Geç dönem ALS hastalığında beyin bilgisayar arayüzü ve iletişim

Geç dönem amiyotrofik lateral sklerozda kronik implante edilmiş beyin bilgisayar arayüzünün stabilitesi

Amaç
Geç dönem Amyotrofik Lateral Sklerozlu (ALS) bir kişiyle iletişim kurmak için tam implante edilmiş bir elektrokortikografi (ECoG) tabanlı beyin-bilgisayar arayüzünün (BCI) uzun süreli fonksiyonel stabilitesini ve evde kullanımını araştırdık.

Yöntemler
Motorun kortikal yüzeyinden ve implante edilmiş beyin-bilgisayar arayüz cihazı ile prefrontal korteksten kaydedilen veriler, geç evre ALS'li bir bireyde sistemin implantasyonundan sonraki 36 ay boyunca değerlendirildi. Ayrıca, elektrot empedansı ve BCI kontrol doğruluğu değerlendirildi. Temel önlemler arasında sistemin iletişim sıklığı, kullanıcı ve sistem performansı ve elektriksel sinyal özellikleri yer alıyor.

Sonuçlar
Kullanıcı performansı, üç yıl boyunca sürekli olarak yüksekti. Kontrol sinyali için kullanılan yüksek frekans bandındaki güç, motor korteksinde yavaşça azaldı, ancak sinyal üzerindeki kontrol zamandan etkilenmedi. Empedans 5 aya kadar arttı ve sonra sabit kaldı. Ev kullanımının sıklığı, sistemin kullanıcı tarafından benimsendiğini gösteren sabit bir şekilde artmıştır.

İmplante edilmiş beyin-bilgisayar arayüzü, geç aşama ALS'li bir bireyin 36 aydan uzun süredir stabil performans ve kontrol sinyali olduğunu kanıtlamıştır.

Bu bulgular, duyarlı nörostimülasyon gibi diğer beyin algılama teknolojilerinin yanı sıra implante edilebilir beyin-bilgisayar arayüzlerinin geleceği ile ilgilidir.

Bu çalışma neden önemli?
• Kaydedilen sinir sinyallerinin stabilitesi, implante edilebilir beyin-bilgisayar arayüzlerinin (BCI'ler) klinik canlılığı için çok önemlidir.

• Tamamen implante edilebilir BCI, amyotrofik lateral sklerozu olan bir kişide uzun süreli sağlam ve dayanıklı bir kontrol sinyali sunar.

• Elektrokortikografinin (ECoG) -BCI evde kullanımının arttırılması, kullanıcının BCI'nın iletişim için benimsediğini göstermektedir.

Kaynak: 

Beyin elektrotları ve beyin bilgisayar arayüzü ile daha hızlı iletişim

İletişim, bir şekilde, insanların içinde bulunduğu etkileşimlerin en temel biçimlerinden biridir. On yıllar boyunca, iletişim yöntemleri, daha hızlı ve anlık yollarla sürekli değişmektedir. Ancak araştırmacılar ve bilim adamları, ciddi felç olan kişilere tekrar kolaylıkla iletişim kurmalarına yardımcı olmak için gösterdikleri çabalar konusunda sürekli olarak çalışıyorlar.

Stanford Üniversitesi, Harvard Tıp Fakültesi, Brown Üniversitesi ve Massachusetts Genel Hastanesi dahil olmak üzere çeşitli hastaneler ve üniversitelerden bir araştırmacı ekibi, ciddi felçli bireylerin kolaylıkla iletişim kurma yeteneğini yeniden kazandıracak bir beyin-bilgisayar arabirimi (BCI) geliştirmek üzere bir kez daha bir araya geldi . Ekibin çabaları, katılımcıların önceki çalışmaların dört katına kadar daha hızlı bir yazım hızına ulaşmalarını sağladı.

Araştırmacılar, çeşitli felç biçimlerine sahip üç katılımcının beyin yüzeyine yerleştirilen implant BCI  (beyin bilgisayar arayüzü) kullandı ve özellikle yazı yazma konularına odaklandı. Üç katılımcının her biri bir imleci alfabenin harflerini gösteren bir ekranda hareket ettirmek için BrainGate'i kullandı. Her bir katılımcının, bir bilgisayar fare kullanmak gibi bir işaretle-ve-tıkla yöntemiyle performanslarını ölçmek için üç yazma görevini yerine getirmesi istendi.

