Корреляция динамики ЭЭГ с изменением сознания под наркозом

Цель исследования — выявить и подтвердить общие электроэнцефалографические (ЭЭГ) биомаркеры всего мозга, которые точно отслеживают переход между состояниями сознания (бодрствование, седация, бессознательное состояние) при применении пяти внутривенных анестетиков с различными механизмами действия: пропофола, ципрофола, ремимазолама, эскетамина и фоспропофола.

Дизайн:

Это одноцентровое проспективное наблюдательное когортное исследование. Последовательно подходящие пациенты будут включены в исследование и распределены по группам на основе клинического выбора анестезирующего препарата для индукции общей анестезии. Анализ данных будет проводиться исследователями, не знающими о распределении по группам на этапах извлечения признаков и разработки модели.

Примерно 250 взрослых пациентов (возраст ≥18 лет), запланированных на плановую операцию под общей анестезией в больнице Тунцзи в Ухане (Китай), будут набраны в период с апреля 2026 года по декабрь 2027 года. Участники должны иметь физический статус по ASA I или II, нормальную когнитивную функцию (оценка по MMSE ≥24) и предоставить письменное информированное согласие.

Вмешательства и процедуры:

Все процедуры соответствуют стандартной клинической практике; экспериментальные вмешательства не применяются.

1. Предоперационная оценка: будут зарегистрированы демографические данные, история болезни и оценка по MMSE.
2. Регистрация данных ЭЭГ и поведенческих данных: во время индукции анестезии 32-канальная ЭЭГ будет непрерывно записываться с использованием системы Greentek с размещением электродов по международной системе 10-20. Одновременно каждые 30 секунд будут регистрироваться значение BIS (датчик размещается инфраорбитально)[ссылка] и поведенческое состояние пациента с использованием модифицированной шкалы оценки бдительности/седации наблюдателя (MOAA/S) в качестве референсного стандарта и отсутствие зрачкового светового рефлекса. На основе этих поведенческих реакций глубина анестезии будет классифицироваться на три стадии: седация, адекватная глубина анестезии и глубокая анестезия.
3. Протокол анестезии: Индукция анестезии будет проводиться дежурным анестезиологом в соответствии со стандартной практикой учреждения. Один из пяти исследуемых препаратов будет введен внутривенно болюсно, при этом доза для индукции будет поддерживаться непрерывной инфузией в течение 5 минут.

Обработка и анализ данных

1. Курирование данных: данные будут проверены на качество, и эпохи с артефактами или отсутствующими клиническими данными будут исключены.
2. Извлечение признаков ЭЭГ: предварительно обработанные данные ЭЭГ будут проанализированы для извлечения признаков, включая, но не ограничиваясь, спектральную плотность мощности, энтропию перестановок, энтропию фазового сдвига и метрики функциональной связности.
3. Анализ данных: во время индукции бессознательного состояния с помощью пяти различных общих анестетиков будут идентифицированы ЭЭГ-биомаркеры, соответствующие переходам между тремя поведенческими состояниями — седацией, адекватной глубиной анестезии и глубокой анестезией. Производительность этих биомаркеров в отслеживании глубины анестезии будет количественно сравнена с производительностью биспектрального индекса (BIS).
4. Моделирование машинного обучения: набор данных будет разделен на обучающую (70%) и валидационную (30%) выборки. Древесная ансамблевая модель (например, случайный лес) будет обучена для классификации состояний сознания на основе признаков ЭЭГ. Производительность модели будет оцениваться с использованием AUC, точности, прецизионности и перекрестной проверки.