靶控吸入(TCI) 麻醉

靶控吸入(TCI)麻醉山東大學齊魯醫(yī)院(原山東醫(yī)科大學附屬醫(yī)院)類維富開展吸入TCI麻醉的必要性在眾多麻醉藥中只有吸入麻醉具有良好的鎮(zhèn)靜、鎮(zhèn)痛和一定的肌松作用。因此研究吸入麻醉藥的合理應用是非常有必要的。傳統(tǒng)吸入麻醉的缺點設計基礎影響臨床設計的因素吸入麻醉藥模型吸入麻醉藥模型控制算法經(jīng)典PID控制算法比例控制：m(t)=Kp·e(t)積分控制：m(t)=1/Ti∫t0·e(t)·dt微分控制：m(t)=Td·de(t)／dtPID控制算法：

m(t)=Kp［e(t)＋Tdde(t)／dt］閉環(huán)靶控麻醉的優(yōu)點自適應控制

自適應控制的應用使吸入麻醉閉環(huán)控制系統(tǒng)能根據(jù)病人近期BIS相對于目標值的變化趨勢主動調節(jié)基準用藥量。自適應控制的算法是：

y(t)=K·e(t)

其中y(t)表示基準用藥量，e(t)表示偏差實驗材料——控制算法示意圖自適應控制

y

基準用藥量-------病人BIS——目標BIS值

m

PID控制實驗材料——閉環(huán)控制系統(tǒng)的連接安裝有控制軟件，BIS、BP、EKG監(jiān)測程序的PC機病人

TCI注射泵麻醉機呼吸環(huán)路吸氣側麻醉氣體監(jiān)測儀負責實測BIS與目標值的比較，確定TCI泵的注藥速度取樣管與“Y”管連接串口線輸注管腦電連線閉環(huán)控制系統(tǒng)連接病人資料麻醉前準備核對和記錄病人資料；監(jiān)測設備的連接；TCI注射泵的調節(jié)；控制軟件的設置和調節(jié)；麻醉機的檢查與調節(jié)；注射器的連接與安裝。方法與步驟——麻醉實施與處理自主呼吸低流量誘導8ml/Kg；靜脈注芬太尼和司考林，完成插管；純氧機械通氣；肌松維持；血液動力學變化的處理；麻醉停止；數(shù)據(jù)存盤。數(shù)據(jù)處理方法；1).血液動力學指標；2).系統(tǒng)性能指標：PE（執(zhí)行誤差）、MDPE（執(zhí)行誤差中位數(shù)）、

MDAPE（執(zhí)行誤差絕對值中位數(shù)）、擺動度、補償、響應時間；3).處理軟件；4).檢驗水準。

結果一般資料24±223±3BWI(kg/m2)163±5165±6身高(cm)63±1063±9體重(kg)52±1050±13年齡(y)8/87/5性別比(m/w)1513例數(shù)(人)對照組實驗組表1兩組病人基本情況比較表()應用BIS控制的BIS變量手控BIS變量對照組第11例病人BIS全程趨勢圖結果——BIS控制指標表2BIS控制性能指標*P=0.01

MDPE2.014.16(10～90)%-6.66～10.28-7.40～17.79MDAPE5.488.62(10～90)%0.89～14.061.52～20.88

擺動度4.26*10.00*補償值4.522.26項目實驗組對照組結果——血液動力學

上圖為實驗組，下圖為對照組結果——血液動力學結果——誘導蘇醒期情況

表3誘導蘇醒期情況

實驗組對照組安氟醚平均用量14±311±2誘導期躁動發(fā)生率25%17%

P<0.05結果——安氟醚濃度

上圖為實驗組，下圖為對照組討論吸入麻醉閉環(huán)靶控麻醉系統(tǒng)的設計；系統(tǒng)性能評價；血液動力學穩(wěn)定性；誘導蘇醒期情況與麻醉氣體濃度的變化；系統(tǒng)穩(wěn)定性及抗干擾能力；目標BIS數(shù)值的選擇；進一步研究重點解決的問題。模型的選擇——Lerou模型。1).生理學模型；2).能滿足循環(huán)緊閉式麻醉的誘導和維持的需要；3).液態(tài)麻醉藥環(huán)路注入法驗證表明系統(tǒng)性能良好。閉環(huán)靶控吸入麻醉系統(tǒng)的設計控制算法

1).經(jīng)典PID控制：簡單易行；但不能真正適應變化迅速的生物學系統(tǒng)的需要。2).自適應控制：①人體生理復雜性和個體差異存在的要求；②隨著麻醉進行，模型變得越來越接近實；③結合PID控制，不斷修正Kp、Ki、Kd等有關參數(shù)，調整輸入與輸出間的關系。3).復合控制：①PID控制負責實測BIS值與目標值的比較，以差值進行反饋控制，在基準用藥量基礎上調整系統(tǒng)輸出量；②自適應控制負責調節(jié)系統(tǒng)基準用藥量，使PID控制的輸出信號達到最優(yōu)。閉環(huán)靶控吸入麻醉系統(tǒng)的設計閉環(huán)靶控吸入麻醉系統(tǒng)的設計1、MDPE、MDAPE、擺動度和補償值可以做為評價閉環(huán)控制麻醉系統(tǒng)性能的指標。2、Lerou等認為群體偏性不應大于10%，因為偏性在10%之內麻醉可安全使用。其次，模型實施誤差源于人群生物學的差異和麻醉性能、吸入麻醉的攝取變異范圍在(10～30)%，故系統(tǒng)性能誤差應當小于30%的麻醉系統(tǒng)對于絕大多數(shù)試對象是可以接受。3、本研究所有控制性能指標均滿足Lerou的要求，表明該系統(tǒng)能夠將BIS值維持在目標BIS值。擺動度小于對照組，表明閉環(huán)靶控系統(tǒng)控制性能優(yōu)于手動控制。系統(tǒng)性能評價誘導蘇醒期情況與麻醉氣體濃度變化一般認為，閉環(huán)靶控麻醉能夠加速麻醉誘導、減少麻醉藥用量。但本研究并未表明出上述優(yōu)點。原因可能與液態(tài)安氟醚不能迅速、完全蒸發(fā)有關。①誘導期注藥速度快，約為18ml/h;②每克安氟醚在25℃環(huán)境下完全氣化需要62千卡的