درمان ms با اوزون درمانی

درمان بیماری ام اس (MS) با اوزون درمانی

الگوی مغز و عروق مغزی بهبود یافته توسط اوزن یا روش اوزن درمانی DIV

تحقیق مبتنی بر انتروپی مبتلایان به بیماری مولتیپل اسکلروز (MS)

درمان با اوزون در کاهش علائم بیماران مبتلا به مولتیپل اسکلروز (MS) موثر می باشد، اما اثرات آن بر مغز هنوز محل تامل است. در این اثر ما تغییرات الگوی مغزی- عروق مغزی در بیماران MS و افراد طبیعی را در طی روش های شیمیایی اصلی اوزون را با استفاده از طیف سنجی نزدیک به مادون قرمز (NIRS) به عنوان یک تکنیک عملکردی و عروقی مورد بررسی قرار دادیم.
سیگنال های NIRS با استفاده از ترکیبی از زمان، تجزیه و تحلیل زمان – فرکانس و تحلیل غیر خطی سیگنال های حالت درونی (IMF) به دست آمده از روش تجزیه حالت تجربی (EMD) مورد تجزیه و تحلیل قرار گرفتند. نتایج ما نشان می دهد که :
بهبود الگوی مغزی در همه افراد نشان دهنده افزایش پیچیدگی سیگنال های NIRS می باشد. از این رو، می توان نتیجه گرفت که اوزون درمانی با روش DIVبا روش DIVسوخت و ساز مغز را افزایش داده و به روند بازیابی از سطوح پایین فعالیت که در بیماران MS امری متداول است، کمک می کند.

۱٫ مقدمه
در سال های اخیر اوزون درمانی با روش DIVبا روش DIVبا افزایش کاربرد مواجه بوده است. می توان اوزون را با استفاده از خود درمانی اصلی با اوزون مصرف نمود که این فرایند شامل استعمال مقدار مشخصی از خون ورید (تقریبا ۲۴۰ گرم) و پس از آن افزودن آن به مخلوط اکسیژن و اوزون می باشد.۱
اوزون به عنوان ضد باکتری، ضد قارچ و عامل ضد ویروسی ۱، ماده ای موثر جهت درمان آسیب های عروقی ۲، و به طور کلی برای بهبود اکسیژن بافت و میکروسیرکولاسیون ۳ , ۴ مطرح می باشد.
اوزون نقش اساسی در مورد التهاب بر عهده دارد: باعث ایجاد فشار اکسیداتیو خفیف می گردد که به نوبه خود موجب تولید گونه های ضد اکسیداتیو می گردد.۵ در واقع مطالعات حیوانی نشان داده است که درمان با اوزون در حفاظت از اندام ها از جهت بروز آسیب های مجدد ۶,۷ موثر می باشد. بنابراین، اوزون ویژگی های درمانی عروقی و متابولیکی را در بر دارد.
مولتیپل اسکلروز (MS) یک آسیب مخرب می باشد که با اختلالات عروقی و متابولیکی تبیین می شود. اگر عوارض عروقی نارسایی مزمن وریدی در MS همچنان مورد بحث است،۸,۹ سطح فزون یافته فشار اکسیداتیو در بیماران MS به وضوح نشان داده شده است. بنابراین به کار بردن اوزون درمانی با روش DIVبا روش DIVبه عنوان یک روش درمانی کاربردی جهت برای بیماران MS امری معقول می باشد.
اندازه گیری اثرات عروقی و متابولیک مغز پس از اوزون درمانی با روش DIVبا روش DIVجهت بیماران یک کار بی اهمیت تلقی نمی شود. در واقع، تنظیم خودکار مغز، موجب تثبیت سطح اکسیژن در مغز می شود، که به طور مستقل با تغییرات احتمالی اشباع اکسیژن سیستمیک همراه است. بنابراین، برای بررسی اثرات مغزی و متابولیک اوزون درمانی، روش ها و تکنیک های پیچیده ای مورد نیاز است. ما در مطالعه قبلی خود، اثرات دراز مدت اوزن یا روش اوزن درمانی DIV را در بیماران MS و کنترل ان با استفاده از سونوگرافی داپلر ترانس کرانانی و طیف سنجی نزدیک به مادون قرمز (NIRS) مورد تحلیل قرار دادیم. ۱۱,۱۲
طیف سنجی نزدیک به مادون قرمز (NIRS) یک روش غیر تهاجمی می باشد که می تواند در زمان واقعی ویژگی های عروقی و متابولیکی بافت مغز را اندازه گیری نماید. با استفاده از نور مادون قرمز NIRS می تواند تغییرات غلظت هموگلوبین اکسیژن (۰۲Hb) و (HHb) کاهش در بافت های مغز را کنترل کند،۱۳ و به طبع ان اطلاعات مربوط به عروق و جریان را کنترل می کند.
برخی از دستگاه های NIRS به اندازه گیری تغییرات غلظت سیتوکروم-س-اکسیداز کمک می کنند که غلظت آن به میزان فعالیت میتوکندری عصبی ۱۴ و به همین ترتیب به علت متابولیسم مغزی مربوط است.
ما این مورد را مستند کردیم که استفاده از اوزن یا روش اوزن درمانی DIV بدون هیچ عوارض جانبی عروقی موجب افزایش سطح اکسیژن در مغز تا ۱٫۵ ساعت پس از تزریق دوباره خون اوزونه شد.
علاوه بر این، ما نشان دادیم که افراد مبتلا به MS در حدود ۴۰ دقیقه پس از پایان درمان با افزایش فعالیت سیتوکروم-سی-اکسیداز و غلظت مواجه بودند. این نتیجه اثرات متابولیکی مثبت اوزون را در کاهش سطح استرس اکسیداتیو و بهبود متابولیسم مغز نشان داد.
با وجود ویژگی ها، قابلیت اطمینان اندازه گیری NIRS را می توان با عوامل مربوطه کاهش داد. (i) مشارکت عروق پوستی و سطحی در جذب نور مادون قرمز ۱۵، (ii) غلظت مولکول برای ردیابی و (iii) سیگنال با نویز بیشتر و قابلیت اعتماد کمتر. در واقع، برخی از دستگاه های اخیر NIRS یک تکنیک حل و فصل فضایی جهت کاهش اثرات عوامل مخالف ۱۵ و حذف امکان سنجی غلظت سیتوکروم-سی -اکسیداز را ارائه می دهند.
با این حال سیگنال های NIRS، اطلاعات قابل توجهی را در دامنه فرکانسی به همراه دارند. Obrig و همکاران نشان دادند که سیگنال های مغزی NIRS این امکان را می دهند تا ارزیابی واکنش پذیری وئوروموتور مغز و تنظیم خودکار را به انجام برسانیم.۱۶ ما در مطالعات قبلی، ترکیب تحلیل زمانی و فرکانسی سیگنال های NIRS را جهت استخراج اطلاعات فیزیولوژیکی در حین سعی در جلوگیری از منابع نویز احتمالی در پیش گرفتیم.۱۷-۱۹
علاوه بر این ممکن است سیگنال های مغزی NIRS در زمانی که نمونه مورد نظر در شرایط استراحت نیست، به صورت ذاتی غیر متناظر باشد؛ از این رو، تجزیه و تحلیل فرکانس زمانی باید مورد استفاده قرار گیرد.۱۹,۲۰ با توجه به تعامل پیچیده بین نور مادون قرمز و بافت، سیگنال های NIRS ماهیتی غیر خطی دارند. بنابراین ممکن است تجزیه و تحلیل زمان – فرکانس و زمان جهت ثبت تغییرات سیگنال ناکافی باشد، در حالی که تکنیک های غیر خطی می توانند اطلاعات دقیق تری را ارائه دهد.۱۸,۲۱-۲۳
در این مقاله، ما یک تحلیل خطی و غیر خطی سیگنال های NIRS مغزی دریافت شده از بیماران MS و کنترل در طول اعمال روش اوزن یا روش اوزن درمانی DIV را به انجام رساندیم.
هدف اصلی این اثر ارزیابی اثر روش اوزن یا روش اوزن درمانی DIV بر روی الگوی مغزی افراد بدون نظارت بر غلظت cytochrome-c-oxydase می باشد.
هدف دوم ما ارائه یک چارچوب کلی جهت پردازش سیگنال های NIRS می باشد که بر اساس ان بتوانیم اثرات عوامل مخالف را با استفاده از ساختار قوی و محلی مانند تجزیه حالت تجربی (EMD) کاهش دهیم.
۲٫ مواد و روش ها
این بخش مراحل ضروری پروتوکل اوزن یا روش اوزن درمانی DIV و پنجره های ثبت نام مربوطه را توصیف می کند. درمان کلی جهت هر بیمار حدود ۳ ساعت طول می کشد، اما سیگنال ها تنها در مراحل زمانی خاص به دست آمد. این بخش زمان، فرکانس زمانی و روش های تحلیل غیرخطی مورد استفاده را توصیف می کند.

