[go: up one dir, main page]

RU2684191C2 - Method for predicting the sedation level during anaesthetic support - Google Patents

Method for predicting the sedation level during anaesthetic support Download PDF

Info

Publication number
RU2684191C2
RU2684191C2 RU2017127808A RU2017127808A RU2684191C2 RU 2684191 C2 RU2684191 C2 RU 2684191C2 RU 2017127808 A RU2017127808 A RU 2017127808A RU 2017127808 A RU2017127808 A RU 2017127808A RU 2684191 C2 RU2684191 C2 RU 2684191C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
sedation
level
bis
high probability
heart rate
Prior art date
Application number
RU2017127808A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2017127808A (en
RU2017127808A3 (en
Inventor
Владимир Ильич Горбачев
Игорь Викторович Хмельницкий
Ирина Геннадьевна Олещенко
Алексей Евгеньевич Хмельнов
Андрей Владимирович Дац
Сергей Витальевич Прокопчук
Original Assignee
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение дополнительного профессионального образования "Российская медицинская академия непрерывного профессионального образования" Министерства здравоохранения Российской Федерации
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение дополнительного профессионального образования "Российская медицинская академия непрерывного профессионального образования" Министерства здравоохранения Российской Федерации filed Critical Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение дополнительного профессионального образования "Российская медицинская академия непрерывного профессионального образования" Министерства здравоохранения Российской Федерации
Priority to RU2017127808A priority Critical patent/RU2684191C2/en
Publication of RU2017127808A publication Critical patent/RU2017127808A/en
Publication of RU2017127808A3 publication Critical patent/RU2017127808A3/ru
Application granted granted Critical
Publication of RU2684191C2 publication Critical patent/RU2684191C2/en

Links

Images

Classifications

    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61BDIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B5/00Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons

Landscapes

  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Medical Informatics (AREA)
  • Biophysics (AREA)
  • Pathology (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Biomedical Technology (AREA)
  • Heart & Thoracic Surgery (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Molecular Biology (AREA)
  • Surgery (AREA)
  • Animal Behavior & Ethology (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Public Health (AREA)
  • Veterinary Medicine (AREA)
  • Measurement And Recording Of Electrical Phenomena And Electrical Characteristics Of The Living Body (AREA)
  • Measuring Pulse, Heart Rate, Blood Pressure Or Blood Flow (AREA)

Abstract

FIELD: medicine.SUBSTANCE: invention relates to medicine, in particular to anesthesiology – resuscitation, and can be used in predicting the level of sedation during anesthesia. To do this, determine the indicators of the electrophysiological activity of the brain of the patient by the method of omegametry with the registration of ultralow brain biopotentials. Heart rate variability and hemodynamic parameters are analyzed to form a visual demonstration. Statistically significant factors are assigned numerical values, after which the prognostic factors F, Fand Fare determined by the original calculation formulas. If value Fis more than Fand Fa high probability of the first level of sedation is predicted, if Fis more then Fand F, a high probability of the second level of sedation is predicted, and if Fis more then Fand F, a high probability of the third level of sedation is predicted.EFFECT: method provides the possibility of timely registration of the development of a painful reaction to surgical aggression during anesthesia before the onset of its clinical manifestations and thus allows for adequate sedation and analgesia.1 cl, 4 dwg, 1 ex, 2 tbl

Description

Предполагаемое изобретение относится к области медицины, а именно к анестезиологии - реаниматологии и может быть использовано при проведении анестезиологического обеспечения пациентов с различной патологией.The alleged invention relates to medicine, namely to anesthesiology - resuscitation and can be used when conducting anesthetic management of patients with various pathologies.

Известно, что существующие способы проведения мониторинга адекватности седации направлены на регистрацию изменений физических или химических параметров организма, возникших в ответ на болевое раздражение.It is known that existing methods of monitoring the adequacy of sedation are aimed at recording changes in the physical or chemical parameters of the body that occur in response to pain irritation.

Известен способ контроля уровня седации при ингаляционной анестезии, в котором уровень седации во время наркоза оценивают по динамике перикортикального насыщения кислородом тканей головного мозга, регистрируемой церебральной оксиметрией - оптической спектроскопией в диапазоне 700-1500 нм. При увеличении показателя регионарной сатурации (rSat) более 2% от исходных величин фиксируют адекватность уровня седации (Заявка 2009136063 Российская Федерация, МПК А61В 10/00. Способ контроля уровня седации при ингаляционной анестезии / Лазарев В.В., Цыпин Л.Е. и др. - заявл. 30.09.2009; опубл. 10.04.2011).A known method of controlling the level of sedation during inhalation anesthesia, in which the level of sedation during anesthesia is assessed by the dynamics of pericortical oxygen saturation of brain tissue, recorded by cerebral oximetry - optical spectroscopy in the range of 700-1500 nm. With an increase in the regional saturation index (rSat) of more than 2% of the initial values, the adequacy of the sedation level is fixed (Application 2009136063 Russian Federation, IPC А61В 10/00. Method for controlling the level of sedation during inhalation anesthesia / Lazarev VV, Tsypin L.E. and dr. - claimed on September 30, 2009; published on April 10, 2011).

