對用于控制輸注裝置的控制裝置進行操作的方法
【專利說明】對用于控制輸注裝置的控制裝置進行操作的方法
[0001]本發(fā)明涉及對用于控制用于給患者配給一種或多種藥物的一個或多個輸注裝置的控制裝置進行操作的方法以及用于控制用于給患者配給一種或多種藥物的一個或更多個輸注裝置的控制裝置。
[0002]在常規(guī)的麻醉中，給患者配給對大腦、脊髓和神經(jīng)系統(tǒng)具有不同影響的麻醉藥。例如，在麻醉過程中，配給麻醉劑或鎮(zhèn)靜劑以使得患者無意識并且使患者安靜，還可能結(jié)合止痛劑來抑制疼痛。
[0003]麻醉劑組中的一種藥物例如是異丙酚(2，6- 二異丙基苯酚)，其是用來引起并且維持通常的麻醉、用于機械通氣的成年人的鎮(zhèn)靜和過程式的鎮(zhèn)靜的短效的靜脈注射的催眠劑。其他藥物可以是止痛劑，如阿片類藥物例如瑞芬太尼、芬太尼或嗎啡。
[0004]在麻醉過程中，麻醉師除了出于麻醉的目的來選擇適當(dāng)?shù)乃幬锿?，還必須選擇藥物配給的合適的劑量。關(guān)于這一點，麻醉藥的過量會對患者的健康造成嚴(yán)重的后果，反之，劑量過低會導(dǎo)致不完全麻醉使得患者可以潛在地保持意識。
[0005]給患者配給麻醉藥的一個方法是所謂的靶控輸注(TCI)。在常規(guī)的TCI算法中，設(shè)置患者的血流(與血漿區(qū)室對應(yīng))中的靶濃度，并且考慮到患者的年齡、體重、身高和性別來計算需要給患者配給多少劑量以在合理短的時間段內(nèi)達到血液中的靶濃度。
[0006]基于小的患者組已發(fā)展了這樣的算法。它們并不特定于患者的個人生理，并且因此基于所謂的ρκ/ro模型的藥代動力學(xué)(表示患者內(nèi)的藥物隨時間的分布)和藥效動力學(xué)(表示藥物隨時間的效果)不是非常精確。TCI算法通常具有約±25%的準(zhǔn)確度，其中，對于具有高脂肪量的患者、對于具有器官功能障礙的患者或?qū)τ趦和?，與指定的靶濃度的偏差甚至?xí)摺?br>[0007]良好建立的EEG監(jiān)測裝置(雙光譜監(jiān)控裝置BIS)在不給予任何預(yù)測性信息的情況下通過與麻醉深度對應(yīng)的指標(biāo)值來測量麻醉藥劑的實際效果。通常，這樣的監(jiān)測數(shù)據(jù)使得不能夠計算患者的區(qū)室中的藥物濃度，因為它們并不特定于個別藥物。通常，指標(biāo)值是受多種藥物影響的信號。指標(biāo)值不允許由于互相關(guān)效應(yīng)而根據(jù)改變藥物劑量率來計算各種藥物的藥代動力學(xué)或藥效動力學(xué)。
[0008]目前，用于頻繁地測量患者的區(qū)間中的實際藥物濃度的監(jiān)測裝置是不能在市場上購得的，其會使得能夠計算該藥物的動力學(xué)并且其會支持麻醉師對關(guān)于麻醉深度的預(yù)測性信息的決定。
[0009]當(dāng)在麻醉過程中配給麻醉藥時，需要允許隨時間對患者的藥物配給進行控制的技術(shù)，所述技術(shù)以更精確的方式考慮到關(guān)于關(guān)注區(qū)室例如腦區(qū)室達到的藥物濃度的信息。
[0010]EP I 610 681 BI公開了用于給患者靜脈輸送期望劑量的麻醉劑的麻醉劑輸送系統(tǒng)。該系統(tǒng)包括靜脈麻醉供應(yīng)、為了其中所包含的藥物濃度而分析患者的呼吸并且輸出表示藥物濃度的信號的呼吸分析儀，以及接收信號并且基于該信號來控制該供應(yīng)的控制裝置。
[0011]在從DE 10 2006 045 014 Al所知的方法中，測量患者的呼吸內(nèi)的藥物的濃度，并且將其與呼吸中所計算的預(yù)測濃度進行比較。如果為患者配給的藥物的劑量改變，則修改呼吸中所測量的濃度必須位于其中的濃度范圍。
