بخشی از مقاله
چکیده
یکی از اختلالات متداول در خواب انسان بیماری آپنه خواب میباشد که عبارت از وقفههای تنفسی برای مدت زمان بین 10 الی 25 ثانیه میباشد. این اختلال میتواند به علت ناهنجاریهای سیستم اعصاب حرکتی یا انسداد مسیر تنفسی و یا هر دوی آنها ایجاد شود. با توجه به اینکه روشهای موجود برای درمان آپنه هزینهبر بوده و تقریباً در دسترس خیلی از افراد نمیباشند و نیز استفاده از تجهیزات درمانی مانند CPAP میتواند برای بیمار عوارضی را در برداشته باشد، درمان این بیماری با روشهای سادهتر و کارآمدتر که از عوارض کمتر و هزینه پایینتری برخوردار باشند امری حائز اهمیت است.
بر این اساس استفاده از پروتزهای متحرک بعنوان بخش فعالساز ماده هوشمند IPMC که با نام ماهیچههای مصنوعی نیز شناخته میشوند، در درمان بیماری آپنه خواب میتواند سودمند باشد. این ابزار درمانی فاقد معایب روشهای درمانی مانند CPAP بوده و با هزینه بسیار کمتری میتواند در اختیار بیماران قرار گیرد. در این روش درمانی ارسال توان توسط سیمپیچهای القایی انجام میشود و بخش فرستنده آن در قالب پروتزی متحرک طراحی شده است که بیمار قبل از خواب آن را مانند یک پلاک دندان در دهان خود قرار میدهد. در خصوص مزایای این وسیله درمانی میتوان به ابعاد کوچک، سبک بودن و همچنین قابلیت شارژ شدن اشاره کرد.
مقدمه
آپنه خواب یک بیماری نسبتاً شایع است که در اثر وقفههای تنفسی در هنگام خواب شبانه ایجاد میگردد. هر رخداد آپنه موجب کاهش میزان اکسیژن خون میشود که بهدنبال آن فعالیت اعصاب سمپاتیک یعنی افزایش نرخ ضربان قلب و فشار خون ایجاد میشود. بیماری آپنه خواب نظم سوخت و ساز طبیعی را در خواب بهم زده و چنانچه درمان نشود، در دراز مدت میتواند موجب مشکلات متعددی از قبیل بیماری فشار خون، سکته، مشکلات قلبی- عروقی، دیابت و افسردگی روحی شود. افراد مبتلا به آپنه معمولاً از منشأ بیماری خود آگاه نیستند و اغلب از خروپفهای شدید خود در خواب و بیدار شدن مکررشان از یک سو و از سوی دیگر از خوابآلودگی و عدم تمرکز در کارهای روزانه رنج میبرند. آپنه خواب دو نوع است؛ آپنه خواب انسدادی و آپنه خواب مرکزی.
در نوع انسدادی، بافتهای نرم مجاری هوایی فوقانی از عبور جریان هوا ممانعت به عمل میآورند و انسداد محلی یا تغییر شکل جریان هوای فوقانی ایجاد میشود. توقفهای تنفسی در این افراد با تقلای ریه در جهت تنفس به هنگام انسداد رخ میدهد و معمولاً با یک بازدم و دم شدید در انتهای انسداد همراه است. شیوع آپنه انسدادی شایعتر از آپنه مرکزی است
در نوع مرکزی، سیستم مرکزی کنترل تنفس مغز دچار اختلال میگردد و توقف تنفس بدون هیچگونه تلاش برای دم یا بازدم بیشتر از 10 ثانیه در طول انسداد صورت میگیرد و در صورت افزایش بیش از پنج بار در ساعت غیرطبیعی است. ارزیابی بالینی برای بیماران آپنه خواب اولین گام اساسی در جهت تشخیص این اختلال خواب میباشد. در ابتدا توسط پزشک متخصص نشانههای کلیدی آپنه خواب مانند 1EDS - خواب آلودگی بیش از حد در طول روز - ، خروپف و سایر علائم تنفسی و همچنین بیخوابی، برنامه خواب و بیداری بیمار مورد ارزیابی قرار میگیرد
کاربردیترین روش استاندارد برای تشخیص اختلالات تنفسی در خواب پلیسومنوگرافی2 میباشد که برای تشخیص اولیه، تعیین شدت بیماری وقفه تنفسی در خواب و برای کشف برخی اختلالات اولیه خواب به کار می رود.
در برخی موارد آپنه خواب را میتوان با روشهای طبی و توصیههای پزشکی درمان نمود. روش طبی اغلب با استفاده از داروهای محرک تنفسی نظیر داروهای ضد افسردگی صورت میگیرد . اگر بیماران به جای وضعیت خوابیده به پشت، به پهلو بخوابند کمتر دچار انسداد میشوند. کاهش وزن روش کمکی مهمی برای درمان این بیماران است، هر چند بندرت تاثیر کافی برای برطرف شدن آپنه خواب داشته است. در حال حاضر روش CPAP ، روش انتخابی برای درمان آپنه خواب میباشد
دستگاه CPAP فشار پیوسته مثبت به بیمار را از طریق یک شلنگ و یک ماسک بینی فراهم کرده و باعث باز شدن مسیر تنفس هوایی می گردد .[5] اما لازم است یادآوری شود که استفاده از CPAP نیز عوارضی از قبیل گرفتگی بینی، خونریزی بینی، خشکی دهان، خراش پوستی، مشکل در سینوسها و غیره را بهدنبال دارد و همچنین نیاز به بازرسی متناوب توسط پرستار که میتواند هزینهبر باشد نیز باید مدنظر قرار گیر
استفاده از 3MAD یکی دیگر از روشهای درمان آپنه است. نقش MAD جلو آوردن فک پایین و بازتر کردن مسیر تنفسی است که این عمل در نهایت باعث جلوگیری و یا کاهش آپنه و خورپف میشود. با وجود این، CPAP - فشار راه هوایی مثبت مداوم در بینی - در کاهش آپنه و نشانههای آن موثرتر است اگرچه روش فوق سادهتر میباشد
جراحی نیز ممکن است یک گزینه برای درمان آپنه باشد . جراحی معمولا تنها زمانی استفاده میشود که قبل از جراحی یک دوره آزمایشی سه ماهه برای درمانهای دیگر درنظرگرفته شود و در صورتی که دیگر درمانها موثر واقع نشده باشد، به عنوان آخرین راه حل درنظرگرفته شود.
باتوجه به اینکه روشهای درمانی که به آنها اشاره شد، هزینهبر بوده و تقریباً در دسترس خیلی از افراد نمیباشند ونیز استفاده از تجهیزات درمانی مانند CPAP میتواند برای بیمار عوارضی را دربرداشته باشد، درمان این بیماری با روشهای سادهتر و کارآمدتر که عوارض کمتر و همچنین از هزینه پایین-تری برخوردار باشد امری حائز اهمیت میباشد.
در این مقاله برای درمان آپنه روشی معرفی میگردد که شامل یک بخش ایمپلنت و یک بخش پروتز متحرک است. این روش علاوه بر جدید بودن، از مزایای خاصی نظیر اقتصادی بودن و کاهش عوارض احتمالی نیز برخوردار است. لازم به ذکر است این روش بیشتر در خصوص بیماریهای خفیف آپنه و هیپوآپنه مورد استفاده قرار میگیرد و در خصوص بیماریهای شدید آپنه باید از روشهای گفته شده نظیر CPAP استفاده نمود.
.2 مواد و روش ها
روش پیشنهادی یک تکنیک بسیار ساده در درمان بیماری آپنه و خروپف میباشد. این تکنیک برای از بین بردن خروپف عادی و درمان خفیف آپنه انسدادی خواب و اختلال بالقوه جدی در تنفس که بارها و بارها در طول خواب رخ میدهد کاربرد دارد. این روش شامل قراردادن نوار باریکی از ماده هوشمند IPMC1 در گذرگاه راه هوایی حفره دهان است که توسط یک فرستنده، سیگنال الکتریکی مورد نیاز برای تحریک آن ارسال میشود. با کنترل میزان خمش IPMC می توان مسیر عبور هوا که مسدود شده است را باز کرد. این بخش از دستگاه بصورت ایمپلت می باشد. بخش فرستنده در قالب یک پروتز طراحی شده است که فرد صرفا هنگام خواب آن را در دهان خود قرار میدهد. در ادامه به معرفی هر یک از بخش های ایمپلنت و متحرک پرداخته شده است.
.1-2 معرفی ماده هوشمند IPMC
کامپوزیت های یونی پلیمر فلزی یا به اختصار IPMC ، مواد هوشمندی هستند که در پاسخ به ولتاژهای اعمالی با دامنه کم، دچار تغییر شکل و خمش مکانیکی بزرگی میشوند. برعکس، اگر یک تغییر شکل یا خمش مکانیکی در آنها ایجاد شود، متناسب با میزان خمش ایجاد شده ولتاژ الکتریکی بین الکترودهای آن تولید میشود. از اینرو میتوان گفت این ماده هوشمند هم محرک2 است و هم حسگر.[11-8] 3 این مواد توانستهاند با توجه به کارایی بالا، قابلیت تکرارپذیری زیاد، وزن کم، ولتاژ ورودی بسیار پایین و توانایی تبدیل انرژی الکتریکی به مکانیکی و بالعکس، جایگاه خود را در بین مواد هوشمند دیگر پیدا کنند.