К недостаткам данного способа следует отнести низкую точность и специфичность оценки адекватности уровня седации, что, по мнению авторов предлагаемого способа, связано с размером вариативности данных от 2 до 100%. Кроме этого, на точность также оказывает влияние значительное количество артефактов, обусловленных диспозицией датчиков и примесью экстрацеребральной крови.The disadvantages of this method include the low accuracy and specificity of assessing the adequacy of the level of sedation, which, according to the authors of the proposed method, is associated with a size of data variability from 2 to 100%. In addition, accuracy is also affected by a significant number of artifacts due to disposition of sensors and an admixture of extracerebral blood.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому, является способ прогнозирования неадекватной седации при нейроаксиальной анестезии, включающий регистрацию постоянного потенциала головного мозга. За 12-24 часа до операции проводят исследование сверхмедленных биопотенциалов, для этого методом омегаметрии проводят регистрацию фонового постоянного потенциала (ПП) аппаратно-компьютерным комплексом «Омега-4». Активный электрод располагают в области центральной точки срединной линии лба на 1 см выше надбровных дуг, референтный электрод - в области тенара кисти доминирующей руки. Поскольку фоновая величина ПП отражает уровень оперативного покоя и неспецифической резистентности организма к стрессорным воздействиям по предоперационным омегаграммам, оценивают величину постоянного ПП после выхода на плато.The closest in technical essence to the proposed one, is a method for predicting inadequate sedation with neuroaxial anesthesia, including recording the constant potential of the brain. 12-24 hours before the operation, the study of ultra-slow biopotentials is carried out. For this, the background constant potential (PP) is recorded by the Omega-4 hardware-computer complex using the omegametry method. The active electrode is located in the center point of the midline of the forehead 1 cm above the superciliary arches, the reference electrode - in the tenar of the hand of the dominant hand. Since the background value of PP reflects the level of operative rest and nonspecific resistance of the organism to stressful effects by preoperative omegagrams, the value of constant PP after reaching a plateau is estimated.

При значениях ПП более 19 мВ прогнозируют развитие неадекватной седации. При значениях постоянного потенциала менее 20 мВ прогнозируют достаточную седацию. Это позволяет выявить группу пациентов, склонных к развитию психоэмоционального дискомфорта в течение нейроаксиальной анестезии, и требующих предварительной индивидуальной коррекции премедикации (Пат. 2340280 Российская Федерация, МПК А61В 5/0476. Способ прогнозирования неадекватной седации при нейроаксиальной анестезии / Заболотских И.Б., Песняк Е.В. и др.; №2007108184; заявл. 05.03.2007, опубл.: 10.12.2008).With PP values of more than 19 mV, the development of inadequate sedation is predicted. With constant potential values of less than 20 mV, sufficient sedation is predicted. This allows us to identify a group of patients prone to the development of psycho-emotional discomfort during neuroaxial anesthesia, and requiring preliminary individual correction of premedication (Pat. 2340280 Russian Federation, IPC A61B 5/0476. A method for predicting inadequate sedation with neuroaxial anesthesia / Zabolotskikh IB, Pesnyak E.V. et al .; No. 2007108184; claimed 05.03.2007, publ.: 10.12.2008).

К недостаткам известного способа так же следует отнести его низкую специфичность, связанную с использованием субъективной шкалы Ramsay, а также оценкой достаточности седации - по наличию тошноты и рвоты в постнаркозном периоде.The disadvantages of this method should also include its low specificity associated with the use of the subjective Ramsay scale, as well as the assessment of the adequacy of sedation - by the presence of nausea and vomiting in the post-narcotic period.

Кроме этого, известный способ позволяет оценить только наличие или отсутствие седации и не разделяет ее уровни.In addition, the known method allows to assess only the presence or absence of sedation and does not share its levels.

Задачей заявляемого изобретения является разработка способа прогнозирования уровня седации во время анестезиологического пособия, основанного на моделировании вариабельности сердечного ритма и гемодинамических параметров пациента.The objective of the invention is the development of a method for predicting the level of sedation during anesthesia, based on modeling the variability of the heart rhythm and hemodynamic parameters of the patient.

Техническим результатом предлагаемого способа является повышение точности и специфичности прогноза уровня седации во время анестезиологического пособия, за счет проведения анализа вариабельности сердечного ритма в реальном режиме времени (on line) и за счет регистрации болевой реакции у пациента еще до ее клинических проявлений.The technical result of the proposed method is to increase the accuracy and specificity of predicting the level of sedation during anesthesia, by analyzing the heart rate variability in real time (on line) and by registering a pain response in a patient even before its clinical manifestations.

Технический результат заявляемого способа достигается тем, что для прогнозирования уровня седации во время анестезиологического пособия определяют показатели электрофизиологической активности головного мозга пациента.The technical result of the proposed method is achieved by the fact that to predict the level of sedation during anesthesia benefits determine the indicators of electrophysiological activity of the patient’s brain.

Отличительные приемы заявляемого способа заключаются в том, что методом омегаметрии регистрируют сверхмедленные биопотенциалы головного мозга и проводят анализ вариабельности сердечного ритма и гемодинамических параметров с формированием визуальной демонстрации.Distinctive techniques of the proposed method are that by the method of omegametry, ultra-slow brain potentials are recorded and an analysis of heart rate variability and hemodynamic parameters is carried out with the formation of a visual demonstration.

Отличие способа заключается и в том, что установленным статистически значимым факторам присваивают числовые значения.The difference of the method lies in the fact that numerically assigned assigned statistically significant factors.

Отличие способа так же заключается и в том, что границы седации соответствуют прогностическим коэффициентам F1, F2 и F3: первый уровень -BIS 60-100% - пациент реагирует на раздражитель; второй уровень - BIS 40-60% - достаточная седация и третий уровень - BIS менее 40% - глубокая седация. Уровни седации определяют по формулам линейного дискриминантного анализа:The difference of the method also lies in the fact that the boundaries of sedation correspond to prognostic factors F 1 , F 2 and F 3 : the first level is BIS 60-100% - the patient responds to the stimulus; the second level - BIS 40-60% - sufficient sedation and the third level - BIS less than 40% - deep sedation. Sedation levels are determined by linear discriminant analysis formulas:

