催眠レベルの規制を採用しているプロポフォール麻酔投与の臨床評価のための最新の制御戦略のレビュー

手術中の催眠の深さを調節することは、麻酔注入システムの主要な目的の1つです。外科的処置中のプロポフォール注入の継続的な投与は不可欠ですが、オペレーションシアターのマルチタスクシナリオで動作する麻酔薬の負荷を過度に増加させます。手動およびターゲット制御された注入システムは、患者間および患者内の変動により発生する血圧や心拍数の変化などの不安定性を処理するのに適していません。患者の安全性、大きな個人間変動、術後効果の低下は、麻酔投与の自動化を動機付ける主な要因です。プロポフォール注入のための自動化されたシステムの概念は、手術中に麻酔薬の最適な送達を処理し、術後効果を避けることができる、より洗練されたシステムを思いつく制御エンジニアを励起します。最初に3つのコンパートメントの薬物動態モデルと薬力学的モデルを使用して、線形制御手法が適用されます。その後、スライドモード制御とモデルの述語制御は、非線形シグモイドモデルでかなりの結果を達成します。アダプティブファジーコントロールとH∞制御を採用することにより、チャタリングと不確実性がさらに改善されます。提案されているスライドモード制御スキームは、線形制御スキームと比較して非線形性を簡単に処理し、最適な催眠レベルを達成することができるため、麻酔の下着や過剰摂取などの災難を防ぎます。

Regulating the depth of hypnosis during surgery is one of the major objectives of an anesthesia infusion system. Continuous administration of Propofol infusion during surgical procedures is essential but it unduly increases the load of an anesthetist working in a multitasking scenario in the operation theatre. Manual and target controlled infusion systems are not appropriate to handle instabilities like blood pressure and heart rate changes arising due to interpatient and intrapatient variability. Patient safety, large interindividual variability, and less postoperative effects are the main factors motivating automation in anesthesia administration. The idea of automated system for Propofol infusion excites control engineers to come up with more sophisticated systems that can handle optimum delivery of anesthetic drugs during surgery and avoid postoperative effects. A linear control technique is applied initially using three compartmental pharmacokinetic and pharmacodynamic models. Later on, sliding mode control and model predicative control achieve considerable results with nonlinear sigmoid model. Chattering and uncertainties are further improved by employing adaptive fuzzy control and H∞ control. The proposed sliding mode control scheme can easily handle the nonlinearities and achieve an optimum hypnosis level as compared to linear control schemes, hence preventing mishaps such as underdosing and overdosing of anesthesia.