۲٫۱ اوزن یا روش اوزن درمانی DIV
اصلی ترین پروتکل اوزون درمانی با روش DIVبا روش DIVشامل موارد زیر است:
۱٫ گرفتن مقدار ۲۴۰ گرم خون از افراد مورد نظر (که در این مورد از ورید ضد انعقادی خون گرفته می شود) با استفاده از کیسه های San03 ، (Haemopharm ،میلان، ایتالیا)؛
۲٫ مخلوط کردن خون با ۲۴۰ میلی لیتر O3/O2، متشکل از ۰۲ به مقدار ۵۰٪، و ۰۳ با غلظتی برابر با ۴۰ میکروگرم در میلی لیتر (پزشکی ۹۵ CPS، Multiossigen، Gorle (BG) ، ایتالیا)؛
۳٫ تزریق مجدد انسولین خون به همان شیوه.
در طول درمان با اوزون، سیگنال های مغزی NIRS را از سمت چپ و راست نمونه دریافت کردیم. ما از یک دستگاه NIR0200 (Hamamatsu Photonics K.K,Japon)) استفاده کردیم که به دو پراب مجهز بود و همچنین شامل یک آشکارساز عکس و چهار منبع LED مادون قرمز (طول موج ۷۷۵، ۸۱۰، ۸۳۰ و ۹۱۰ نانومتر) بود. هر پراب بر روی پیشانی نمونه گذاشته شد.
برای جلوگیری از موارد سینوسی، پراب ها را ۲ سانتیمتر دورتر از خط میانی و ۱ سانتیمتر بالای خط فرورفتگی قرار دادیم.۱۷ از افراد خواسته شد که در حالت خواب باقی بمانند و چشم ها بسته و به طور معمول نفس بکشند. دستگاه NIRS در زمان واقعی تغییرات غلظت ۰۲Hb و HHb را برای هر نیمکره اندازه گیری کرد. از آنجایی که هیچ تفاوت آماری معنی داری در مورد تغییرات غلظت در دو نیمکره (تست های t انجام گرفته توسط دو زوج دانشجو، p> 0.8) یافت نشد، لذا ما میانگین سیگنال های این دو نیمکره را به طور متوسط محاسبه نمودیم. از این رو ما برای هر نمونه غلظت ۰۲Hb و HHb را ثبت کردیم.
ما سیگنال های به دست آمده را در ۷ بازه زمانی مختلف تجزیه و تحلیل کردیم که هر کدام ۲۵۶ ثانیه به طول انجامید:
۱٫ ضبط پایه؛
۲٫ گرفتن خون؛
۳٫ در وسط تزریق مجدد؛
۴٫ پایان (آخرین ۲۵۶ ثانیه) از تزریق مجدد؛
۵٫ ۴۰ دقیقه پس از تزریق مجدد؛
۶٫ ۱ ساعت بعد از تزریق مجدد؛
۷٫ ۱٫۵ ساعت بعد از تزریق مجدد.
ما این بازه ها را جهت تحلیل انتخاب کردیم تا تغییرات مربوط به رویداد و موارد تغییر در طولانی مدت را مشاهده کنیم.
برای هر بازه و جهت هر بیمار، با محاسبه میانگین مقادیر سیگنال در هر یک از بازه ها، تجزیه و تحلیل دامنه زمانی را به انجام رساندیم.
۲٫۲ تجزیه و تحلیل زمان – فرکانس
سیگنال های NIRS با یک مشخصه غیرمتعارف تبیین می شوند و از این رو، تحلیل فرکانس زمانی مورد نیاز است. ۱۱,۱۹,۲۰ ما از توزیع چوی ویلیامز (CW) استفاده کردیم که متعلق به کلاس کوهن در زمینه تبدیلات دوسویه زمان-فرکانس می باشد. ۲۰,۲۴ فرمول ریاضی CW به شرح زیر است:

که در ان نشان دهنده زمان – فرکانس؛ t و f نشان دهنده زمان و فرکانس؛ و فرکانس و تاخیر زمانی؛ کرنل توزیع CW هستند که می توان ان را به صورت زیر بیان کرد:

پارامتر در معادله (۲) انتخاب پذیری کرنل نامیده می شود و می توان ان را به منظور جلوگیری از شرایط تداخل تنظیم نمود.
برای سیگنال بیولوژیکی، این مورد نشان داده شده است که مقداری در محدوده ۱ – ۰٫۱ مناسب است.۲۵ در این مطالعه ما مقدار ۰٫۵ را انتخاب کردیم. ما توزیع های CW را برای سیگنال های ۰۲Hb و HHb جهت هر بازه تجزیه و تحلیل محاسبه کردیم.
شکل ۱٫A گزارش تغییرات غلظت ۰۲Hb در طول ضبط پایه ای نمونه سالم نشان می دهد، و شکل ۱٫B نشان دهنده CW با توجه به تابع زمان و فرکانس می باشد.
با توجه به ارتباط زمان – فرکانس، ما توان نسبی در باند فرکانس پایین را با تابع کل قدرت سیگنال ها، جهت هر نمونه و هر بازه زمانی محاسبه کردیم. باند فرکانس پایین (LF) گستره ای از حدود ۶۰ مگاهرتز تا ۱۵۰ مگاهرتز دارد و نشان دهنده نوسانات خود به خود در قشر مغزی می باشد.
وجود یک چنین نوساناتی از جنبه معنای فیزیولوژیک مورد بحث واقع می شود؛ با این حال، آنها به عنوان “امواج واسوموتور” نامیده می شوند زیرا آنها واکنش پذیری فیزیولوژیکی واسوموتور را نشان می دهند. آنها با فرکانس شلیک باروسپتورها که منجر به تنظیم سیستم عروقی می شوند، ارتباط دارند.۱۶ نوار LF توسط جعبه خاکستری در شکل ۱٫B نشان داده شده است.

شکل ۱ (A) مسیر زماني غلظت ۰۲Hb در طول مسیر پايه. (B) تبدیل CW سیگنال. منطقه خاکستری نشان دهنده گروه LF است. مستطیل خاکستری باند LF را نشان می دهد. (C) پاسخ آنی SE مشتق شده از تبدیل CW.

۲٫۳ آنتروپی شانون آنی
آنتروپی شانون (SE) یک روش اندازه گیری پیچیدگی سیگنال می باشد که در زمینه تئوری اطلاعات صورت گرفته است.۲۶ SE براساس توزیع احتمالی انجام می شود؛ از این رو، برای پردازش سیگنال جنبه کاربردی دارد و تراکم طیف قدرت باید نرمال شود. با این حال، سیگنال های ما غیر دائمی هستند، بنابراین ما SE را بر اساس رابطه زمان – فرکانس سیگنال ها تعریف کردیم. اول از همه، ما قدرت را به صورت زیر نرمال سازی کردیم:

باید قدرت کلی برابر با ۱ باشد. سپس SE لحظه ای را به صورت ذیل تعریف کردیم:

شکل ۱٫C SE را برای سیگنال موجود در شکل ۱٫A گزارش می دهد. بازه زمانی SE به طور متوسط جهت محاسبه یک مقدار برای هر سیگنال در نظر گرفته شد.
۲٫۴٫ تجزیه حالت تجربی (EMD)
تجزیه حالت تجربی شکلی از رابطه زمان – فرکانس سیگنال می باشد که نیازی به رابطه خطی ندارد. همانند تبدیل فوریه، EMD سیگنال ها را به یک سری از توابع حالت ذاتی (IMF) تجزیه می کند که همگی آنها باید دارای میانگین صفر بوده و باید به صورت مستطیلی باشند.۲۷ EMD باید سازگار بوده و ویژگی های محلی زمان و مقیاس سیگنال را در بر داشته باشد. هسته EMD شامل روش غربال گری است که شامل یک الگوریتم تکراری بوده و در هر مرحله میانگین بسته حداکثر و حداقل را از خود سیگنال حذف می کند. از طریق خلاصه سازی، می توان روش غربال گری را به صورت زیر توضیح داد. به عنوان مثال یک سیگنال x)t) را در نظر بگیرید. فرض کنید که M)t) یک اینترپالسیون اسپیلین از حداکثر سیگنال و m )t) یک اینترپالسیون اسپیلین از حداقل سیگنال باشد. میانگین دو بسته حداکثر و حداقل به صورت محاسبه شده و از سیگنال جهت به دست اوردن کسر می شود. سیگنال h )t) یک سیگنال جدید بوده و این روش تا زمانی که
تقریبا صفر شود تکرار می شود. در این مرحلهh (t) منتج شده به عنوان اولین IMF در نظر گرفته می شود. IMF به دست امده از سیگنال اصلی x )t) کسر می شود و این روش تا یافتن سایر IMF ها تکرار می شود.
در این تحقیق، ما سه مورد از اولین IMF های سیگنال های ۰۲Hb و HHb را در نظر گرفتیم. ما دو معیار غیر خطی را محاسبه نمودیم: آنتروپی نمونه (SampEn) و شاخص Hurst (HE) به دست امده از IMF.
۲٫۵٫ آنتروپی نمونه (SampEn)
منطق مورد استفاده در محاسبه SampEn از این قرار است که این ماتریس انتروپی به جای اتکا بر چگالی طیف قدرت بر مبنای سری زمانی ایجاد شده است.۲۸ از نظر مفهومی، SampEn برای اندازه گیری پیچیدگی سری زمانی توسعه داده شده است. برای اندازه گیری این پیچیدگی، سری زمانی جهت به دست اوردن توالی های برداری با طول m (تحت عنوان بعد تعبیه شده) به کار رفته است، به طوری که هر توالی برداری دارای فرمی به صورت زیر می باشد:

که در ان h (1)، h (2)، …، h )N) N نمونه از سری زمانی هستند. فاصله بین هر بخش برداری و بخش دیگر با استفاده از فاصله چبیشف محاسبه می شود. ۲۹ با توجه به یک آستانه فاصله برابر با r، هر توالی بردار در نظر گرفته می شود و تعداد بخش های دیگر با فاصله کمتر از r محاسبه می شود. این تعداد، بر تعداد کل بردارها تقسیم شده و نشان دهنده احتمال یافتن یک بردار دیگر در فاصله کمتر از r از بردار مورد نظر می باشد. این احتمال شرطی را به صورت نشان می دهیم. احتمال شرطی کلی به وسیله مجموع توالی های برداری داده می شود:

سپس SampEn تعریف می شود و همچنین با در نظر گرفتن احتمال کلی جهت بعد تعبیه شده برابر با m + I یافت می شود. از این رو SampEn به صورت زیر تعریف می گردد:

مفهوم اصلی این ماتریس از این قرار است که در سری های زمانی با درجه آنتروپی بالا، بردارها (دوره ها) دارای طول m که در محدوده تلرانس r قرار دارند نیز با نقطه بعدی مطابقت دارند. در مطالعه ما، مقدار m را برابر با ۲ در نظر گرفتیم و آستانه فاصله r برابر ۱ می باشد.
۲٫۶ شاخصه Hurst (HE)
معیار Hurst ((HE جهت اندازه گیری وجود / عدم وجود دراز مدت در یک سیگنال و درجه وابستگی پیشنهاد شده است. ۳۰
این مقدار میزان یکنواختی یک سری زمانی را اندازه گیری می کند، زیرا یک سری زمانی دارای پیچیدگی کم به واسطه مسیر پایدارتر و هموارتر تبیین می شود از این رو، HE برای سیستم های پیچیده تر (یعنی دارای همبستگی بیشتر) بالاتر است و وقتی پیچیدگی افزایش می یابد، مقدار HE کاهش می یابد.
با توجه به یک سری زمانی h)n) با طول زمانی برابر با T، میانگین سری زمانی محاسبه شده و سپس از خود سری های زمان کسر می گردد. با این روند یک سری زمانی با میانگین صفر h ‘)n) به دست می اید.
انحراف تجمیعی h ‘)n) نیز از طریق حاصل جمع تمام عناصر محاسبه می شود. در اینجا R را به عنوان محدوده انحراف تجمیعی h ‘)n) (یعنی تفاوت بین مقادیر حداکثر و حداقل) تعریف می کنیم و S را نیز به عنوان انحراف استاندارد h’ (n) در نظر می گیریم. سپس HE به صورت ذیل تعریف می گردد:

جهت هر IMF، دو توصیف گر مربوط به پیچیدگی سیگنال ها را محاسبه کردیم که این موارد عبارتند از: شاخص Hurst HE)) و آنتروپی نمونه (SampEn).

۲٫۷ آمار جمعیتی بیماران
این آزمایش پس از اخذ مجوز شورای نظارتی “بنیاد Un Passo Insieme ONLUS ” “ (Valdellatorre ، تورینو، ایتالیا) از “بنیاد KAOS ONLUS” “Caselle Torinese )، تورینو، ایتالیا) و انجمن ایتالیا در زمینه درمان با اکسیژن و اوزون (SIOOT، Gorle (BG)، ایتالیا) انجام شد. رضایت آگاهانه واقعی اخذ گردید و موارد پیش از انجام تست ها و دریافت امضا برای افراد توضیح داده شد.
ما ۱۰ نفر از بیماران مبتلا به مولتیپل اسکلروزیس (RR) که با تشخیص و تایید پاتولوژی که حداقل پنج سال قبل آغاز شده بود را انتخاب کردیم. متوسط سن ۴ ± ۳٫۳۹ سال، و ۴ نفر از بیماران زن بودند. در گروه تحت کنترل، ۱۰ داوطلب (با سن: ۴٫۲ ± ۶۰٫۱ سال، ۶ زن)، بدون سابقه هیچ بیماری عصبی، متابولیکی یا بیماری قلبی عروقی ثبت نام شدند. افراد دارای عادت استعمال شدید سیگار و پرفشاری خون از مطالعه حذف شدند. دو مورد نمونه MS-RR به طور موفقیت آمیز تحت درمان قرار گرفتند، اما روند ضبط را قطع کرده و به مرحله پایانی نظارت نرسیدند. این دو نمونه از تحلیل ما حذف شدند. بنابراین، گروه نمونه مورد نظر ما شامل ۸ مورد MS-RR و ۱۰ مورد کنترلی هستند.

جدول ۱٫ غلظت های نسبی ۰۲Hb و HHb در بازه های تجزیه و تحلیل. پنجره اول به عنوان مرجع در نظر گرفته شده است.