F1=-3,21+2,7×х1-0,78×х2+1,52×*x3-3,41×x4+3,6×х5-1,56×x6+0,69×х7+1,04×х8+1,07×х9-0,23×х10-0,09×х11;F 1 = -3.21 + 2.7 × x 1 -0.78 × x 2 + 1.52 × * x 3 -3.41 × x 4 + 3.6 × x 5 -1.56 × x 6 + 0.69 × x 7 + 1.04 × x 8 + 1.07 × x 9 -0.23 × x 10 -0.09 × x 11 ;

F2=-0,75-0,74×x1+0,39×х2+1,51×х3+1,15×x4-1,22×х5+0,67×x6+0,11×х7-0,21×х8-0,29×х9+0,14×x10-0,02×х11;F 2 = -0.75-0.74 × x 1 + 0.39 × x 2 + 1.51 × x 3 + 1.15 × x 4 -1.22 × x 5 + 0.67 × x 6 + 0.11 × x 7 -0.21 × x 8 -0.29 × x 9 + 0.14 × x 10 -0.02 × x 11 ;

F3=-5,22-1,55×x1+1,02×х2+1,94×х3+0,91×х4-1,13×х5+0,65×х6+1,02×х7-0,75×х8-0,26×х9+0,87×х10+0,36×x11, где:F 3 = -5.22-1.55 × x 1 + 1.02 × x 2 + 1.94 × x 3 + 0.91 × x 4 -1.13 × x 5 + 0.65 × x 6 + 1.02 × x 7 -0.75 × x 8 -0.26 × x 9 + 0.87 × x 10 + 0.36 × x 11 , where:

F1 - 1-й уровень седации - BIS 60-100% - легкая седация, пациент реагирует на раздражитель;F 1 - 1st level of sedation - BIS 60-100% - mild sedation, the patient responds to an irritant;

F2 - 2-й уровень седации - BIS 40-60% - достаточная седация;F 2 - 2nd level of sedation - BIS 40-60% - sufficient sedation;

F3 - 3-й уровень седации - BIS менее 40% - глубокая седация;F 3 - 3rd level of sedation - BIS less than 40% - deep sedation;

x111.статистически значимые параметры вариабельности сердечного ритма и гемодинамики:x 1 ... 11. statistically significant parameters of heart rate variability and hemodynamics:

x1 - частота сердечных сокращений (ЧСС);x 1 - heart rate (heart rate);

x2 - АМо - амплитуда моды (доля КИ соответствующая значению моды);x 2 - AMo - mode amplitude (fraction of CI corresponding to the mode value);

x3 - АД сист. - систолическое артериальное давлениеx 3 - HELL syst. - systolic blood pressure

x4 - CV - коэффициент вариации RR-интервалов;x 4 - CV - coefficient of variation of RR-intervals;

х5 - Дельта X (ΔХ),x 5 - Delta X (ΔX),

x6 - Мо - мода (наиболее часто встречающийся RR-интервал);x 6 - Mo - mode (the most common RR interval);

x7 - АД диаст. - диастолическое артериальное давлениеx 7 - HELL diast. - diastolic blood pressure

x8 - СКОС As - асимметрия;x 8 - SKOS As - asymmetry;

x9 - Мин - минимальный кардио интервал (КИ) в выборке;x 9 - Min - the minimum cardio interval (CI) in the sample;

х10 - Эксцесс,x 10 - excess,

x11 - ИН - индекс напряжения регуляторных систем.x 11 - IN - voltage index of regulatory systems.

Авторами предлагаемого способа установлено, что если абсолютная величина F1 больше абсолютной величины F2 и F3 то прогнозируют высокую вероятность состояния пациента, которое соответствует легкой седации или уверенной реакции на раздражитель - первый уровень седации.The authors of the proposed method found that if the absolute value of F 1 is greater than the absolute value of F 2 and F 3 then they predict a high probability of the patient's condition, which corresponds to mild sedation or a confident reaction to an irritant - the first level of sedation.

При абсолютной величине F2 больше абсолютных величин F1 и F3 прогнозируют высокую вероятность состояния пациента, соответствующего достаточной седации или стабильному отсутствию чувствительности на раздражитель - второй уровень седации.When the absolute value of F 2 more than the absolute values of F 1 and F 3 predict a high probability of the patient's condition, corresponding to sufficient sedation or a stable lack of sensitivity to the stimulus - the second level of sedation.

Если абсолютная величина F3 больше абсолютных величин F1 и F2 прогнозируют высокую вероятность состояния пациента, которое соответствует глубокой седации, граничащей с тяжелым угнетением коры головного мозга - третий уровень седации.If the absolute value of F 3 is greater than the absolute values of F 1 and F 2 predict a high probability of the patient's condition, which corresponds to deep sedation, bordering on severe inhibition of the cerebral cortex - the third level of sedation.

Проведенный сопоставительный анализ с прототипом показал, что предлагаемый способ отличается от известного вышеперечисленными приемами и, следовательно, соответствует критерию изобретения «новизна».A comparative analysis with the prototype showed that the proposed method differs from the known above methods and, therefore, meets the criteria of the invention of "novelty."

Из проведенного анализа патентной и специальной литературы авторами установлено, что предлагаемый способ имеет признаки, отличающие его не только от прототипа, но и других технических решений в данной и смежных областях медицины. В доступной литературе авторами не выявлено способа прогнозирования уровня седации во время анестезиологического пособия по вышеприведенным факторам.From the analysis of patent and specialized literature, the authors found that the proposed method has features that distinguish it not only from the prototype, but also other technical solutions in this and related fields of medicine. In the available literature, the authors have not identified a method for predicting the level of sedation during anesthetic management of the above factors.

