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 10 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 4 ± 3.39 سال، و 4 نفر از بیماران زن بودند. در گروه تحت کنترل، 10 داوطلب (با سن: 4.2 ± 60.1 سال، 6 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 8 مورد MS-RR و 10 مورد کنترلی هستند.
بحث
ادبیات بسیاری در مورد اثرات مثبت درمان با اکسیژن و اوزون در قالب فرآیند های مختلف پاتوفیزیولوژیک،6,7 بافت ها22 و ارگان ها1,2,7 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 400 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 همکاران4 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 DIV در 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. 11,12 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.3,6,11 افزایش اکسیژن در بیماران تحت کنترل بیشتر از بیماران MS دیده می شود. گروه دوم افراد به طور واقعی تنها در پایان مرحله نظارتی، با افزایش سطح غلظت اکسیژن مواجه بودند که این مهم در حدود 1.5 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. 10,34 از آنجا که ازون سطح فعالیت های میتوکندری را بهبود بخشید،11 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 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. 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.
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) .
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 85٪ از کل واریانس داده ها در سه بازه تحلیلی موجود 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. 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 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 خواب35 و شناسایی36 و پیش بینی37 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.22 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. 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 50٪ 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.
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.