شکل ۲: تکامل زمانی میانگین غلظت ۰۲Hb و HHb در هفت بازه تحلیلی. تمام مقادیر نرمال شده و مقیاس پذیری w.r.t. بازه اول در نظر گرفته شده است. موارد کنترلی با رنگ خاکستری، بیماران مبتلا به MS با رنگ سفید نشان داده شده است. ستون های عمودی به هیست متصل هستند.
۲٫۸ تحلیل آماری
داده های گروه بندی شده با میانگین SD ± بیان می شوند. برای آزمون عادی داده ها از آزمون Kolmogorov-Smimov استفاده شده است و به دنبال آن یک آزمون t دانشجویان جهت بررسی تفاوت های میانگین اعمال می شود. برای تمام آزمونها، احتمال اولین خطا برابر با ۵٪ (یعنی سطح اطمینان ۹۵٪) تعیین می شود. تجزیه و تحلیل واریانس چند متغیره (MANOVA) به منظور مقایسه داده های آنتروپی بین دو گروه و تغییر آنها از ابتدا تا انتهای نظارت مورد استفاده قرار می گیرد. MANOVA نشان دهنده عملکرد افراد در قالب متغیرهای کانونی می باشد که ترکیبی خطی از ویژگی های اصلی را در بر دارند. تعداد کلی ویژگی های اصلی جهت هر نمونه ۹۸ است، که ۱۴ مورد جهت هر بازه تجزیه و تحلیل می باشد. ۱۴ ویژگی عبارتند از سیگنال های SE از ۰۲Hb و HHb (2 ویژگی)، و SampEn و HE از سه IMF تشکیل دهنده سیگنال های ۰۲Hb و HHb (12 ویژگی) هستند. کاهش ویژگی از طریق حذف متغیرهایی که مقدار آماری پایین متغیر کلی داده ها را با استفاده از لامبدا ویلک ۳۱ توضیح می دهند انجام شد. تعداد ویژگی های کاهش یافته از ۹۸ تا ۳۵ و MANOVA بر روی این متغیرهای باقیمانده انجام می شود. ویژگی های اصلی که دارای بیشترین تعداد ضریب در متغیرهای کانونی هستند، جهت ارزیابی تغییرات الگوی مغزی-عروقی ناشی از اوزون درمانی با روش DIVبا روش DIVبیشترین اهمیت را داشته و توسط NIRS ضبط شده اند.
۳٫ نتایج
در این اثر، ما تغییرات موقت، تغییرات طیفی و تغییرات پیچیدگی سیگنال های NIRS به دست آمده از مغز بیماران MS و افراد کنترل شده را در طی دوره ی اصلی اوزن یا روش اوزن درمانی DIV مورد مطالعه قرار دادیم. هدف از این تحقیق مستند سازی اثرات تغییرات عروقی و متابولیکی ناشی از اوزون درمانی با روش DIVبا روش DIVدر بافت های مغزی طبیعی و پاتولوژیک می باشد.
۳٫۱ تغییرات زمانی در اکسیژناسیون مغز
شکل ۲، غلظت متوسط O2Hb (شکل۲٫A) و HHb (شکل ۲٫B) را نشان می دهد. غلظت ها با توجه به بازه اول (خط پایه) نرمال شده اند و لذا دارای مقدار صفر هستند. بر طبق مطالعات قبلی، ما دریافتیم که استفاده از اوزن یا روش اوزن درمانی DIV ، میزان اکسیژناسیون مغز را در افراد تحت کنترل و MS افزایش می دهد۱۱,۱۲ (شکل ۲٫A). اما با این حال برخی از تفاوت ها در مورد دو گروه وجود دارد. نمونه های MS با کاهش غلظت ۰۲Hb، مواجه بودند که در مورد بازه ۵ (۴۰ دقیقه پس از پایان تزریق خون مجدد) وضوح بیشتری دارد. سپس غلظت اکسیژن در پایان مرحله نظارت، یعنی ۱٫۵ ساعت پس از آن، افزایش می یابد و به سطح مثبت (در مقایسه با پنجره ۱) می رسد. برعکس نشان دهنده افزایش غلظت Hb02 در بازه های ۵ تا ۷ می باشد. شکل ۲٫B نشان می دهد که تغییر غلظت HHb، که در طول درمان امری متداول نیست و همچنین تغییرات آن برای بیماران MS و گروه تحت کنترل موضوعی معنی دار است: در هر یک از بازه های تحلیلی، غلظت Hb02 و HHb در بیماران MS و گروه تحت کنترل (همواره P> 0/2) از نظر اماری متفاوت می باشد. مقادیر عددی غلظت های Hb02 و HHb در جدول ۱ گزارش شده است. هیچ کدام از غلظت ها در بازه های مختلف به طور آماری متفاوت (به عنوان مثال مسیر اصلی) با صفر هستند.

شکل ۳: تغييرات قدرت مربوط به باند LF در مقایسه با توان كلی سيگنال. موارد کنترلی با رنگ خاکستری، بیماران مبتلا به MS با رنگ سفید نشان داده شده است. ستون های عمودی بالای هیستوگرام نشان دهنده خطای استاندارد می باشد. (A) قدرت در گروه LF برای O2Hb. (B) قدرت در گروه LF جهت HHb.
۳٫۲ تغییرات فرکانسی در مورد سیگنال های NIRS
اوبریگ و همکاران نشان دادند که می توان از نوسانات هم زمان سیگنال های NIRS جهت ارزیابی
واکنش پذیری مغز و اعصاب بهره جست. تجزیه و تحلیل زمان – فرکانس نشان دهنده چگونگی تغییر ارتباط قدرت با باند LF و در نتیجه تن واسوموتور، در طول روند درمان می باشد. شکل ۳ نشان دهنده تغییرات در قدرت LF (نرمال شده نسبت به کل قدرت سیگنال) جهت نمونه های تحت کنترل و بیماران MS در طول درمان می باشد. این مورد قابل توجه است که در زمان گرفتن خون (بازه ۲)، قدرت در گروه LF به طور قابل توجهی نسبت به خط پایه (۰۱/۰ = P) جهت سیگنال Hb02 افراد تحت کنترل و برای سیگنال HHb بیماران MS افزایش می یابد (۰۲/۰ = p) . این اثر به دلیل وجود واکنش واگال نسبت به وارد کردن سوزن برای گرفتن خون می باشد. در طول بقیه مراحل درمان، تغییرات LF قابل توجهی در خصوص سیگنال های ۰۲Hb و HHb مشاهده نشد. جدول ۲ توانایی های نسبی LF در هفت بازه تحلیلی را خلاصه می کند.
۳٫۳٫ تغییرات آنتروپی و پیچیدگی سیگنال ها
مجموع ۹۸ پیچیدگی سیگنال ها در بازه های تجزیه و تحلیل، پس از روند انتخاب ویژگی ها به ۳۵ مورد کاهش می یابد. این ۳۵ ویژگی به عنوان توصیفی از پیچیدگی الگوی مغز و اعصاب افراد مورد توجه قرار گرفته است. سپس MANOVA برای مجموعه ای از ۳۵ ویژگی جهت هر موضوع و به منظور اثبات تفاوت در الگوهای کلی مغز و اعصاب بیماران MS در مقایسه با افراد تحت کنترل استفاده می شود. شکل ۴، نشان دهنده حضور نمونه ها در صفحه کانونی متغیرهای اول و دوم می باشد که البته این مورد توسط MANOVA جهت سه بازه تجزیه و تحلیل متفاوت محاسبه می شود: شکل ۴٫A نسبت به خط پایه (بازه اول)، شکل ۴٫B نسبت به پایان مرحله تزریق مجدد خون (بازه چهارم) و شکل ۴٫C تا پایان مرحله نظارت (بازه ۷، در حدود ۱٫۵ ساعت پس از پایان مرحله تزریق مجدد) می باشد. در شرایط اولیه (شکل ۴٫A ) تجزیه و تحلیل MANOVA نشان می دهد که این امکان وجود دارد که فرضیه صفر که بیان می دارد نمونه ها متعلق به یک گروه هستند رد شود (p= 1.9X10-4). در حقیقت، بعد MANOVA که به طور مستقیم با تعداد متغیرهایی که برای جداسازی گروه ها کافی است) برابر با ۱ می باشد. می توان متوجه شد که بیماران MS دارای مقدار مثبت جهت اولین متغیر کانونی هستند، در حالی که این مقدار برای افراد تحت کنترل منفی می باشد. در پایان مرحله تزریق مجدد خون اوزونه (شکل ۴٫B)، بعد MANOVA از قبل به صفر کاهش یافته است (p> 0.5)؛ در نتیجه نشان می دهد که این مورد غیر ممکن است که بتوان این فرضیه را که نمونه ها متعلق به یک گروه هستند را رد کرد. در پایان مرحله نظارت (شکل ۴٫C)، بعد MANOVA هنوز هم صفر می باشد و افراد متعلق به دو گروه مختلف حتی نزدیکتر هستند (p> 0.5).