В заявляемом способе авторы используют модель прогнозирования уровня седации во время анестезиологического пособия, основанную на вариабельности сердечного ритма (ВСР) и «золотом стандарте» адекватности седации - биспектральном индексе (BIS), полученного из электроэнцефалограммы, с последующим графическим построением в реальном режиме времени. При этом в модель вошли как параметры ВСР, так и гемодинамические параметры. Установленные статистически значимые параметры, которые были рассчитаны при анализе ритмограммы в программе ORTO Science и MATLAB 6.1, представлены в нижеприведенной таблице 1.In the inventive method, the authors use a model for predicting the level of sedation during anesthesia, based on heart rate variability (HRV) and the "gold standard" of sedation adequacy - the bispectral index (BIS) obtained from the electroencephalogram, followed by a graphical plot in real time. At the same time, the model included both HRV parameters and hemodynamic parameters. The statistically significant parameters established, which were calculated by analyzing the rhythmogram in the ORTO Science and MATLAB 6.1 software, are presented in Table 1 below.

Figure 00000001
Figure 00000001

где x1 - частота сердечных сокращений (ЧСС);where x 1 - heart rate (heart rate);

х2 - АМо - амплитуда моды (доля КИ соответствующая значению моды);x 2 - AMo - mode amplitude (fraction of CI corresponding to the mode value);

х3 - АД сист.- систолическое артериальное давление;x 3 - blood pressure syst.- systolic blood pressure;

х4 - CV - коэффициент вариации RR-интервалов;x 4 - CV - coefficient of variation of RR-intervals;

х5 - Дельта X (АХ);x 5 - Delta X (AX);

х6 - Мо - мода (наиболее часто встречающийся RR-интервал);x 6 - Mo - mode (the most common RR interval);

х7 - АД диаст.- диастолическое артериальное давление;x 7 - HELL diast. - diastolic blood pressure;

х8 - СКОС As - асимметрия;x 8 - SKOS As - asymmetry;

х9 - Мин - минимальный КИ в выборке;x 9 - Min - the minimum KI in the sample;

х10 – Эксцесс;x 10 - excess;

х11 - ИН - индекс напряжения регуляторных систем (ИН=АМо/2ΔХ×Мо).x 11 - IN - voltage index of regulatory systems (IN = AMo / 2ΔX × Mo).

Для наглядного подтверждения результатов, проводится демонстрация изменения уровня седации в системе координат с использованием канонической линейной дискриминантной функции (КЛДФ), где коэффициенты КX и KY соответствуют осям абсцисс и ординат (Фиг. 1-4, приложения к описанию):To visually confirm the results, a demonstration of the change in the sedation level in the coordinate system is carried out using the canonical linear discriminant function (KLDF), where the coefficients K X and K Y correspond to the abscissa and ordinates (Fig. 1-4, appendices to the description):

КX=0,21-1,26×x1+0,43×х2-0,71×х3+1,65×x4-1,75×х5+0,81×х6-0,2×х7-0,46×х8-0,5×х9+0,14×х10+0,05×x11 K X = 0.21-1.26 × x 1 + 0.43 × x 2 -0.71 × x 3 + 1.65 × x 4 -1.75 × x 5 + 0.81 × x 6 -0 , 2 × x 7 -0.46 × x 8 -0.5 × x 9 + 0.14 × x 10 + 0.05 × x 11

КY=-0,04+0,6×x1-0,4×х2+1,25×х3-0,07×x4+0,16×х5-0,09×х6-0,47×х7+0,35×х8+0,04×х9-0,42×х10-0,19×х11 K Y = -0.04 + 0.6 × x 1 -0.4 × x 2 + 1.25 × x 3 -0.07 × x 4 + 0.16 × x 5 -0.09 × x 6 - 0.47 × x 7 + 0.35 × x 8 + 0.04 × x 9 -0.42 × x 10 -0.19 × x 11

Клинические наблюдения авторов предлагаемого способа свидетельствуют о том, что использование предлагаемого технического решения позволяет осуществить прогноз уровня седации во время анестезиологического пособия. При этом точность прогноза первого уровня составляет 85,7%, для второго уровня - 93,3%) и для третьего уровня - 46,3%.Clinical observations of the authors of the proposed method indicate that the use of the proposed technical solution allows us to predict the level of sedation during anesthetic management. At the same time, the forecast accuracy of the first level is 85.7%, for the second level - 93.3%) and for the third level - 46.3%.

Общий процент достоверности матрицы классификации составил 90,1%). Низкий результат достоверности для глубокой седации - третий уровень, легко объясняется малым числом наблюдений, связанных с нецелесообразностью достижения такой глубины анестезии при эндоскопических вмешательствах.The total percentage of reliability of the classification matrix was 90.1%). The low reliability result for deep sedation is the third level, easily explained by the small number of observations associated with the inappropriateness of achieving such a depth of anesthesia with endoscopic interventions.

Это позволяет сделать вывод о соответствии технического решения критерию «изобретательский уровень».This allows us to conclude that the technical solution meets the criterion of "inventive step".

Способ прогнозирования уровня седации во время анестезиологического пособия, составляющий заявляемое изобретение, предназначен для использования в здравоохранении. Осуществление его возможностей подтверждено описанными в заявке приемами и средствами. Из изложенного материала следует, что заявляемое изобретение соответствует условию патентоспособности «промышленная применимость».A method for predicting the level of sedation during anesthetic benefits that make up the claimed invention is intended for use in healthcare. The implementation of its capabilities is confirmed by the methods and means described in the application. From the above material it follows that the claimed invention meets the condition of patentability "industrial applicability".

Предлагаемый способ осуществляют следующим образом.The proposed method is as follows.

