Открытый доступ Открытый доступ  Закрытый доступ Доступ платный или только для подписчиков

Общее регулирование анестезии с использованием пророфола, вводимого взрослым пациентам при положительном регулировании в процессе индукции

Syafiie S., J. J. Chang, M. Ait Rami

Аннотация


DOI: 10.30906/2073-8099-2020-12-3-42-52

Контроль глубины анестезии представляет собой очень сложную проблему, которая требует оптимальных, быстрых и адаптируемых алгоритмов. Система анестезии — это система с положительном обратной связью. Предлагаемый контроллер обладает всеми качествами надежной схемы управления, а именно: ограниченным управлением, положительным воздействием, определением оптимального усиления обратной связи и отсутствием смещения. Контроллер разработан на основе известных моделей с использованием техники линейного программирования. Начиная с моделирования, контроллер показал способность водить пациента от бодрствующего состояния к общей анестезии, регулируя инфузию пропофола в венозную систему. Замечено, что контроллер обеспечивает плавные управляющие сигналы и не имеет нарушения ограничения. Также замечено, что номинальный контроллер разработан для этого исследования. Шумовые сигналы в состоянии вводятся и контролируются с помощью предложенного номинального контроллера. Применение номинального контроллера в симуляционных исследованиях показывает достаточно хорошие результаты.

Ключевые слова


позитивная система, пропофол, общая анестезия

Ссылки


D. A. O’Hara, D. K. Bogen, and A. Noordergraaf, “The use of computers for controlling the delivery of anesthesia”, Anesthesiology, Vol. 77(3): 563 – 81, 1992

A. Gentilini, M. R. Gerosa, C. W. Frei, R. Wymann, M. Morari, A. M. Zbinden, T. W. Schnider, “Modeling and Closed-Loop of Hypnosis by means of Bispectral Index (BIS) with Isoflurane”, IEEE Transaction on Biomedical Engineering, Vol. 48, No. 8, pp. 874 – 889, 2001.

E. Mortier, M. Struys, T. D. Smet, L. Versichelen and G. Rolly, “Closed-loop controlled administration of propofol using bispectral analysis”, Anaesthesia, Vol. 53: 749 – 754, 1998.

T. Sakai, A. Matsuki, P. F. White, A. H. Giesecke, “Use of an EEG-bispectral closed-loop delivery system for administering propofol”, Acta anaesthesia scandinadia, Vol. 44, pp. 1007 – 1010, 2000.

A. R. Absalom, N. Sutcliffe, G. N. Kenny, “Closed-loop control of anesthesia using bispectral index”, Anesthesiology, Vol. 96, pp. 67 – 73, 2002.

A. R. Absalom, G. N. C. Kenny, “Closed-loop control of propofol anaesthesia using bispectral indexTM: performance assessment in patients receiving computer controlled propofol and manually controlled remifentanil infusions for minor surgery”, British journal of anaesthesia, Vol. 90, No. 6, pp. 737 – 741, 2003.

Y. Sawaguchi, E. Furutani, G. Shirakami, M. Araki, K. Fukuda, “A model-predictive hypnosis control system under total intravenous anesthesia”, IEEE transactions on biomedical engineering, Vol. 55, No. 3, pp. 874 – 887, 2008.

N. Cardoso and J. M. Lemos, “Model Predictive control of depth of anaesthesia: guidelines for controller configuration”, 30th Annual International Conference of the IEEE Engineering in Medicine and Biology Society. Vol. 1 – 8: 5822 – 5825, 2008

M. Mahfouf, A. J. Asbury, D. A. Linkens, “Unconstrained and constrained generalised predictive control of depth of anesthesia during surgery”, Control Engineering Practice, Vol. 11, pp. 1501 – 1515, 2003.

C. Beck, H. H. Lin, M. Bloon, “Modeling and control of anesthetic pharmacodynamics”, in I. Queinnec, S. Tarbouriech, G. Garcia, S. I. Niculescu (Editors), Biology and control theory: current challenges, Springer-verlag, pp. 263 – 289, 2007.

C. S. Nuсes, T. Mendonзa, J. M. Lemos, and P. Amorim, “Feedfoward adaptive control of the bispectral index of the EEG using the intravenous anesthetic drug propofol”, International journal of adaptive control and signal processing, Vol. 23, pp. 4485 – 503, 2009.

