیت کاربردی شدن این سیستم، اقدام به طراحی و پیاده سازی نمونه مهندسی دستگاه شد که مراحل پایانی خود را با موفقیت گذراند. در حال حاضر الگوریتم نهایی مورد پیاده سازی قرار گرفته است و تست های بالینی اولیه نیز بر بیماران در شرایط مختلف به انجام رسیده است و به تایید تعدادی از متخصصین بنام بیهوشی و همچنین انجمن متخصصین بیهوشی و مراقبت های ویژه رسیده است. علاوه بر این برای مقایسه خروجی سیستم ارائه شده با سایر فناوری ها، مقایسه کاملی بین نتایج بدست آمده با شاخص BIS به انجام رسید.   

  الگوریتم پردازشی با این هدف بهینه شده که پیاده سازی نرم افرازی و سخت افزاری آن بر بستری کم هزینه و در عین حال با قابلیت های بالا میسر شود. در این خصوص از فناوری سیستم های نهفته (Embedded System) در قسمت های سیستم عامل نهفته (Embedded Operating System)، بستر سخت افزاری نهفته (Embedded Hardware Platform) و بدست آمدن کد پردازشی بلادرنگ (Real-Time) بهره گرفته شد. به این ترتیب علاوه بر اینکه کیفیت قابل رقابت خواهد بود، قیمت تمام شده سیستم نیز به مراتب از نمونه های خارجی کمتر می شود.

این طرح علاوه بر بالا بردن سطح خدمات درمانی، که با مدیریت مناسب فرآیند بیهوشی میسر می شود، از بهوش آمدن بیمار حین عمل و از مسمومیت های دارویی و مصرف بی رویه دارو جلوگیری می کند. این مشکلات در بیمارستان های ایران بسیار شایع است. ارائه این فناوری در سطح جهانی نیز دور از انتظار نیست و با ایجاد امکان صادرات آن باعث ارز آوری خواهد شد.

این پژوهش با ایده آقای مهندس پیمان گیفانی دانش آموخته کارشناسی ارشد مهندسی پزشکی در قالب یکی از پروژه های SBDC مورد حمایت سازمان گسترش و نوسازی صنایع ایران با همکاری مرکز تحقیقاتی فناوری اطلاعات و ارتباطات پیشرفته دانشگاه صنعتی شریف و دانشگاه صنعتی امیر کبیر انجام پذیرفته است. هدایت علمی این طرح را آقای دکتر حمیدرضا ربیعی در دانشگاه صنعتی شریف و آقای دکتر سید محمدرضا هاشمی گلپایگانی در دانشگاه صنعتی امیر کبیر بر عهده داشته اند. مشاوره متخصصین بیهوشی از جمله آقای دکتر یگانه، آقای دکتر رضوی، آقای دکتر باقرزادی، آقای دکتر رضوان، آقای دکتر مومن زاده آقای دکتر فصیحی هرندی، آقای دکتر سلیمی، آقای دکتر جلوه مقدم و همکاری آقای دکتر قیامت رئیس انجمن متخصصین آنستزیولوژی و مراقبت های ویژه ایران به نتیجه رسیده است. این طرح با همکاری آقایان مهندس ریخته گر، مهندس تسلیمی، مهندس اسدی و مهندس نظری و خانم مهندس گیفانی به انجام رسیده است.

نتایج این پژوهش در کنفرانس های بین المللی معتبری چون، IEE MASP2005 در لندن، IET MEDSIP2006 در گلاسگو و IEEE EMBC2006 در نیویورک و IEEE EMBC2007 لیون فرانسه و در نشست سالیانه انجمن بین المللی فناوری برای بیهوشی آمریکا (ANESTECH) مطرح شده و نتایج در مجلات معتبر بین المللی به چاپ رسیده است. این پروژه در بیستمین جشنواره بین المللی خوارزمی سال 85 مورد توجه و تقدیر هیات داوران قرار گرفت و همچنین نتایج حاصل از آن بالاترین امتیاز مقالات برتر پژوهشی سال 86 را در مقطع کارشناسی ارشد دانشکده مهندسی پزشکی دانشگاه صنعتی امیر کبیر به آقای مهندس گیفانی اختصاص داده است.

مسلماً به نتیجه رسیدن این طرح که به معنی کاربردی شدن آن در سطح کلینیکی است مستلزم همکاری نزدیک پزشکان و مهندسین و با حمایت از پژوهش کاربردی میسر می شود. تحقیقات این چنینی در سطح دنیا از حمایت های مالی چند میلیون دلاری همراه بوده و هست، امید است با حمایت از محقق و فراهم آوردن محیط و لوازم پژوهش، امکان تداوم چنین موفقیت هایی میسر و بجای قرار گرفتن در مقام مصرف کنندة صرف دستگاه های وارداتی، خود به تامین نیاز های داخلی پرداخته و صادر کننده فناوری در سطح بین المللی باشیم.