Automatické dávkování rokuronia na bázi fuzzy logiky u dlouhých neurochirurgických výkonů

Automatic control of rocuronium-induced neuromuscular block during long-lasting neurosurgical interventions

Objective:
During balanced anaesthesia, the degree of neuromuscular block (NMB) must be sufficient to provide adequate surgical conditions but not as excessive as to make it difficult to reverse at the end of surgery. A continuous relaxant infusion is an appropriate technique for long-lasting operations but manual control of the infusion rate can be time-consuming.We present a device (both hardware and software) for fuzzy control of NMB during general anaesthesia.

Design:
Clinical, prospective study.

Setting:
Department of Anaesthesiology and Intensive Care Medicine, University Hospital.

Materials and methods:
After local ethics committee approval and informed consent, the Relax 2005 system was clinically used in 80 patients undergoing intracranial neurosurgical intervention to maintain a stable depth of NMB during total i. v. anaesthesia. The degree of block (TOF-ratio, T₁) was determined using a Datex-Ohmeda S/5TM monitor wirelessly interfaced to a PC for data collection; the computer was programmed to ensure a stable level (target T₁ = 10% of baseline) of block by controlling the rocuronium (ROC) infusion pump. The effectiveness of regulation was assessed by ROC consumption and root mean square deviation (RMSD) as an index of T₁ variation around the preset NMB level.

Results:
The mean duration of surgery was 171.7 (SD 81.4) minutes. During the regulation phase the system automatically maintained a stable degree of NMB with mean T₁ error -0.19 (0.26) % and RMSD 1.02 (0.72) %. The ROC consumption was 0.31 (0.23) mg.kg⁻¹.hr⁻¹. After discontinuation of the infusion adequate recovery from the block was reached within 15 minutes.

Conclusion:
Based on mean T₁ deviation from the target and RMSD values, the precision of regulation was far beyond the clinical requirements. The ROC consumption was at the lower limit recommended by the manufacturer.

Keywords:
neuromuscular block – rocuronium – fuzzy logic – automatic control

Autoři: M. Adamus ¹; R. Bělohlávek ²
Působiště autorů: Klinika anesteziologie a resuscitace, FN a LF Univerzity Palackého, Olomouc ¹; Katedra informatiky, Přírodovědecká fakulta Univerzity Palackého, Olomouc ²
Vyšlo v časopise: Anest. intenziv. Med., 18, 2007, č. 1, s. 24-29
Kategorie: Anesteziologie - Původní práce

Souhrn

Cíl studie:
Během celkové anestezie musí být hloubka nervosvalového bloku dostatečná pro zajištění odpovídajících operačních podmínek, ale ne tak hluboká, aby to znemožnilo její antagonizování na konci operace. Vhodnou technikou pro déletrvající operace je kontinuální infuze kurarimimetika, ale ruční řízení rychlosti infuzní pumpy je časově náročné. Autoři předkládají možnost využití fuzzy logiky při konstrukci zařízení (hardware, software) pro automatické dávkování rokuronia během celkové anestezie.

Typ studie:
Klinická, prospektivní studie.

Název a sídlo pracoviště:
Klinika anesteziologie a resuscitace univerzitní nemocnice.

Materiál a metoda:
Po souhlasu etické komise a informovaného souhlasu jsme vyvinutý systém (Relax 2005) použili k udržení svalové relaxace u nemocných podstupujících intrakraniální neurochirurgický výkon v totální intravenózní anestezii. Hloubku blokády (TOF-ratio, T₁) jsme stanovovali pomocí monitoru Datex-Ohmeda S/5TM, data byla bezdrátově přenášena do počítače, který na jejich základě automaticky řídil rychlost infuzní pumpy s rokuroniem k udržení cílové hodnoty nervosvalového bloku (T₁ = 10 % výchozí hodnoty). Účinnost regulace jsme hodnotili podle spotřeby rokuronia a parametru RMSD (root mean square deviation) jako indexu kolísání T₁ kolem cílové hodnoty nervosvalové blokády.

Výsledky:
Průměrná provozní doba systému Relax 2005 byla u každého nemocného 171,7 (SD 81,4) min. Během ní systém udržel stabilní úroveň nervosvalového bloku s průměrnou odchylkou od cílové hodnoty -0,19 % (0,26). Parametr RMSD byl 1,02 (0,72) %. Během regulační fáze dosáhla spotřeba rokuronia 0,31 mg . kg⁻¹.hod⁻¹(0,23). Po zastavení systému bylo možné do 15 minut dosáhnout dostatečného zotavení z účinku rokuronia.

Závěr:
Přesnost systému, hodnocená na základě průměrné odchylky T₁ od cílové hodnoty a indexu RMSD, vysoce převýšila klinické požadavky. Spotřeba rokuronia ležela na dolní hranici doporučované výrobcem.

Klíčová slova:
nervosvalová blokáda – rokuronium – fuzzy logika – automatické řízení