Ввод значений сердечного ритма в персональный компьютер выполняют с использованием оборудования HeartSense (производства «НПП Живые системы» соответствует ГОСТу 11.040 РМЭК 601-1-1-96 (беспроводное оборудование для записи сердечного ритма), которое состоит из кардиоэлектродов и приемника радиосигналов. От приемника радиосигналов информация, в виде расстояния между двумя сокращениями желудочков (R-R интервал) в миллисекундах на каждое сокращение сердца, в цифровой форме подается через com (usb) - port персонального компьютера, расшифровывается в специализированном программном обеспечении и записывается.The heart rate values are entered into a personal computer using HeartSense equipment (produced by NPP Living Systems) complying with GOST 11.040 РМЭК 601-1-1-96 (wireless equipment for recording heart rhythm), which consists of cardioelectrodes and a radio signal receiver. information, in the form of the distance between two contractions of the ventricles (RR interval) in milliseconds for each contraction of the heart, is digitally transmitted via com (usb) - port of a personal computer, decoded software and is recorded.

Приемами перемещения данных посредством макросов, вычисляется результирующие параметры - линейная дискриминантная функция (ЛДФ) для уровня 1 - это легкая седация, пациент реагирует на раздражитель - BIS 60-100%, для уровня 2 - достаточная седация - BIS 40-60% и 3 - глубокая седация - BIS менее 40%. Из полученных значений ЛДФ выбирают максимальный, который и является соответствующим уровнем седации.By moving data through macros, the resulting parameters are calculated - the linear discriminant function (LDF) for level 1 is mild sedation, the patient responds to an irritant - BIS 60-100%, for level 2 - sufficient sedation - BIS 40-60% and 3 - deep sedation - BIS less than 40%. From the obtained LDF values, choose the maximum, which is the corresponding level of sedation.

Также в параллельном режиме проходит вычисление канонической линейной дискриминантной функции (КЛДФ) и построение точечного графика. После предварительного расчета координат «центроидов» (среднее значение канонических оценок для каждого уровня седации), вычисляют величины координат точек X и Y с каждым R-R интервалом. В результате по положению найденной точки на осях в плоскости координат X и Y оценивают удаленность от «центроидов» значений КЛДФ пациента с легкой седацией - реакцией на раздражитель - BIS 60-100%, достаточной седацией - BIS 40-60% и глубокой седацией - BIS менее 40%. Глубина седации устанавливается по «центроиду», от которого получено наименьшее удаление. Каждое новое значение, получаемое в результате беспрерывной кардиоинтервалометрии и записи гемодинамики, позволяет увидеть картину смоделированных изменений BIS по ВСР.Also in parallel mode, the calculation of the canonical linear discriminant function (CLDF) and the construction of a point graph are performed. After a preliminary calculation of the coordinates of the "centroids" (the average value of the canonical estimates for each sedation level), the coordinates of the points X and Y with each R-R interval are calculated. As a result, by the position of the found point on the axes in the X and Y coordinates, the distance from the “centroids” of the CLDF values of a patient with mild sedation — response to stimulus — BIS 60–100%, sufficient sedation — BIS 40–60%, and deep sedation — BIS is estimated less than 40%. Depth of sedation is established by the "centroid", from which the smallest removal is obtained. Each new value obtained as a result of continuous cardiointervalometry and recording of hemodynamics allows you to see a picture of simulated changes in BIS by HRV.

Такое отображение данных позволяет наблюдать на 2-х графиках: линейном (ЛДФ) и точечном (КЛДФ) изменение реакции пациента: легкая седация - BIS 60-100%, достаточная седация - BIS 40-60% и глубокая седация - BIS менее 40%, что предваряет клинические проявления болевой реакции в зависимости от уровня седации.This data display allows you to observe in 2 charts: linear (LDF) and point (KLDF) the patient’s response: mild sedation - BIS 60-100%, sufficient sedation - BIS 40-60% and deep sedation - BIS less than 40%, which precedes the clinical manifestations of the pain reaction, depending on the level of sedation.

Предлагаемая динамическая оценка стресс напряжения регуляторных систем организма, а именно: смещение линий (ЛДФ) на 1, 2 или 3 уровень седации или появление новых точек (КЛДФ) по отношению к «центроидам», позволяет своевременно заметить развитие болевой реакции на хирургическую агрессию во время наркоза еще до появления ее клинических проявлений и, следовательно, своевременно провести адекватную седацию и анальгезию.The proposed dynamic assessment of stress stress in the regulatory systems of the body, namely: the shift of lines (LDF) to the 1st, 2nd or 3rd level of sedation or the emergence of new points (KLDF) in relation to the "centroids", allows you to timely notice the development of pain response to surgical aggression during anesthesia even before the appearance of its clinical manifestations and, therefore, timely conduct adequate sedation and analgesia.

Предложенный способ прогнозирования уровня седации во время анестезиологического пособия поясняется примерами конкретного выполнения.The proposed method for predicting the level of sedation during anesthetic management is illustrated by examples of specific performance.

Клинический пример 1. Больной А., поступил с диагнозом: Дивертикулярная болезнь толстой кишки. Во время подготовительного периода были определены значения параметров гемодинамики и их стандартизованные значения, которые представлены в таблице 2.Clinical example 1. Patient A., was admitted with a diagnosis of Diverticular disease of the colon. During the preparatory period, the values of hemodynamic parameters and their standardized values, which are presented in table 2, were determined.

Figure 00000002
Figure 00000002

Figure 00000003
Figure 00000003

Для определения состояния анестезии использовали установленные формулы дискриминантного анализа:To determine the state of anesthesia, the established discriminant analysis formulas were used:

F1=-3,21+(2,7*l,66)-(0,78*0,96)+(l,52*4,22)-(3,41*-0,15)+(3,6*-0,45)-(l,56*-1,66)+(0,69*-0,48)+(1,04*0,73)+(1,07*-0,16)+(0,23*-0,85)-(0,09*-0,23)=8,5F 1 = -3.21 + (2.7 * l, 66) - (0.78 * 0.96) + (l, 52 * 4.22) - (3.41 * -0.15) + ( 3.6 * -0.45) - (l, 56 * -1.66) + (0.69 * -0.48) + (1.04 * 0.73) + (1.07 * -0, 16) + (0.23 * -0.85) - (0.09 * -0.23) = 8.5

F2=-0,75-(0,74*1,66)+(0,39*0,96)+(1,51*4,22)+(1,15*-0,15)-(1,22*-0,45)+(0,67*-1,66)+(0,11*-0,48)-(0,21*0,73)-(0,29*-0,16)+(0,14*-0,85)-(0,02*-0,23)=3,8F 2 = -0.75- (0.74 * 1.66) + (0.39 * 0.96) + (1.51 * 4.22) + (1.15 * -0.15) - ( 1.22 * -0.45) + (0.67 * -1.66) + (0.11 * -0.48) - (0.21 * 0.73) - (0.29 * -0, 16) + (0.14 * -0.85) - (0.02 * -0.23) = 3.8

F3=-5,22-(1,55*1,66)+(1,02*0,96)+(1,94*4,22)+(0,91*-0,15)-(1,13*-0,45)+(0,65*-1,66)+(1,02*-0,48)-(0,75*0,73)-(0,26*-0,16)+(0,87*-0,85)+(0,36*-0,23)=-1,2F 3 = -5.22- (1.55 * 1.66) + (1.02 * 0.96) + (1.94 * 4.22) + (0.91 * -0.15) - ( 1.13 * -0.45) + (0.65 * -1.66) + (1.02 * -0.48) - (0.75 * 0.73) - (0.26 * -0, 16) + (0.87 * -0.85) + (0.36 * -0.23) = - 1.2

Абсолютная величина F1 больше абсолютных величин F2 и F3, следовательно, прогнозируют высокую вероятность состояния пациента, которое соответствует легкой седации - уверенной реакции на раздражитель.The absolute value of F 1 is greater than the absolute values of F 2 and F 3 , therefore, they predict a high probability of the patient's condition, which corresponds to mild sedation - a confident reaction to the stimulus.

Демонстрация изменений уровня седации в системе координат происходит при использовании КЛДФ:Demonstration of changes in the sedation level in the coordinate system occurs when using KLDF:

КХ=0,21-(1,26*1,66)+(0,43*0,96)-(0,71*4,22)+(1,65*-0,15)-(1,75*-0,45)+(0,81*-1,66)-(0,2*-0,48)-(0,46*0,73)-(0,5*-0,16)+(0,14*-0,85)+(0,05*-0,23)=-5,56K X = 0.21- (1.26 * 1.66) + (0.43 * 0.96) - (0.71 * 4.22) + (1.65 * -0.15) - (1 , 75 * -0.45) + (0.81 * -1.66) - (0.2 * -0.48) - (0.46 * 0.73) - (0.5 * -0.16 ) + (0.14 * -0.85) + (0.05 * -0.23) = - 5.56

КY=-0,04+(0,6*1,66)-(0,4*0,96)+(1,25*4,22)-(0,07*-0,15)+(0,16*-0,45)-(0,09*-1,66)-(0,47*-0,48)+(0,35*0,73)+(0,04*-0,16)-(0,42*-0,85)-(0,19*-0,23)=6,8K Y = -0.04 + (0.6 * 1.66) - (0.4 * 0.96) + (1.25 * 4.22) - (0.07 * -0.15) + ( 0.16 * -0.45) - (0.09 * -1.66) - (0.47 * -0.48) + (0.35 * 0.73) + (0.04 * -0, 16) - (0.42 * -0.85) - (0.19 * -0.23) = 6.8

На фиг. 1 приложения к описанию отображено состояние седации больного в системе координат при использовании КЛДФ, относительно центроидов, определяющих уровни седации по BIS. Выявлено максимальное сближение с центроидом, соответствующим реакции на раздражитель, что «говорит» о BIS 60-100%.In FIG. 1 of the appendix to the description, the patient’s sedation status is displayed in the coordinate system when using KLDF, relative to centroids that determine sedation levels according to BIS. The maximum approximation to the centroid corresponding to the reaction to the stimulus was revealed, which "says" about BIS 60-100%.

Максимальное сближение с центроидом, соответствующим достаточной седации, свидетельствует о BIS 40-60% - втором уровне седации (фиг. 2 приложение к описанию).The closest approach to the centroid, corresponding to sufficient sedation, indicates a BIS of 40-60% - the second level of sedation (Fig. 2 appendix to the description).

При дальнейшем наборе КИ, происходит обсчет всех исследуемых параметров и построение КЛДФ (фиг. 3 приложения к описанию).With a further set of KI, there is a calculation of all the studied parameters and the construction of KLDF (Fig. 3 of the appendix to the description).

Полученные данные позволяют сделать заключение о совпадении уровня седации по BIS с реакцией на раздражитель (BIS 60-100%) как в преднаркозном периоде по ЛДФ и КДЛФ, так и с дальнейшим переходом, после введения препаратов для наркоза, на уровень достаточной анестезии - BIS 40-60%, а далее отмечен возврат к состоянию реакции на раздражитель -BIS 60-100%.The data obtained allow us to conclude that the level of sedation according to BIS coincides with the response to the stimulus (BIS 60-100%) both in the pre-anesthetic period according to LDF and KDLF, and with a further transition, after administration of drugs for anesthesia, to the level of sufficient anesthesia - BIS 40 -60%, and then a return to the state of reaction to the stimulus -BIS 60-100% is noted.

На основании расчетных формул и дополнительного программного обеспечения поинтервальное визуальное изображение BIS представлено на фиг.4 (приложения к описанию), которая демонстрирует уровень анестезии больного в системе координат при использовании ЛДФ, в динамике с BIS мониторингом.Based on the calculation formulas and additional software, an interval visual BIS image is presented in Fig. 4 (appendices to the description), which shows the level of anesthesia of the patient in the coordinate system using LDF, in dynamics with BIS monitoring.