[0012]根據(jù)DE 103 35 236 B3，已知用于確定呼吸中的異丙酚的濃度的測量系統(tǒng)。該系統(tǒng)包括具有與分析單元連接的呼吸傳感器的呼吸線路。該分析單元依靠呼吸傳感器的信號來激活異丙酚傳感器的栗以獲得呼吸探針，使得異丙酚傳感器將表示異丙酚的濃度的測量信號輸出至分析單元。
[0013]在從WO 2005/072792 Al所知的方法中，對藥物輸送期間的來自患者的數(shù)據(jù)進行采樣，并且在閉環(huán)過程中，通過更新藥物反應(yīng)曲線的參數(shù)來重復(fù)更新根據(jù)采樣數(shù)據(jù)的藥物反應(yīng)曲線。這樣的參數(shù)表示病人對于藥物輸送的反應(yīng)的變化。
[0014]本發(fā)明的目的是提供允許對藥物配給過程，特別是當(dāng)在麻醉過程中配給麻醉藥如異丙酚時的動力學(xué)和動態(tài)學(xué)的控制進行改進的方法及控制裝置。
[0015]該目的通過包括權(quán)利要求1的特征的方法來實現(xiàn)。
[0016]因此，對用于控制用于給患者配給藥物的輸注裝置的控制裝置進行操作的方法包括以下步驟:
[0017](a)提供對患者的多個區(qū)室中的時間相關(guān)的藥物濃度進行預(yù)測的模型；
[0018](b)設(shè)置要在患者的區(qū)室中至少之一中實現(xiàn)的靶濃度值；
[0019](c)使用模型確定要給患者的多個區(qū)室中的第一區(qū)室配給的藥物劑量，使得區(qū)室中至少之一中的靶濃度值與預(yù)測的穩(wěn)態(tài)藥物濃度之間的差小于預(yù)定閾值；
[0020](d)將表示藥物劑量的控制信號提供至用于給患者配給該藥物劑量的輸注裝置；
[0021](e)在一個或更多個測量時間處獲得表示多個區(qū)室中的至少第二區(qū)室中的測量的藥物濃度的至少一個測量值；
[0022](f)對模型進行調(diào)整使得該模型預(yù)測至少第二區(qū)室中的一個或更多個測量時間處的藥物濃度，該藥物濃度至少近似匹配至少第二區(qū)室中的測量的藥物濃度；以及
[0023](g)使用模型來確定要給患者的第一區(qū)室配給的新的藥物劑量，使得區(qū)室中至少之一中的靶濃度值與預(yù)測的穩(wěn)態(tài)藥物濃度之間的差小于預(yù)定閾值。
[0024]并不是所有步驟必須以指定的順序來執(zhí)行。還可以例如以不同的順序或者與其他步驟同時執(zhí)行一些步驟，使得權(quán)利要求中所述的順序不應(yīng)該限制本發(fā)明的范圍。
[0025]然而，以指定的順序執(zhí)行步驟可以是有益的。
[0026]關(guān)于這一點，術(shù)語“閾值”要被理解為限定在期望的靶濃度周圍的容差帶寬。因此，確定藥物劑量，使得預(yù)測的穩(wěn)態(tài)藥物濃度落入該可接受的帶寬內(nèi)。為此，特別地，差的絕對值被觀察并且應(yīng)小于可接受的閾值。
[0027]本發(fā)明基于以下想法:使用模型如藥代動力學(xué)-藥效動力學(xué)(PK/PD)模型來預(yù)測患者的多個區(qū)室中的作為時間的函數(shù)的藥物濃度。使用這樣的預(yù)測模型來將表示第二區(qū)室例如患者的肺區(qū)室或腦區(qū)室中的藥物濃度的測量的藥物濃度值與第一區(qū)室例如患者的血漿區(qū)室中的藥物濃度相關(guān)聯(lián)。因此，根據(jù)測量第二區(qū)室中的藥物濃度，能夠推斷:患者的區(qū)室中的藥物濃度是多少(近似)使得可以控制區(qū)室中至少之一中的藥物濃度以使其接近期望的靶濃度值。
[0028]除了關(guān)于區(qū)室中的藥物濃度的實際的監(jiān)測信息的可視化之外，該技術(shù)能夠利用患者個人的監(jiān)測信息來重新校準(zhǔn)該(PK/PD)模型。重新校準(zhǔn)的模型根據(jù)給患者配給的實際的藥物劑量率曲線來允許區(qū)室濃度的預(yù)測性視圖。預(yù)測性視圖可以傳遞關(guān)于隨時間推移的預(yù)定靶濃度與重新計算的區(qū)室濃度之間的漸進對齊的質(zhì)量的信息。當(dāng)獲得所計算的最終的穩(wěn)態(tài)區(qū)室濃度與預(yù)定靶濃度之間的(不可接受的)偏差時，借助于該技術(shù)，能夠計算要在最小的時間段內(nèi)充分地改進漸進的擬合條件的糾正的劑量率曲線。如果麻醉師改變靶濃度，則該技術(shù)能夠計算新的藥物劑量以滿足區(qū)室內(nèi)的重新計算的藥物濃度與新的靶濃度之間的新的擬合需求。因此，該技術(shù)使用對藥物的動力學(xué)和動態(tài)學(xué)的預(yù)測性視圖為麻醉師呈現(xiàn)了有效的支持工具。
[0029]該方法始于用來確定要給患者配給的第一藥物劑量的初始模型。這樣的初始模型基于經(jīng)驗數(shù)據(jù)并且考慮到與將被配給藥物的患者有關(guān)的人口統(tǒng)計信息如年齡、體重、身高、性別或其他數(shù)據(jù)。當(dāng)配給借助于初始模型所確定的第一藥物劑量時，測量在第二區(qū)室，例如肺區(qū)室中產(chǎn)生什么樣的藥物濃度。為此，能夠例如測量患者的呼吸中的藥物濃度，使得獲得第二區(qū)室例如肺區(qū)室中的藥物濃度的可靠值?？商孢x地或者另外地，能夠測量EEG指標(biāo)值，使得獲得第二區(qū)室例如大腦中的藥物濃度的可靠值。如果沒有并行配給影響EEG指標(biāo)值的其他藥物，則EEG指標(biāo)值是有效的以獲得腦區(qū)室中的藥物濃度的可靠值。
[0030]當(dāng)獲得這樣的測量值時，調(diào)整對患者的不同區(qū)室中的時間相關(guān)的藥物濃度進行預(yù)測的模型，使得其擬合在第二區(qū)室實際上測量的測量值。該模型內(nèi)在地涵蓋了本文中的區(qū)室濃度之間的時間推遲?；诮?jīng)調(diào)整的模型，然后，計算給患者的第一區(qū)室例如血漿區(qū)室配給的新的藥物劑量，使得通過給患者配給新的藥物劑量使區(qū)室之一例如患者的腦區(qū)室中的藥物濃度接近靶濃度值(即，在穩(wěn)態(tài)條件下，其位于靶濃度值周圍的可接受的范圍內(nèi))。
[0031]通常，本文中的術(shù)語“藥物劑量”要被理解為藥物劑量曲線，即要給患者配給的劑量率的時間相關(guān)的曲線(隨時間推移的比率的曲線)。藥物劑量曲線的形狀可以是矩形或者任意的時間相關(guān)的曲線。
[0032]關(guān)于這一點，穩(wěn)態(tài)藥物濃度與達到僅顯示藥物濃度水平較小變化的穩(wěn)態(tài)條件之后的時間處的藥物濃度對應(yīng)。
[0033]在該模型中，例如在藥代動力學(xué)-藥效動力學(xué)模型中，患者的身體邏輯上被劃分成在其之間發(fā)生藥物的交換的多個區(qū)室。患者包括例如與患者的肺對應(yīng)的肺區(qū)室、與患者的大腦對應(yīng)的腦區(qū)室、與患者的血液循環(huán)對應(yīng)的血漿區(qū)室、與患者的肌肉和器官對應(yīng)的肌肉區(qū)室、與患者的脂肪和結(jié)締組織對應(yīng)的脂肪區(qū)室、以及還可能的其他區(qū)室。在麻醉過程中，將麻醉藥如異丙酚、芬太尼、瑞芬太尼和/或肌肉松弛藥靜脈注射入患者的血漿區(qū)室，并且因此注射