J. Niсo, R. De Keyser, S. Syafiie, C. Ionescu, M. Struys, “EPSAC-controlled anesthesia with online gain adaptation”, International journal of adaptive control and signal processing, Vol. 23, pp. 455 – 471, 2009.

S. Syafiie, J. Niсo, C. Ionescu, R. De Keyser, “NMPC for propofol drug dosing during anesthesia induction”, in L. Magni Raimundo, F. Algцwer, Nonlinear model predictive control: toward new challenges, pp. 501 – 509, Springer-verlag, 2009.

S. Anna and P. Wen, “Depth of Anesthesia Control using Internal Model Predictive Control Techniques”, in proceeding of The 2010 IEEE / ICME International Conference on Complex Medical Engineering, July 13 – 15, 2010, Gold Coast, Australia, 2010.

B. L. Moore, P. Panousis, V. Kulkani, L. D. Pyeatt, A. G. Doufas, “Reinforcement Learning for closed-loop propofol anesthesia: a human volunteer study”, in Proceeding of the Twenty-second Innovative applications and artificial intelligence conference, Atlanta, GA, July 12 – 14, 2010

S. J. Huang, J. S. Shieh, M. Fu, M. C. Kao, “Fuzzy logic control for intracranial pressure via continuous propofol sedation in a neurosurgical intensive care unit”, Medical engineering & physics, Vol. 28, pp. 639 – 647, 2006.

J. S. Shieh, M. F. Abbod, C. Y. Hsu, S. J. Huang, Y. Y. Han and S. Z. Fan, “Monitoring and control of anesthesia using multivariable self-organizing fuzzy logic structure”, Studies in Fuzziness and Soft Computing, Vol. 242, pp. 273 – 295, 2009.

C. S. Nuсes, M. Mahfouf, D. A. Linkens, J. E. Peacock, “Modelling and multivariable control in anaesthesia using neural-fuzzy paradigms Part I. Classification of depth of anaesthesia and development of a patient model”, Artificial intelligence in Medicine, Vol. 35, pp. 195 – 206, 2005.

M. Mahfouf, C. S. Nunes, D. A. Linkens, J. E. Peacock, “Modelling and multivariable control in anaesthesia using neural-fuzzy paradigms Part II. Closed-loop control of simultaneous administration of propofol and remifentanil”, Artificial intellingence in Medicine, Vol. 35, pp. 207 – 213, 2005.

R. Allen, D. Smith, “Neuro-fuzzy closed-loop control of depth of anaesthesia”, Artificial intelligence in Medicine, Vol. 21, pp. 185 – 191, 2001.

Q. Hui and W. M. Haddad, “Distributed Nonlinear Control Algorithms for Network Consensus”. Automatica, Vol. 44, pp. 2375 – 2381, 2008.

J. M. Bailey, W. M. Haddad, “Drug dosing control in clinical pharmacology”, IEEE Control Systems Magazine, Vol. 25, pp. 35 – 51, 2005.

M. M. F. Struys, H. Vereecke, A. Moerman, E. W. Jensen, D. Verhaeghen, N. De Neve, F. Dumortier, E. Mortier, “Ability of the bispectral index, autoregressive modelling with exogenous input-derived auditory evoked potentials, and predicted propofol concentrations to measure patient responsiveness during anesthesia with propofol and remifentanil”, Anesthesiology, Vol. 99, pp. 802 – 814, 2003.

M. Ait Rami and F. Tadeo, “Controller synthesis for positive linear systems with bounded controls”, IEEE transaction on circuits and systems-II, Vol 54, No. 2, pp 151 – 155, 2007.

M. Ait Rami and F. Tadeo, “Linear Programming aproach to impose positiveness in closed-loop and estimated states”, Proceedings of the 17th International Symposium on Mathematical theory of networks and systems, July 24 – 28, 2006, Kyoto, Japan.


Полный текст: PDF (English)

Ссылки

  • Ссылки не определены.


** ** ** ** ** **

ISSN: 2073-8099

** ** ** ** ** **

 

Подписаться на наши издания Вы можете через почтовые каталоги агентства «Роспечать» и Объединенный каталог «Пресса России», а также на сайтах агентств «УП Урал Пресс», «Информнаука», «Прессинформ» и «Профиздат».