Şaşırtıcı bir şekilde, BCI, katılımcıların daha önce felç sahibi olan herkesten daha hızlı "yazı yazmasına"  imkan sağladı; en yüksek performans gösteren katılımcı dakika başına sekiz kelimeye kadar yazabiliyor ve daha önce kaydedilenlerden dört kat daha yüksek bir hız.

Katılımcıların, kabloların başlarından dışarıya çıkması ve kablolara bağlı olmalarının hala bir sakıncası olsa da, araştırmacılar halihazırda kablosuz teknolojiyi araştırıyorlar. Araştırmacılar, yöntemle ilgili daha ileri çalışmaların,  felçli bireylerin internette sörf yapmaya ve müzik çalmaya kadar temel iletişimin ötesine geçmesine izin vereceğini düşünüyorlar.

Araştırmacılar BCI'leri felçli bireylere yardım etmek için ilk kez araştırmış değil. Bu ayın başlarında, Avrupalı bilim adamları, felç olmuş bir kişinin düşüncelerini "okuyabilen" ve dolayısıyla iletişimi kolaylaştıracak bir BCI geliştirdi. Ayrıca geçtiğimiz yıl, katılımcıların robot kollarını düşüncelerine göre kontrol etmelerine izin veren, invazif olmayan EEG tabanlı bir sistem geliştirildi.

Beyin implantı ile iletişim

Hollanda'da Utrecht Üniversitesinde ilk kez yapılan uygulamada 58 yaşında bir ALS hastasının beynine 2 adet elektrot yerleştirildi. Beynine ameliyatla 2 ayrı bölgesine elektrot yerleştirilen hasta, kKablosuz bağlantı ile bilgisayarda iletişim amaçlı bir yazılıma komut gönderme ve yavaş da olsa iletişim sağlamayı başardı.
2008 yılından beri ALS ile yaşayan hasta, halihazırda göz bilgisayarı ile iletişim kurabiliyor. Ancak ALS hastalarının 1/3 kadarında ALS hastalığının ileri döneminde göz hareketleri de kaybedilebiliyor. Locked-in sendromlu hastalarda Bci (brain computer interface)  teknolojileri iletişim çözümleri sunuyor.

Çalışmanın tamamını aşağıdaki bağlantıda bulabilirsiniz.
http://www.nejm.org/doi/full/10.1056/NEJMoa1608085?query=featured_home&#t=article

SOLUNUM CİHAZI (VENTİLATÖR) NEDİR?

Kronik solunum yetmezliğinin tedavisinde evde uzun süreli mekanik ventilasyon önemli ve başarılı bir teknik olarak özellikle göğüs duvarı ve nöromüsküler hastalıklarda tüm dünyada giderek daha yaygın bir şekilde kullanılmaktadır.

Tanımlar:
Ventilatör, respiratör aynı anlamda kullanılmaktadır; Türkçe karşılığı “solutucu” veya “solunum cihazı”dır. ALS hastalarında ventilatör ile hastaya iki şekilde solunum desteği verilir.

Non-invaziv Mekanik Ventilasyon: Solunum borusuna delik açılmadan maske yardımı ile solunum desteği veren sonum cihazı kullanılması
İnvaziv Mekanik Ventilasyon: Trakeostomi denilen solunum borusuna delik açılarak bu deliğe yerleştirilen kanül yardımıyla solunum desteği veren solunum cihazı kullanılması

Ev tipi invaziv mekanik ventilatörün özelliklerinin belirlenmesi ve ventilatör seçimi:
 1. Hastanın solunumsal düzenini sağlayan minimal MV parametreleri (MV modu, tidal volüm, solunum dakika sayısı, tetikleme hassasiyeti, inspirasyon basıncı, destek basıncı, PEEP, FiO2 düzeyi, inspiratuar akış hızı veya I:E oranı) belirtilmelidir.
2. Cihazın güç kaynağı (internal ve eksternal pil sistemi ve şarj süreleri) açıklanmalıdır.
3. Cihazda istenen alarm (oksijen kaynağı yetersizliği, elektrik kesilmesi, hastanı cihazdan ayrılması, yüksek basınç, apne… vb) ve uyarı (pil gücü ve şarj bilgisi) sistemleri belirlenmeli, alarm limitleri uygun şekilde ayarlanmalıdır.
4. Cihazla birlikte aşağıdaki gereçler sağlanmalıdır: Yedek ventilatörün sağlanabilir olması. Cihazda tamir gerektirecek arızalarda sorun giderilinceye kadar yedek ventilatörün acil olarak sağlanması için gerekli önlemler alınmalıdır,

Hasta için uygun solunum cihazı  tipi ve parametreleri bu konuda uzmanlaşmış bir nörolog ya da göğüs hastalıkları uzmanı tarafından belirlendikten sonra hastaya sağlanan ev tipi ventilatör hastane ve hatta mümkünse yoğun bakım ünitesi koşullarında en az 48 saat süreyle uygulanmalıdır. Bu süre hem hastanın yeni cihaza uyum sağlaması, hem de cihazın hasta için uygunluğunun test edilmesi için gereklidir. Belirlenen parametreler uygulansa bile bazen farklı ventilatöre geçişte hastanın klinik tablosu bozulabilmektedir. İstenen sonucun sağlanması için bazen birçok ventilatörün denenmesine gereksinim duyulmaktadır

Evde solunumsal destek tedavisini planlama ekibi:
Ekibi aşağıdaki kişiler oluşturur:
1. Hasta ve ailesi: Grubun en önemli üyeleridir. Özellikle eve gönderilme durumunda bakımla ilgili her kararı hastanın kendisi, eğer bu imkânsızsa ailesi ile birlikte alınmalı ve onlar yönetici durumda olmalıdır.
2. Hekim: Hastanın genel durumunu, solunumsal rezervini ve psikolojik durumunu iyi bilmeli ve hastanın güvenini kazanmış olmalıdır. Hasta ve ailesi tarafından kolaylıkla ulaşılabilmelidir.
3. Hastayı yakından takip eden hemşire: Ekip içinde hekimin en önemli yardımcısıdır. Cihazların kullanımı, ayarlanması, uygulanması ve bakımı konusunda deneyimli, hasta ve ailesine eğitim verebilecek özellikte olmalıdır. Güler yüzlü olmalı ve hastaya güven vermelidir.
Solunum cihazları hakkında genel bilgiler:

Bipap ve cpap her ikisi de solunumun problemi olan hastalarda kullanılan yardımcı solunum cihazlarıdır.

CPAP  (Continuous Positive Airway Pressure)
BIPAP (bilevel positive airway pressure)

Her iki cihaz da mekanik ventilasyon (dışarıdan solunum yardımı)  için kullanılmaktadır. Bu solunum cihazları sadece ALS de değil, daha birçok solunum problemlerinde kullanılır. (Örneğin gece uyku  apnesi (gece uyku sırasında solunum durması) , kronik akciğer hastalıkları gibi)

Amaç, solunum problemi nedeniyle yeterli oksijen alamayan hastalarda mekanik solunum desteği vermektir.
ALS li hastalarda genellikle Bipap tipi solunum cihazı kullanılır. Çünkü hastalar özellikle geceleri spontan solunum (kendiliğinden soluk alıp vermek)  yeteneğini zamanla kaybederler. Bipap cihazları böyle durumlarda otomatik olarak devreye girer. Aynı zamanda hastanın solunum refleksine de cevap verirler. Tüm bu özellikleri taşıyan cihazlara Bipap S/T cihazlar denir.

Bu cihazlar hastaya otomatik olarak solunum yaptırmaktadır.

Mekanik ventilasyon (yapay solunum)  2 yolla uygulanabiliyor:
1- Non-invaziv (maske yoluyla) Dikkat! Yutma problemi başladığında maske ile Bipap dikkatli olmak gerekiyor!
2- İnvaziv (nefes borusuna gırtlak bölgesinden bir tüp takarak) Bu işlem Trakeostomi olarak adlandırılır. Bunun için küçük bir cerrahi işlem yapılır.

Hangi hastada hangi yöntemin uygulanacağına doktor karar verir (nörolog ya da göğüs hastalıkları uzmanı)

ALS li hastalarda genellikle Bipap S/T veya diğer Bilevel Pozitif basınç/volum  sağlayan ventilatörler  veya ev tipi mekanik ventilatör adı verilen değişik solunum modları olan cihazlar kullanılır. Çünkü hastanın rahatlığı için her şey otomatik olarak bu cihazlar ile sağlanır.
Cihazlar, heyet raporu ile Sosyal Güvenlik Kurumu (SGK) tarafından ödenmektedir.
Bu cihazlar SGK’ ya tedavi bittikten sonra iade edilmesi gereken cihazlardır.