جدول ۳ مقادیر عددی جهت سه ویژگی غالب را که از تحلیل ویلک لامبدا به دست امده است نشان می دهد. در مورد هر سه بازه مورد نظر مهم ترین ویژگی ها عبارتند از SampEn جهت IMF اول به دست امده از سیگنال HHB، و HE جهت IMF اول از سیگنال HHB.

می توان این موضوع را مشاهده نمود که آنتروپی IMF به عنوان اثر اوزون درمانی با روش DIVبا روش DIVافزایش می یابد، در حالی که HE کاهش می یابد. این نتیجه در مورد نمونه های تحت کنترل و همچنین در خصوص بیماران MS نیز مشاهده می شود، اگر چه فقط برای موارد تحت کنترل افزایش SampEn از IMF جهت
سیگنال Hb02 و HE از IMF1 از سیگنال HHb به طور آماری در پایان مرحله نظارت نسبت به شرایط اولیه (p <0.001) بالاتر می باشد. هر دو المان افزایش SampEn و کاهش HE شاخص افزایش پیچیدگی هستند.
شکل ۵ گزارش نتایج سه IMF را که از سیگنال HHb استخراج شده است را ارائه می دهد. پانل سمت چپ (شکل۵٫A) سیگنال و سه IMF را در طول خط پایه (بازه اول) نشان می دهد. پانل سمت راست (شکل۵٫B) سیگنال و IMF های آن را در انتهای درمان (بازه ۷) نشان می دهد. این مورد قابل درک می باشد که سه IMF در واقع در پایان مرحله نظارت نشان دهنده پیچیدگی به مراتب بالاتری می باشد (شکل۵٫B). به طور خاص، IMF1 در طول خط پایه (شکل۵٫A) منتج به یک سیگنال شبه متناوب می شود که به وضوح توسط یک فرکانس واحد تحت هدایت می باشد. در این شرایط، انتظار می رود که آنتروپی با توجه به تکرارپذیری سیگنال سطح کمی داشته باشد. در نقطه مقابل، در پایان اوزون درمانی با روش DIVبا روش DIV(شکل ۵٫B)، همان IMF1 با فرکانس های تصادفی دامنه و فرکانس متفاوت که تکرار پذیری سیگنال را کاهش می دهد و بنابراین پیچیدگی افزایش می یابد، تبیین می شود.
۴٫ بحث
ادبیات بسیاری در مورد اثرات مثبت درمان با اکسیژن و اوزون در قالب فرآیند های مختلف پاتوفیزیولوژیک،۶,۷ بافت ها۲۲ و ارگان ها۱,۲,۷ وجود دارد. با این حال، نیاز به تکنیک های قوی جهت نظارت بر اثرات in-vivo و نظارت به هنگام در طول درمان احساس می شود. هنگامی که اوزون جهت درمان بافت یا سیستم های خاص مورد استفاده واقع می شود، اغلب موارد تأیید اثرات درمانی با ارزیابی بهبود کلی بافت و یا اندازه گیری برخی از نشانگرهای عملکردی انجام می گیرد. به عنوان مثال، HeC و MaX 32 بهبود مجدد لوله فالوپ پروستات را گزارش کرده اند و در نتیجه تعداد بیشتری از نمونه ها در ۴۰۰ زن نابارور مبتلا به انسداد لوله ای با استفاده از اوزون درمان شده است. هنگامی که خواص ضد باکتری مورد استفاده قرار می گیرند، اعتبار سنجی معمولا با اندازه گیری تغییرات غلظت عوامل عفونی و یا روند بهبودی بافت ها انجام می گیرد. Shah P و همکاران۴ چگونگی اثربخشی درمان با اوزون در درمان زخم پای بیمار مبتلا به عوارض پس از جراحی به علت عفونت استافیلوکوک اورئوس که موجب ایجاد زخم نابارک می شود را نشان داده اند. در یک سطح مولکولی Re et al 33 برای اولین بار نشان دادند که استفاده از اوزن یا روش اوزن درمانی DIV به سنتز پروتئین هایی که به طور کلی برای بقای سلول مفید هستند کمک می کند.