Клиническое исследование заявляемого способа проведено на базе Иркутского клинико-консультативного Диагностического центра с 2008 года. Всего обследовано 114 человек, из которых 50 женщин и 64 - мужчин. Дополнительная группа, не участвовавшая в создании модели, состояла из 52 больных (мужчин - 31 чел., женщин - 21 чел.), проходивших обследование по поводу патологии ЖКТ под внутривенным наркозом. Правильное распознавание составило 81%. Проведенный анализ позволил выявить высокую сопряженность большинства показателей ВСР и АД с уровнями легкой седации и достаточной седации при проведении краткосрочного наркоза при эндоскопических вмешательствах.A clinical study of the proposed method was conducted on the basis of the Irkutsk Clinical and Consultative Diagnostic Center since 2008. A total of 114 people were examined, of which 50 were women and 64 were men. An additional group that did not participate in the creation of the model consisted of 52 patients (men - 31 people, women - 21 people) who were examined for gastrointestinal tract pathology under intravenous anesthesia. Correct recognition was 81%. The analysis revealed a high correlation of most indicators of HRV and blood pressure with levels of mild sedation and sufficient sedation during short-term anesthesia with endoscopic interventions.

Предлагаемый способ может быть использован в клинической практике.The proposed method can be used in clinical practice.

Claims (20)

Способ прогнозирования уровня седации во время анестезиологического пособия, включающий определение показателей электрофизиологической активности головного мозга пациента, отличающийся тем, что методом омегаметрии регистрируют сверхмедленные биопотенциалы головного мозга, проводят анализ вариабельности сердечного ритма и гемодинамических параметров с формированием визуальной демонстрации, установленным статистически значимым факторам присваивают числовые значения, после чего прогностические коэффициенты F1, F2 и F3 определяют по формулам:A method for predicting the level of sedation during anesthetic management, including determining the electrophysiological activity of the patient’s brain, characterized in that the ultra-slow biopotentials of the brain are recorded by omegametry, an analysis of heart rate variability and hemodynamic parameters with the formation of a visual demonstration, statistically significant factors are assigned numerical values then prognostic factors F 1 , F 2 and F 3 determine according to the formulas: F1=-3,21+2,7×x1-0,78×х2+1,52×х3-3,41×х4+3,6×х5-1,56×х6+0,69×х7+1,04×х8+1,07×х9-0,23×х10-0,09×х11;F 1 = -3.21 + 2.7 × x 1 -0.78 × x 2 + 1.52 × x 3 -3.41 × x 4 + 3.6 × x 5 -1.56 × x 6 + 0.69 × x 7 + 1.04 × x 8 + 1.07 × x 9 -0.23 × x 10 -0.09 × x 11 ; F2=-0,75-0,74×x1+0,39×х2+1,51×х3+1,15×х4-1,22×х5+0,67×х6+0,11×х7-0,21×х8-0,29×х9+0,14×х10-0,02×х11;F 2 = -0.75-0.74 × x 1 + 0.39 × x 2 + 1.51 × x 3 + 1.15 × x 4 -1.22 × x 5 + 0.67 × x 6 + 0.11 × x 7 -0.21 × x 8 -0.29 × x 9 + 0.14 × x 10 -0.02 × x 11 ; F3=-5,22-1,55×xl+1,02×х2+1,94×х3+0,91×x4-1,13×х5+0,65×х6+1,02×х7-0,75×х8-0,26×х9+0,87×х10+0,36×x11,F 3 = -5.22-1.55 × x l + 1.02 × x 2 + 1.94 × x 3 + 0.91 × x 4 -1.13 × x 5 + 0.65 × x 6 + 1.02 × x 7 -0.75 × x 8 -0.26 × x 9 + 0.87 × x 10 + 0.36 × x 11 , где F1 - 1-й уровень седации - BIS 60-100% - легкая седация, пациент реагирует на раздражитель;where F 1 - 1st level of sedation - BIS 60-100% - mild sedation, the patient responds to an irritant; F2 - 2-й уровень седации - BIS 40-60% - достаточная седация;F 2 - 2nd level of sedation - BIS 40-60% - sufficient sedation; F3 - 3-й уровень седации - BIS менее 40% - глубокая седация;F 3 - 3rd level of sedation - BIS less than 40% - deep sedation; x1…11 - статистически значимые параметры вариабельности сердечного ритма и гемодинамики:x 1 ... 11 - statistically significant parameters of heart rate variability and hemodynamics: x1 - частота сердечных сокращений (ЧСС);x 1 - heart rate (heart rate); х2 - АМо - амплитуда моды (доля КИ, соответствующая значению моды);x 2 - AMo - the amplitude of the mode (fraction of CI, corresponding to the value of the mode); х3 - АД сист. - систолическое артериальное давление;x 3 - HELL syst. - systolic blood pressure; х4 - CV - коэффициент вариации RR-интервалов;x 4 - CV - coefficient of variation of RR-intervals; х5 - Дельта X (ΔХ);x 5 - Delta X (ΔX); х6 - Мо - мода (наиболее часто встречающийся RR-интервал);x 6 - Mo - mode (the most common RR interval); х7 - АД диаст. - диастолическое артериальное давление;x 7 - HELL diast. - diastolic blood pressure; х8 - СКОС As - асимметрия;x 8 - SKOS As - asymmetry; х9 - Мин - минимальный кардиоинтервал (КИ) в выборке;x 9 - Min - the minimum cardio interval (CI) in the sample; х10 - Эксцесс;x 10 - excess; х11 - ИН - индекс напряжения регуляторных систем,x 11 - IN - voltage index of regulatory systems, и при величине F1 больше величин F2 и F3 прогнозируют высокую вероятность первого уровня седации, при F2 больше F1 и F3 - высокую вероятность второго уровня седации, а при F3 больше F1 и F2 - высокую вероятность третьего уровня седации.and with F 1 greater than F 2 and F 3, a high probability of the first sedation level is predicted, with F 2 greater than F 1 and F 3 , a high probability of the second sedation level, and with F 3 greater than F 1 and F 2 , a high probability of the third sedation.
RU2017127808A 2017-08-03 2017-08-03 Method for predicting the sedation level during anaesthetic support RU2684191C2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2017127808A RU2684191C2 (en) 2017-08-03 2017-08-03 Method for predicting the sedation level during anaesthetic support

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2017127808A RU2684191C2 (en) 2017-08-03 2017-08-03 Method for predicting the sedation level during anaesthetic support

Publications (3)

Publication Number Publication Date
RU2017127808A RU2017127808A (en) 2019-02-05
RU2017127808A3 RU2017127808A3 (en) 2019-02-05
RU2684191C2 true RU2684191C2 (en) 2019-04-04

Family

ID=65270722

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2017127808A RU2684191C2 (en) 2017-08-03 2017-08-03 Method for predicting the sedation level during anaesthetic support

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2684191C2 (en)

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU1731160A1 (en) * 1989-01-06 1992-05-07 Кубанский государственный медицинский институт им.Красной Армии Method for determining the preanesthetic medication adequacy
US6830047B2 (en) * 2000-03-17 2004-12-14 B. Braun Melsungen Ag Anaesthetic controller
RU2340280C1 (en) * 2007-03-05 2008-12-10 Игорь Борисович Заболотских Method of predicting inadequate sedation at neuroaxial anesthesia

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU1731160A1 (en) * 1989-01-06 1992-05-07 Кубанский государственный медицинский институт им.Красной Армии Method for determining the preanesthetic medication adequacy
US6830047B2 (en) * 2000-03-17 2004-12-14 B. Braun Melsungen Ag Anaesthetic controller
RU2340280C1 (en) * 2007-03-05 2008-12-10 Игорь Борисович Заболотских Method of predicting inadequate sedation at neuroaxial anesthesia

Non-Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
BHATTARAI В. et al., Central neural blocks: a quality assessment of anaesthesia in gynaecological surgeries, Nepal Med Coll J., 2005, N7(2), p.93-96. *
ЛОЗЕНКО С.П. Мониторинг уровня седации как способ оптимизации анестезиологического обеспечения травматологических операций. Авто дисс.к.м.н. Москва 2012, с.9-12. *
ЛОЗЕНКО С.П. Мониторинг уровня седации как способ оптимизации анестезиологического обеспечения травматологических операций. Автореферат дисс.к.м.н. Москва 2012, с.9-12. ПЕСНЯК Е.В. Оптимизация прогнозирования и мониторинга седации при эпидуральной анестезии. Автореферат дисс.к.м.н. Ростов-на-Дону 2007, с.17-19. BHATTARAI В. et al., Central neural blocks: a quality assessment of anaesthesia in gynaecological surgeries, Nepal Med Coll J., 2005, N7(2), p.93-96. *
ПЕСНЯК Е.В. Оптимизация прогнозирования и мониторинга седации при эпидуральной анестезии. Авто дисс.к.м.н. Ростов-на-Дону 2007, с.17-19. *

Also Published As

Publication number Publication date
RU2017127808A (en) 2019-02-05
RU2017127808A3 (en) 2019-02-05

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Fàbregas et al. Can bispectral index monitoring predict recovery of consciousness in patients with severe brain injury?
CA2418003C (en) Method and apparatus for multiple patient parameter variability analysis and display
Bonhomme et al. Comparison of the Surgical Pleth Index™ with haemodynamic variables to assess nociception–anti-nociception balance during general anaesthesia
JP4399712B2 (en) Evaluation system and method for arousal level, pain sensitivity and stress level during anesthesia and sedation
JP5108870B2 (en) A system to evaluate the validity of analgesia using bioelectric potential variability
US9474452B2 (en) Method and system for quantifying anaesthesia or a state of vigilance
US11972843B2 (en) Systems and methods for predicting adverse events and assessing level of sedation during medical procedures
Coleman et al. The use of the bispectral index in the detection of pain in mechanically ventilated adults in the intensive care unit: a review of the literature
WO2021037260A1 (en) Real-time pain detection and pain management system
RU2442531C2 (en) Means of remote humain state monitoring
US20180055373A1 (en) Monitoring device to identify candidates for autonomic neuromodulation therapy
Larsen et al. Non-electroencephalogram-based seizure detection devices: state of the art and future perspectives
US20200359909A1 (en) Monitoring device including vital signals to identify an infection and/or candidates for autonomic neuromodulation therapy
WO2014091291A1 (en) A device and method for determining the probability of response to pain and nociception of a subject t
Enewoldsen Analysis of the quality of electrodermal activity and heart rate data recorded in daily life over a period of one week with an E4 wristband
JP2008067892A (en) Biological analysis apparatus and program
Naraei et al. Toward learning intracranial hypertension through physiological features: A statistical and machine learning approach
Kirby et al. Time and frequency domain analysis of physiological features during autonomic dysreflexia after spinal cord injury
RU2684191C2 (en) Method for predicting the sedation level during anaesthetic support
Fratino et al. Evaluation of nociception in unconscious critically ill patients using a multimodal approach
CN112351729A (en) Method for measuring the sedation state of a patient
Wilson et al. Improving the prediction of outcome in severe acute closed head injury by using discriminant function analysis of normal auditory brainstem response latencies and amplitudes
Momynaliev et al. Portable health monitoring devices
Martinelli et al. Nociception Monitoring
Aslanidis Perioperative Monitoring of Autonomic Nervous Activity

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20190804