吸入麻醉药闭环控制用药的可行性研究

论文摘要

目的 编写以生理学模型为基础,以BIS为控制变量,算法为自适应比例-积分-微分法的吸入麻醉药闭环控制软件《吸入麻醉执行者》。将《吸入麻醉执行者》软件安装到PC机上并作为控制器,以TCI注射泵为执行器建立吸入麻醉闭环控制麻醉系统。应用该系统进行安氟醚闭环控制麻醉,对系统性能进行临床验证,并与传统的手动控制麻醉技术相比较,观察安氟醚闭环控制麻醉系统的准确性和稳定性。确定吸入麻醉药闭环控制用药的可行性。 方法 整个研究分为建立闭环控制麻醉系统和临床验证两个阶段。 （1）建立闭环控制麻醉系统:闭环控制麻醉系统分为软件和硬件两部分。软件部分为吸入麻醉药闭环控制软件《吸入麻醉执行者》。此软件中建立了吸入麻醉药生理药代动力学模型,反馈算法采用在自动控制领域非常成熟的PID算法,并加入了自适应控制的方法。此外,软件还具有通过串行口控制注射泵的功能和数据自动保存功能。此软件与麻醉深度监护仪、注射泵、紧闭循环麻醉机等硬件共同组成了闭环控制麻醉系统。 （2）临床验证:选择28例腹腔手术病人随机进入实验组和对照组。自主呼吸低流量诱导,睫毛反射消失静脉注射芬太尼(0.4μg·kg-1)和司考林（100mg）完成气管插管,机械通气。两组均以BIS值50为控制目标,实验组诱导及维持过程均以吸入麻醉药闭环控制系统实施麻醉,对照组由麻醉医生手动调节安氟醚挥发罐进行麻醉诱导和维持。记录实测呼气末安氟醚浓度,软件模拟肺泡安氟醚浓度和脑内浓度;全程BIS值及血压、心率;麻醉诱导时间、维持时间、苏醒时间和系统响应时间。计算BIS执行误差中位数、绝对执行误差中位数及其10%～90%的累计分布频率、摆动度和补偿值均数;麻醉后每2min血压、心率均数,并与基础值进行比较;诱导期躁动和术中知晓发生率。比较实测呼气末安氟醚浓度与软山东大学硕士学位论文件预测呼气末安氟醚浓度。 结果实验组BIS执行误差中位数和执行误差绝对值中位数分别为2.2%和8.0%,（10一90）%累计分布频率分别为C6.6610.28)%和（0.8914.06）%,补偿值为0.9,与对照组比较差异无显著性;实验组摆动度为4.26,而对照组为10,二者差异显著（P=0.01）。两组病人麻醉过程各时点血压、心率均数与基础值比较差异无显著性。实验组诱导时间、系统响应时间和苏醒时间与对照组比较差异无显著性。安氟醚平均用量实验组大于对照组,但无统计学意义。两组均无术中知晓和术后回忆发生。两组实测呼气末安氟醚浓度与软件预测浓度间均存在显著差异（P<0.05）。实验组诱导期躁动发生高于对照组（P<0.05）。 结论自适应控制PID算法安氟醚闭环控制麻醉系统①能将BIS控制在预定目标范围内;②麻醉深度更稳定性;③麻醉过程中能维持病人血流动力学稳定;④与传统的手控麻醉技术相比较,并不能减少麻醉药用量。也不能缩短诱导时间和苏醒时间。总之,此吸入麻醉药闭环控制麻醉系统应用与临床麻醉是安全的,可行的。关键词:脑电描记术,双频指数:闭环控制;麻醉,吸入;安氟烷

论文目录

• 中文摘要
• 英文摘要
• 符号说明
• 前言
• 第一阶段 建立闭环控制麻醉系统
• 第二阶段 临床验证
• 讨论
• 结论
• 附表
• 附图
• 参考文献
• 致谢