هنگامی که تأثیرات اوزون درمانی با روش DIVبا روش DIVدر سطح مغز مورد بررسی قرار می گیرد، محدودیت هایی در تعداد بیومارکرها وجود دارد که می توان انها را بدون استفاده از روش های تهاجمی ارزیابی نمود و کمیت انها را بر اساس تکنیک هایی که ظاهر تهاجمی کمتری دارند به دست اورد. خود تنظیمی مغزی اغلب اثرات عروقی درمان را در شعاع قرار می دهد، چرا که گرایش ان به سمت اماده نگه داشتن الگوی مغز و اعصاب در حالت پایدار حتی در صورت بروز تغییرات سیستمیک در غلظت گازهای خون یا در حضور تغییرات فشار میدان سرعت می باشد. مانع مغزی-خون، مبادله بسیاری از ترکیبات شیمیایی بین بافت مغزی و خون را متوقف می کند. بنابراین، بسیاری از نشانگرهای التهاب، اکسیداسیون و عملکردهای متابولیکی به طور مستقیم با نمونه های خون قابل اندازه گیری نیستند. در این مطالعه، NIRS به عنوان یک سیستم به هنگام نظارتی و غیر تهاجمی جهت ارزیابی تغییرات اصلی ایجاد شده توسط اوزون در الگوی مغز و اعصاب مورد نظر می باشد. ما قبلا نشان دادیم که در طی این نوع روش درمانی، بیماران MS افزایش سطح فعالیت سیتوکروم-سی-اکسیداز در بافتهای مغز را تجربه کردند. ۱۱,۱۲ این مطالعه بر اساس تجزیه و تحلیل طیفی سیگنال های NIRS با استفاده از رویکرد زمان – فرکانس انجام گرفته است. با این حال، از دیدگاه پردازش سیگنال، تبدیل زمان – فرکانس تنها می تواند تغییرات در توزیع قدرت سیگنال را به ثبت برساند اما آنها نمی توانند تغییرات ظریف در سیگنال را ثبت نمایند. همچنین، همانطور که در مقدمه آمده است، در بسیاری از دستگاه های NIRS تجاری موجود، اندازه گیری سیتوکروم-سی-اکسیداز در دسترس نیست. از این رو، برای برآورده ساختن هدف اول ما یک تجزیه و تحلیل زمان و فرکانس گسترده و تجزیه و تحلیل غیر خطی سیگنال های NIRS انجام گرفت.
در راستای مطالعات قبلی، اوزون درمان سطح کلی اکسیژناسیون بافت را افزايش داد.۳,۶,۱۱ افزایش اکسیژن در بیماران تحت کنترل بیشتر از بیماران MS دیده می شود (شکل۲٫A). گروه دوم افراد به طور واقعی تنها در پایان مرحله نظارتی، با افزایش سطح غلظت اکسیژن مواجه بودند که این مهم در حدود ۱٫۵ ساعت پس از پایان تزریق مجدد خون اوزونه صورت گرفت. ممکن است بتوان این نتیجه را با افزایش متابولیسم ناشی از اوزون توجیه نمود. این مورد ثابت شده است که بیماران مبتلا به MS با سطح پایین فعالیت های میتوکندری مواجه هستند که این مورد احتمالا به علت آسیب اکسیداتیو DNA می باشد. ۱۰,۳۴ از آنجا که ازون سطح فعالیت های میتوکندری را بهبود بخشید،۱۱ ممکن است افزایش در عملکرد متابولیکی نورون باعث افزایش میزان مصرف اکسیژن گردد. بنابراین، درست پس از پایان تزریق مجدد خون، ممکن است نیاز به اکسیژن افزایش داشته باشد و از این رو منجر به پاسخ عروقی و افزایش غلظت در مرحله بعدی (در حدود یک ساعت پس از پایان تزریق مجدد) خواهد شد.
همچنین این ملاحظات با تجزیه و تحلیل قدرت نسبی در باند LF سیگنال های NIRS (شکل ۳) پشتیبانی می شود. این مورد قابل توجه است که وجود یک افزایش جزئی ( از جنبه اماری قابل توجه نبوده استP> 0.05)، افزایش قدرت نسبی LF، در سه بازه اخر (نسبت به بازه اول) در بازه اخر جهت تحلیل سیگنال های HHb وضوح بیشتری داشته است(شکل ۳٫B). با وجود اینکه باند LF یک اثر از واکنش پذیری وازوموتور می باشد لذا این مشاهدات فرضیه افزایش نیاز به متابولیسم توسط سلول های مغزی را که باعث تنظیم خودکار مغزی می شود تأیید می کند.
ما تجزیه و تحلیل غیر خطی پیچیدگی سیگنال های NIRS را بر اساس تحلیل زمان – فرکانس به انجام رساندیم. ما نشان دادیم که پیچیدگی الگوی مغناطیسی در طول درمان افزایش می یابد (جدول ۳).
شکل ۴: تجزیه و تحلیل MANOVA برای نمونه ها در سه بازه مورد نظر در طول درمان: (A) خط پایه (بازه اول)؛ (B) پایان مرحله تزریق مجدد خون (بازه چهارم)؛ (C) پایان مرحله نظارت (بازه هفتم). موارد کنترلی با مربع سفید، بیماران MS با دایره های سیاه نشان داده شده است. در (A) نمونه ها به دو گروه مختلف تقسیم می شوند (p = 1.9 X 10-4)، در حالی که در (B) و (C) فرضیه مبنی بر اینکه نمونه ها در یک گروه یکسان هستند را نمی توان رد کرد (p> 0.5) .

