Smith Predictor의 BIS(Bispectral Index) 유효성에 기반한 폐루프 컨트롤러 설계

현대 의학은 개인화된 마취 관리를 포함하여 개인화된 치료에 중점을 둡니다. 이는 환자의 최면 상태를 설정된 목표에 최대한 가깝게 유지하는 것을 의미합니다. 프로포폴과 레미펜타닐을 병용한 TIVA는 최근 몇 년 동안 인기가 높아졌습니다. 자동 시스템은 반복적인 작업에서 마취과 의사를 해방시킬 수 있습니다. 따라서 절차를 감독하는 것 외에 마취과 의사의 개입 없이 프로포폴 주입 속도를 조정하는 폐쇄 루프 투여가 제안되었습니다. 임상의는 BIS의 원하는 목표를 선택하고 BIS 모니터의 피드백을 사용하여 약물 전달 속도를 지속적으로 조정합니다.

폐쇄 루프 제어는 개별화된 방식으로 마취제 투여를 조정할 수 있는 기회를 제공합니다. 또한 개별 약동학 및 약력학 가변성을 극복하고 다양한 수준의 수술 자극에 더 나은 적응을 보일 것으로 예상됩니다. 프로포폴 투여의 폐쇄 루프 제어는 투여된 약물의 총 투여량이 더 적은 최면 수준에서 더 큰 안정성을 제공합니다. 따라서 마취 후 회복이 더 짧을 수 있습니다. 이것은 더 나은 품질의 마취 치료를 촉진할 수 있습니다.

PI 컨트롤러를 사용한 이전 연구에서는 일부 환자에서 목표 값 주변에서 진동하는 경향이 있음을 보여주었습니다. 이는 시스템에 존재하는 지연으로 인해 발생할 수 있습니다. 폐쇄 루프의 지연에 대처하기 위한 엔지니어링에서 가장 잘 알려진 전략 중 하나는 Smith 예측자입니다. 이 연구의 목적은 성인 환자에서 BIS(bispectral index)에 의해 안내되는 프로포폴 투여에 대해 PI와 Smith 예측 알고리즘을 더한 폐쇄 루프 제어와 수동 제어의 타당성과 효능을 평가하고 비교하는 것입니다.

예상 기간 > 30분으로 부인과, 비뇨기과 또는 복부 수술이 예정된 25명의 성인 환자로 구성된 두 그룹이 등록되어 두 그룹 중 하나에 무작위 배정됩니다. 수동 대조군(MC)에서는 마취과 의사의 재량에 따라 프로포폴 주입 속도를 조절한다. PI+Smith 그룹에서 프로포폴은 폐쇄 루프 마취 시스템에 의해 자동으로 투여됩니다. 컨트롤러는 5초마다 오류(대상 BIS - 실제 BIS)를 자동으로 계산하고 프로포폴의 속도를 적응시키는 주입 펌프를 제어합니다. 두 그룹의 목표는 마취 유지 단계에서 BIS를 40~60 사이로 유지하는 것입니다. 전신마취 시 적절한 수준의 최면을 위해 권장되는 BIS 범위입니다. Remifentanil은 BIS 신호의 안정성에 영향을 미칠 수 있는 부적절한 수준의 진통을 피하기 위한 목적으로 진통을 위해 주입됩니다.