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观察者设计用麻醉给药反馈控制估计PKPD模型中的异丙酚浓度。 (英语) Zbl 1495.93029号

小结:异丙酚输注在麻醉管理中需要不断调整手动输注系统以调节催眠水平。催眠水平基于脑电双频谱指数监测器(BIS),显示大脑皮层活动范围为0至100。麻醉自动化的新挑战是根据药代动力学(PK)和药效学(PD)模型估计身体不同部位(包括初级、快速外周(肌肉)、缓慢外周(骨骼、脂肪)和作用部位(大脑)的催眠药物浓度。在基于积分超扭曲滑模控制器(ISTSMC)的反馈控制策略中,通过使用线性观测器估计异丙酚浓度来调节催眠水平。矽肺患者血浆中的药物浓度在标称瞬态下准确估计。结果表明,在麻醉维持阶段,BIS水平形式的实际输出和线性化输出之间的跟踪误差几乎接近零,以通过在BIS上达到期望的催眠水平50来确保控制器在滑动阶段的响应和最佳性能。通过增加手术室电磁环境的测量噪声干扰输出BIS电平的信号质量指标,进一步保证了控制策略的鲁棒性。

MSC公司:

93B53号 观察员
93B52号 反馈控制
93B12号机组 可变结构系统
92 C50 医疗应用(通用)
第92页第45页 生化问题中的动力学(药代动力学、酶动力学等)
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全文: 内政部

参考文献:

[1] S.Bibian:临床麻醉自动化。加拿大不列颠哥伦比亚大学博士论文,2006年。数字对象标识码:10.14288/1.0065536。
[2] B.J.Anderson和J.Houghton:全静脉麻醉和靶控输注。InA婴儿和儿童麻醉实践,177-198年,Elsevier,2019年。DOI:10.1016/C2015-0-00649-9。
[3] K.Soltesz、K.van Heusden、G.A.Dumont、T.Hagglund、C.L.Petersen、N.West和J.M.Ansermino:使用PID控制器的儿童闭环麻醉:一项初步研究。IFAC PID控制进展会议,意大利布雷西亚(2012)。DOI:10.1213/01.ane.0000418552.16222.39。
[4] K.Soltesz、G.A.Dumont和J.M.Ansermino:评估闭环麻醉的控制性能。第21届地中海控制与自动化会议,(2013年),191-196年。内政部:10.1109/MED.2013.6608720。
[5] A.A.Spence:CEPOD的教训。《英国麻醉杂志》,60(7),(1988),753-754。内政部:10.1093/bja/60.7.753。
[6] K.van Heusden、J.M.Ansermino、K.Soltesz、S.Khosravi、N.West和G.A.Dumont:儿童异丙酚给药反应变异性的量化。IEEE生物医学工程汇刊,60(2013),2521-2529。DOI:10.1109/TBME.013.2259592。
[7] K.Soltesz、G.A.Dumont和J.M.Ansermino:评估闭环麻醉的控制性能。第21届地中海控制与自动化会议,2013年。内政部:10.1109/MED.2013.6608720。
[8] A.A.V den-Berg、D.Savva、N.M.Honjol和N.V.Prabhu:鼓室成形术、鼻中隔成形术和腺扁桃体切除术的全静脉、平衡吸入和联合静脉注射麻醉的比较。Anaest重症监护,23(5),(1995)574-582。DOI:10.1177/0310057X9502300508。
[9] A.R.Absalom、N.Sutcliffe和G.N.C.Kenny:使用双谱指数对麻醉进行闭环控制:在综合全身麻醉和区域麻醉下接受大型骨科手术的患者的性能评估。麻醉学,96(1),(2002),67-73。内政部:10.1097/00000542-200201000-00017。
[10] K.Soltesz、K.van Heusden、M.Hast、J.M.Ansermino和G.A.Dumont:闭环麻醉中患者间变异性自动处理的综合方法。美国控制会议,(2016)。DOI:10.1109/ACC.2016.7526125。
[11] M.Struys、T.De Smet、S.Greenwald、A.R.Absalom、S.Binge和E.P.Mortier:使用双谱指数监测对两个已发布的闭环控制系统进行性能评估:模拟研究。麻醉学,100(3),(2004),640-647。DOI:10.1097/00000542-20040300000026。
[12] J-Y.Lan、M.F.Abbod、R.G.Yeh、S.Z.Fan和J.S.Sheih:综述:麻醉中的智能建模和控制。《医学与生物工程杂志》,32(5),(2012),293-307。内政部:10.5405/jmbe.1014。
[13] D.V.Caiado、J.M.Lemos和B.A.Costa:基于无限设计的麻醉深度稳健控制。《控制科学档案》,23(1),(2013),41-59。DOI:10.2478/v10170-011-0041-z·Zbl 1291.93104号
[14] A.Khan、W.Xie、B.Zhang和L.-W.Liu:不确定系统的区间观测器设计方法和实现综述。《富兰克林学院学报》,358(6),(2021),3077-3126。DOI:10.1016/j.jfranklin.2021.01.041·Zbl 1464.93027号
[15] C.Dong:闭环控制全静脉麻醉。英国普利茅斯大学博士论文,2003年。
[16] K.Soltesz:麻醉自动化。2013年,瑞典隆德大学博士论文。
[17] A.Khan、W.Xie、L.Zhang和Ihsanullah:存在部件故障和不确定性的线性时变(LTV)离散时间系统的区间状态估计。《控制科学档案》,29(2),(2019),289-305。DOI:10.24425/acs.2019.129383·Zbl 1440.93246号
[18] K.van Heusden、J.M.Ansermino、K.Soltesz、S.Khosravi、N.West和G.A.Dumont:儿童异丙酚给药反应变异性的量化。IEEE生物医学工程学报,bf 60(9),(2013),2521-2529。DOI:10.1109/TBME.013.2259592。
[19] K.Soltesz、G.A.Dumont、K.van Heusden、T.Hagglund和J.M.Ansermino:使用脑电图测量麻醉的催眠深度模拟丙泊酚和瑞芬太尼的中期控制。第51届IEEE决策与控制会议,美国HI毛伊岛,(2012)356-361。DOI:10.1109/CDC.2012.6426858。
[20] Y.Sawaguchi、E.Furutani、G.Shirakami、M.Araki和K.Fukuda:全静脉麻醉下的模型预测镇静控制系统。IEEE EMBS亚太生物医学工程会议,(2003),358-359。DOI:10.1109/APBME.2003.1302732。
[21] K.Soltesz;J-O Hahn、G.A.Dumont和J.M.Ansermino:麻醉诱导阶段基于患者模型识别的麻醉深度个性化PID控制。第50届IEEE决策与控制会议和欧洲控制会议,美国佛罗里达州奥兰多(2011)。DOI:10.1109/CDC.2011.6160189。
[22] T.W.Schnider、C.F.Minto、P.L.Gambus、C.Andresen、D.B.Goodale、S.L.Shafer和E.J.Youngs:给药方法和协变量对成年志愿者异丙酚药代动力学的影响。麻醉学,88(5),(1998),1170-1182。内政部:10.1097/00000542199805000-00006。
[23] K.van Heusden、G.A.Dumont、K.Soltesz、C.L.Petersen、A.Umedlay、N.West和J.M.Anselmino:儿童丙泊酚麻醉鲁棒PID控制的设计和临床评估。IEEE控制系统技术汇刊,22(2),(2014),491-501。DOI:10.1109/TCST.2013.2260543。
[24] M.Janda、O.Simanski、J.Bajorat、B.Pohl、G.F.E.Noeldge-Schomburg和R.Hofmockel:同步闭环麻醉控制系统对麻醉深度和神经肌肉阻滞的临床评估。《麻醉学》,66(12),(2011),1112-1120。DOI:10.1111/j.13652044.2011.06875.x。
[25] M.Ilyas、J.Iqbal、S.Ahmad、A.A.Uppal、W.A.Imtiaz和R.A.Riaz:异丙酚麻醉中的催眠调节,采用超扭曲滑模控制来补偿可变性动力学。IET系统生物学,14(2),(2020)。59-67. DOI:10.1049/iet-syb2018.5080。
[26] J.P.Gauthier、H.Hammouri和S.Othman:生物反应器非线性系统应用的简单观测器。IEEE自动控制汇刊,37(6),(1992),875-880。内政部:10.1109/9.256352·Zbl 0775.93020号
[27] J-J.E.Slotine和W.Li:应用非线性控制。Englewood Cliffs,新泽西州,普伦蒂斯·霍尔,1991年·Zbl 0753.93036号
[28] A.A.S.Sharif、P.A.H.Badi、S.Mekhilef和A.Ordys:一类级联高阶非线性系统的新的强预定义时间滑模控制器。《控制科学档案》,30(3),(2020),599-620。DOI:10.24425/acs.2020.134679·Zbl 1457.93029号
[29] T.Yuvapriya、P.Lakshami和S.Rajendiran:使用分数阶终端滑模控制器的全车主动悬架系统的振动控制和性能分析。《控制科学档案》,30(2),(2020),295-324。DOI:10.24425/acs.2020.133501·Zbl 1457.93030号
[30] P.Akavipat、N.Hungsawanich和R.Jansin:在神经外科期间监测麻醉深度的双频谱指数电极的替代放置。冈山医学学报,68(3),(2014),151-155。内政部:10.18926/AMO/52655
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