شکل ۵: نتایج تجزیه حالت تجربی جهت سیگنال HHb که در شرایط اولیه (A) در پایان مرحله نظارت (B) پانل های فوقانی روند HHb را گزارش می دهند؛ سپس سه IMF را نشان می دهد. می توان مشاهده کرد که در پانل (B) IMF ها بر اساس تغییرات تصادفی تبیین می شوند که در ان سیگنال ها کمتر قابل پیش بینی بوده و پیچیده تر هستند.
در میان تمام توصیف گرهای مورد استفاده جهت پیچیدگی، مهم ترین آنها SampEn جهت IMF اول از سیگنال های HHb و IMF سوم از سیگنال ها Hb02 همراه با HE برای اولین IMF سیگنال های HHb می باشد. این سه ویژگی توضیح داده شده در حدود ۸۵٪ از کل واریانس داده ها در سه بازه تحلیلی موجود در شکل ۴ را تشکیل می دهند. مقادیر افزایش یافته SampEn و کاهش مقدار HE نشان دهنده پیچیدگی کلی افزایش یافته سیگنال های NIRS، در هر دو زمینه بیماران تحت کنترل و بیماران MS می باشد. اولین IMF به دست آمده از EMD در حالی که سومین فرکانس کم IMF می باشد اما فرکانس های بالاتر را مشخص می کند (شکل ۵). جالب توجه است که مهم ترین ویژگی برای تجزیه و تحلیل MANOVA همان SampEn جهت اولین IMF برای HHb است که نشان دهنده پیچیدگی بالاتر و بیانگر تغییرات سریع سیگنال است. برعکس، برای سیگنال Hb02، ما دریافتیم که افزایش پیچیدگی در سومین IMF مشاهده شد. سومین IMF در مقایسه با مورد اول بر اساس فرکانس های پایین تر و دامنه بالاتر مشخص می شود. این مورد نشان دهنده پیچیدگی بیشتر در قالب تغییرات کندتر غلظت Hb02 می باشد. این نتیجه مطابق با تغییرات زمان گزارش شده در شکل ۲ است: سیگنال HHb در طول درمان تاثیرات مهمی نداشت، در حالی که غلظت Hb02 تاثیر قابل توجهی را روی هر دو گروه داشت. بنابراین، تحلیل پیچیدگی و مبتنی بر آنتروپی می تواند تفاوت های ظریف و دقیق را در مورد الگوی کلی مغز و اعصاب را به همراه داشته باشد که البته از طریق تحلیل زمانی و / یا تحلیل زمان – فرکانس به تنهایی به سختی قابل مشاهده هستند.
این مورد به خوبی شناخته شده است که پیچیدگی بیوسیگنال ها با حالت و خواص سیستم فیزیولوژیکی پایه ارتباط دارد. در مطالعات متعدد این مورد نشان داده شده است که چگونه می توان از آنتروپی سیگنال EEG برای طبقه بندی حالات خواب۳۵ و شناسایی۳۶ و پیش بینی۳۷ حملات صرعی بهره جست.
همچنین می توان گفت که دیابت موجب کاهش پیچیدگی سیگنال های EMG 38 در نمونه ها شده و فعالیت بدنی موجب تسریع در روند بازگرداندن الگوی پیچیده عضلانی در افراد دیابتی می شود.۲۲ پیچیدگی بیوسیگنال ها معمولا با غیر قابل پیش بینی بودن مکانیزم های کنترلی ارتباط دارد.
در این مورد، از آنجا که ما به نظارت شرایط عروق و متابولیسم مغز می پردازیم، لذا ممکن است پیچیدگی افزایش یافته در اثر افزایش سطح کنترل با استفاده از تنظیم خودکار مغز باشد. از آنجا که سطح تنظیم خودکار مغز با حالت عملکردی نورونها مرتبط است، می توان فرض کرد که پس از یک مرحله اصلی اوزن یا روش اوزن درمانی DIV ، بهبودی در پاسخ متابولیکی و عملکردی بیماران MS وجود دارد که می تواند الگوی کلی مغزی را نزدیک به بیماران تحت کنترل قرار دهد (شکل ۴). پیچیدگی سیگنال های NIRS در نمونه های کنترلی افزایش می یابد. از این رو، می توان نتیجه گرفت که استفاده از اوزن یا روش اوزن درمانی DIV جهت بهبود الگوی کلی مغز و اعصاب نمونه ها سودمند است.
مطالعه ما نشان می دهد که تغییرات در الگوی مغز و اعصاب به درستی و با تکیه بر تحلیل زمان و / یا تحلیل زمان – فرکانس قابل مشاهده نیست. تغییرات عمده در غلظت اکسیژن یا دی اکسید کربن در بافت های مغزی به وضوح با اوزوناسیون خون و تزریق مجدد خون مرتبط است. اما این موارد نمی توانند اثرات مثبت درمان را در سطح عملکردی و مولکولی توضیح دهند. بنابراین، چارچوب های پیچیده تر جهت تجزیه و تحلیل داده ها مورد نیاز می باشد. در این اثر، ما نشان داده ایم که EMD یک ابزار کارآمد جهت تحلیل سیگنال های NIRS مغزی می باشد.
محدودیت های این مطالعه تعداد محدود نمونه های ثبت شده می باشد. با وجود پروتکل متمرکز بر ارزیابی اثرات درازمدت اوزون درمانی، یافتن بیماران MS که قادر به گذراندن مرحله نظارتی NIRS برای مدت سه ساعت باشند امری دشوار می باشد. NIRS مستلزم نظارت مستمر بوده و متوقف سازی مانیتورینگ غیر ممکن است پراب ها را جدا کرده و سپس آنها را یک بار دیگر اعمال می کنیم.
این امر باعث تغییر در کوپلینگ نوری می باشد که تغییرات تصادفی در سیگنال ها را در پی دارند. در تجربه قبلی ما اشاره کردیم که حدود ۵۰٪ از نمونه های MS نمی توانند مرحله نظارتی را به دلیل درد، نیازهای فیزیولوژیکی یا استرس بیش از حد به اتمام برسانند. یکی دیگر از محدودیت ها از این قرار است که تجهیزات NIRS مورد استفاده ما، تغییرات غلظت سیتوکروم-س-اکسیداز را اندازه گیری نمی کنند.
به عقیده ما، تنها بیومارک قابل اعتماد سوخت و ساز مغزی است که می تواند بدون به کار گیری روش تهاجمی توسط سیگنال های NIRS مورد کنترل واقع شود. با این وجود، ما معتقدیم که نتایج به دست امده توسط ما نشان دهنده روند بهبود در الگوی مغزی نمونه ها می باشد که همچنین با حساسیت ذهنی بیماران و مشاهدات بالینی ارتباط دارد.
در نهایت، دو گروه دقیقا هم سن نیستند. ما الگوی مغز و اعصاب بیماران MS را با گروهی از افراد تحت کنترل که مسن تر بودند مقایسه می کنیم. با بیشتر شدن سن، تنظیم خودکار مغزی و به همین ترتیب الگوی مغز و اعصاب حتی در افراد سالم و بدون علایم بدتر می شود. از این رو مطالعات بیشتر در زمینه مقایسه با گروه های هم سن می تواند ابزاری مفید باشد تا بدین ترتیب تجزیه و تحلیل بهتری نسبت به بازیابی مغز و اعصاب از طریق به کار گیری اوزون درمانی با روش DIVبا روش DIVدر بیماران مبتلا به MS انجام شود.
۵٫ نتیجه گیری ها
در این مطالعه، تغییرات در الگوی مغزی بیماران MS و افراد طبیعی پس از یک دوره اوزن یا روش اوزن درمانی DIV مورد بررسی قرار گرفت. ما شاهد افزایش پیچیدگی الگوی مغزی ناشی از افزایش متابولیسم بودیم.
تغییرات در متابولیسم مغزی و اکسیژناسیون توسط یک سیستم NIRS مورد بررسی واقع می شود.
ما نشان داده ایم که تحلیل زمانی سیگنال های NIRS قادر به توضیح اثرات پیچیده اوزون نیست.
از این رو، ما استفاده از ویژگی های غیر خطی و پیچیدگی را جهت ارزیابی تغییرات مغزی با استفاده از سیگنال های NIRS پیشنهاد می کنیم.

 

0 پاسخ ها

دیدگاه خود را ثبت کنید

آیا می خواهید به بحث بپیوندید؟
در صورت تمایل از راهنمایی رایگان ما استفاده کنید!!

پاسخ دهید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *