物在大腦中所達到的效果能夠人工設(shè)置靶濃度C^si。例如，在給患者P注射異丙酚的麻醉過程中，可以要求大腦中一定的異丙酚濃度以達到期望的麻醉效果，使得相應(yīng)地設(shè)置靶濃度C^e。
[0094]可替選地，可以在血漿或肺區(qū)室中限定靶濃度(圖4未示出)。
[0095]如圖4所示，該模型對血漿區(qū)室Al、肺區(qū)室A2、區(qū)室A4、區(qū)室A5和腦區(qū)室A3中的隨時間變化的藥物濃度進行預(yù)測。當(dāng)按藥物劑量曲線進行注射時，血漿區(qū)室Al的藥物濃度從初始的相比較高的值衰減，然而，區(qū)室Ai中和腦區(qū)室A3中的濃度增長直至達到藥物濃度的變化可忽略的穩(wěn)態(tài)為止。選擇第一初始藥物劑量曲線D1，使得在穩(wěn)態(tài)條件下腦區(qū)室A3中的藥物濃度位于由在期望的靶濃度C^e周圍的閾值Ll^e表示的距離內(nèi)。
[0096]為了使輸注裝置33給患者P注射藥物劑量曲線D1，控制信號SI被饋送至輸注裝置33，其中，SI可以表示具有可變的劑量率R(t)和步長Llt的階躍函數(shù)。因此，輸注裝置33給患者P注射藥物劑量曲線Dl。
[0097]在已經(jīng)開始根據(jù)劑量曲線Dl給患者P的藥物配給之后的短時間內(nèi)(即使還未達到穩(wěn)態(tài)條件)，借助于測量裝置20在患者的呼吸中測量藥物濃度并且由裝置5測量可選的EEG指標(biāo)值(圖5)。通過轉(zhuǎn)換函數(shù)TF(Ml-7肺濃度Cmiw {tl))將獲得的測量信號轉(zhuǎn)換成時間tl處的肺濃度(測量值M1)，并且將肺區(qū)室Cmiww中的實際濃度饋送至控制裝置2。可替選地，可以將測量的信號饋送至控制裝置2，并且可以在控制裝置2內(nèi)使用轉(zhuǎn)換函數(shù)以將控制裝置2中所測量的信號轉(zhuǎn)換成表示肺區(qū)室中的實際濃度的測量值Ml。
[0098]在下一步驟(圖6)中，通過使用例如最小二乘法擬合來調(diào)整模型P，使得由模型P預(yù)測的肺區(qū)室A2中的濃度至少近似匹配實際測量的藥物濃度Cmiw (tl)(測量值Ml)。為此，例如在模型P的最小二乘法擬合常規(guī)參數(shù)中，特別地，調(diào)整傳送速率常數(shù)KPB、KBP, KPl、Kip和/或體積V1、Vj的值(參見圖3)，使得模型P對至少近似匹配測量值Ml的、肺區(qū)室A2中的藥物濃度曲線進行預(yù)測。因此，實現(xiàn)了經(jīng)調(diào)整的模型P’1，其對在特定患者P內(nèi)已發(fā)生(回顧性視圖)的過程和效果進行更準(zhǔn)確的建模。
[0099]在下一步驟(圖7)中，使用具有其經(jīng)調(diào)整的參數(shù)的經(jīng)調(diào)整的模型來確定新的藥物劑量曲線，其中，以下述方式確定新的藥物劑量曲線，該方式使得通過使用經(jīng)調(diào)整的模型處于穩(wěn)態(tài)的腦區(qū)室A3中的藥物濃度C.達到透視圖中期望的靶濃度C^e。(可替選地，還可以為血漿區(qū)室Al或肺區(qū)室A2設(shè)置靶濃度Ctik、靶濃度Ctw (圖7中未示出)。
[0100]在下一步驟(圖8)中，借助于控制信號S2將新的藥物劑量曲線D2(被標(biāo)示為TCI1)傳送給輸注裝置33，其中，D2可以是具有可變的劑量率R(t)和步長Llt的階躍函數(shù)，于是輸注裝置33給患者P注射藥物劑量曲線D2。
[0101]然后，在第二測量時間t2處獲得下一測量值M2 (圖9)。測量值M2也表示在肺區(qū)室A2中實際獲得的呼出氣體中的藥物濃度，于是使用最小二乘法擬合來再次調(diào)整模型P，使得由模型P為肺區(qū)室A2預(yù)測的藥物濃度曲線至少近似預(yù)測所有實際測量的測量值Ml和測量值M2 (圖10)。如圖10所示，由于模型P及其參數(shù)的調(diào)整，在其他的區(qū)室Al、區(qū)室A3至A5 (包括腦區(qū)室A3)中所預(yù)測的藥物濃度曲線也改變。
[0102]在下一步驟(圖11)中，然后，以下述方式使用最新調(diào)整的模型P來確定另一藥物劑量曲線:處于穩(wěn)態(tài)的腦區(qū)室A3中的藥物濃度落入由閾值Lke表示的期望的藥物濃度目標(biāo)C^e附近的范圍內(nèi)。(相應(yīng)地，處于穩(wěn)態(tài)的血漿區(qū)室Al的藥物濃度達到靶濃度Ctik。)然后，最新確定的藥物劑量曲線D3借助于控制信號S3被傳送給輸注裝置33 (圖12)，并且由輸注裝置33注射給患者P，其中，D3可以是具有可變的劑量率R(t)和步長Llt的階躍函數(shù)。
[0103]可以迭代地重復(fù)圖9至圖12的步驟以獲得與靶濃度Ct■匹配的腦區(qū)室A3中的穩(wěn)態(tài)藥物濃度，其中，通過對借助于輸注裝置33而給患者P注射的藥物劑量D1、D2、D3進行迭代地調(diào)整，可以將腦區(qū)室A3中(相應(yīng)地，血漿區(qū)室Al或肺區(qū)室A2中)的藥物濃度維持在期望的靶濃度C^si (相應(yīng)地，Ctik或Ctw )直至麻醉將要結(jié)束為止。
[0104]在測量值是腦區(qū)室中的EEG指標(biāo)值并且配給的藥物是唯一影響EEG指標(biāo)值的藥物的情況下，可以執(zhí)行等效步驟。在這種情況下，由裝置5測量EEG指標(biāo)值(圖5)，并且通過轉(zhuǎn)換函數(shù)TF(Ml-7大腦濃度C\si {tl))將在時間tl處所測量的指標(biāo)值轉(zhuǎn)換成大腦中的藥物濃度自的測量值Ml。
[0105]原理上，可以將該過程設(shè)置為不需要進行任何用戶交互的閉環(huán)過程。
[0106]然而，有益地，將該系統(tǒng)設(shè)置為在某些實例下需要進行用戶交互的開環(huán)系統(tǒng)。例如，在圖4的步驟中，由用戶輸入關(guān)于患者P的人口統(tǒng)計信息如患者P的大小、性別、體重或身體質(zhì)量指數(shù)作為輸入10。在圖5的步驟中，可以將例如重新校準(zhǔn)請求作為輸入Il輸入至控制裝置2。在圖6的步驟中，可以將用于對經(jīng)調(diào)整的模型P的接受的確認(rèn)輸入為輸入12。在圖7的步驟中，可以要求對最新計算的藥物劑量進行確認(rèn)的確認(rèn)作為輸入13。在圖9的步驟中，可以要求另一次重新校準(zhǔn)請求作為輸入14。在圖10的步驟中，可以要求用于對經(jīng)調(diào)整的模型P的接受的確認(rèn)作為輸入15。在圖11的步驟中，可以要求對最新計算的藥物劑量的確認(rèn)作為輸入16。
[0107]還可以發(fā)生用戶在過程期間改變靶濃度。在這種情況下，該模型重新計算新的藥物劑量使得計算的濃度落入最新設(shè)置的靶濃度周圍的可接受的范圍內(nèi)。
[0108]還可以發(fā)生:當(dāng)過程接近于終止時用戶想要關(guān)斷用于藥物配給的栗。在這種情況下，用戶想要知道患者將何時再次醒來，這可以由關(guān)于例如患者的大腦中的藥物濃度的透視圖來預(yù)測。
[0109]應(yīng)當(dāng)注意，本文中描述的過程不一定需要與腦區(qū)室中的預(yù)定靶濃度(然而，其可以被優(yōu)選)擬合。還可以在其他區(qū)室如血漿區(qū)室或肺區(qū)室中設(shè)置靶濃度，并且可以執(zhí)行用于計算要配給的藥物劑量的算法，使得達到期望的血漿或肺區(qū)室中的靶藥物濃度。之所以可以優(yōu)選腦區(qū)室或血漿區(qū)室來設(shè)置靶濃度是因為在關(guān)于執(zhí)行麻醉過程的文獻中存在關(guān)于腦區(qū)室和血漿區(qū)室中的必要的靶濃度的許多經(jīng)驗知識。
[0110]另外，應(yīng)當(dāng)注意，可以通過測量患者的呼吸中的藥物濃度或者通過獲得EEG讀數(shù)來獲得用于監(jiān)測實際藥物濃度的測量值。對P模型進行校準(zhǔn)的這樣的過程(呼吸監(jiān)測和EEG監(jiān)測)在特定過程內(nèi)配給僅一種藥物的前提下是等效的。這是由于以下事實:如果配給多種藥物，則EEG信號受多種藥物例如異丙酚和芬太尼影響。因此，如果同時配給多種藥物，則EEG監(jiān)測不是特定的，并且不能再使用EEG指標(biāo)值對個別藥物的動力學(xué)模型進行校準(zhǔn)。
[0111]根據(jù)本發(fā)明的又一個實施方式，在第一時間間隔中，在一個或更多個測量時間處獲得表示在一個區(qū)室優(yōu)選地腦區(qū)室A3和另一個區(qū)室優(yōu)選地肺區(qū)室A2中所測量的藥物濃度的測量值?；谠摐y量值，通過使用相應(yīng)的轉(zhuǎn)換函數(shù)并且當(dāng)獲得不同區(qū)室的測量值時通過使用上面描述的模型來計算一個區(qū)室優(yōu)選地肺區(qū)室A2中的藥物的濃度。如果通過這兩種途徑計算的藥物濃度存在差別，可以修改模型和/或優(yōu)選地轉(zhuǎn)換函數(shù)，使得存在兩個結(jié)果之間的匹配或者使得兩個結(jié)果至少在限定范圍內(nèi)。
[0112]優(yōu)選地，基于在一個或更多個測量時間處獲得的表示在腦區(qū)室A3中所測量的藥物濃度的測量值(例如通過使用用于測量EEG信號的測量裝置)并且使用模型P，確定肺區(qū)室A2中的藥物的濃度。另外，基于在一個或更多個測量時間處獲得的表示在肺區(qū)室A2中所測量的藥物濃度的測量值(例如通過使用用于測量患者的呼吸中的藥物濃度的測量裝置)并且通過使用相應(yīng)的轉(zhuǎn)換函數(shù)TF，來確定肺區(qū)室中的藥物的濃度，所述轉(zhuǎn)換函數(shù)TF將表示患者的呼吸中的藥物濃度的所測量的信號轉(zhuǎn)換成表示肺區(qū)室中的實際藥物濃度的測量值。如果針對肺區(qū)室中的藥物濃度確定的這兩個值之間存在差別，則修改將通過測量患者的呼吸中的藥物濃度而獲得的測量信號與肺區(qū)室中的藥物的濃度聯(lián)系起來的轉(zhuǎn)換函數(shù)TF，使得肺區(qū)室中的兩個值匹配或者至少在限定范圍內(nèi)。該方法使得能夠使轉(zhuǎn)換函數(shù)TF適應(yīng)患者。在另外的過程中可以使用適應(yīng)患者的轉(zhuǎn)換函數(shù)，提高該方法的整體性能，特別是當(dāng)在后來的階段處僅通過測量患者的呼吸中的藥物濃度而獲得的測量信號被用來修改模型和/或確定要配給的新的藥物劑量。
[0113]當(dāng)然，該方法還適用于其他區(qū)室和其他轉(zhuǎn)換函數(shù)。
[0114]執(zhí)行本文中描述的基于模型的優(yōu)化算法的控制裝置不一定必須是獨立的裝置。它可以是監(jiān)測裝置的一部分或者它可以是栗的一部分、或栗，監(jiān)測裝置和控制裝置可以被集成為單個裝置。
[0115]附圖標(biāo)記列表
[0116]I機架
[0117]2控制裝置
[0118]20測量裝置
[0119]200線路
[0120]31、32、33 輸注裝置
[0121]310、320、330 線路
[0122]4通風(fēng)裝置
[0123]