专利名称：异丙酚闭环靶控输注自动控制装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种以脑电双频指数(BIS)值为反馈指标自动控制异丙酚 麻醉输注速度，进而调节血药浓度和麻醉作用的输注控制装置。
背景技术：
静脉麻醉时，所有的药物均是经静脉给予的，血药浓度过低或过高可能会引 起病人术中知晓或麻醉恢复延迟。静脉麻醉的深度监测、预测与控制一直是临床 麻醉医生所关注的问题。随着计算机技术的发展，按照药动学的原理给药，以单 片微机控制输液泵，即靶控输注(Target Controlled Infixsion， TCI)能以药代学 和药效学为基础，通过调节目标药物浓度控制麻醉深度。对静脉麻醉输注控制，首先是在经过了大量的静脉麻醉药理学、静脉麻醉深 度控制、常用麻醉药的药代、药效学等基础研究之后，将所得结论变成系统控制 程序写入单片机内部程序存储区中，程序通过患者参数设置和目标控制血药浓度选择，根据药动学方程计算所需注射速度，生成相应控制信号控制注射推进丝杆 的运动，推动输注执行机构固定架上安放的配有静脉麻醉药液的注射器。由于是 从大量的实践中总结、研究、提炼出来的一般规律，实践证明麻醉输注控制的效 果良好。进一步的研究发展方向，就是可具体到根据每个病人麻醉输注时对某种 麻醉药的反应，寻找并确立可靠的静脉麻醉药敏感的药效学指标及研制相应的反馈装置。目前采用的反馈指标有BIS值(脑电双频指数，防止术中知晓)、HRVI (心率变异性，防止过度应激反应)以及血压和心率等，但目前尚无确切而理想 的单一指标，用单一指标控制所有药物是不可能的。因此，寻找不同药物的相关 药效学指标并用于反馈势在必行。异丙酚是临床常用的静脉麻醉药，由于其效应室平衡速度较快，起效迅速， 长时间持续给药对输注时间相关半衰期影响小，常用于门诊非住院病人、小儿麻醉和麻醉诱导、麻醉维持等。脑电双频指数(BIS)主要反映脑电图信号中频率 间的相位偶联，通过傅里叶(Fourier)转换得来的信息值的范围为0 100，主 要反映大脑皮层的兴奋或抑制状态。临床上已证实抑制大脑本质的麻醉药异丙酚血药浓度与BIS值呈负相关， BIS值的大小与镇静意识具有高度的相关性，可较好地用于监测麻醉深度中的镇 静成分。BIS稳定、直观，且与异丙酚血药浓度相关性优于其他脑电指标。一般地，病人BIS值〉85y。意识存在，41~60%全麻状态，10~49%为深麻醉 状态，这就为通过以BIS值与静脉麻醉控制装置连接，研制成麻醉闭环反馈回路 来控制异丙酚麻醉深度创造了条件，以BIS值为反馈指标自动控制异丙酚麻醉输 注速度，进而调节血药浓度和麻醉作用，可使麻醉过程更加安全、平稳。 发明内容本实用新型的目的，就是提供一种具备智能的、以病人实时脑电双频指数 (BIS)值为反馈指标控制异丙酚给药速度，进而控制异丙酚血药浓度和镇静深 度的异丙酚闭环靶控输注自动控制装置。为实现上述目标，本异丙酚闭环靶控输注自动控制装置，包括电源、输注 执行机构和控制装置，控制装置由电源管理模块、输注执行机构的控制模块、内 置控制程序的中央控制单片机、显示装置和输入装置构成，电源受电源管理模块 控制向各装置供电，中央控制单片机分别与电源管理模块、输注执行机构的控制
模块、显示装置和输入装置有数据线电连接；其特征是所述的控制装置还包括 带脑电电极的脑电监护模块，其输出信号通过网络接口连接至中央控制单片机的 信号输入端。所述的输注执行机构为装有异丙酚的可控注射泵；或是由可控电机、传动丝 杠导轨、安放在固定架上装有异丙酚的注射器构成，可控电机的输出带动传动丝 杠推动注射器。所述的显示装置为液晶显示屏。所述的输入装置为键盘或触摸屏。在上述基础上，本实用新型可以作以下的改进所述的输注执行机构还包括输注终了位置传感器。所述的电源还包括后备电池，其通过数据线与电源管理模块连接。本实用新型的有益效果是(1) 由于BIS值与抑制大脑本质的麻醉药异丙酚浓度呈负相关，BIS值的 大小与镇静意识高度相关，且BIS稳定、直观，与异丙酚血药浓度相关性优于其 他麻醉深度监测指标，因此用BIS作为反馈指标能够准确地反映麻醉时病人的血药浓度和麻醉深度。(2) BIS值的获得为非创伤性，不会给病人带来痛苦。(3) 本实用新型包括反馈闭环回路，能够根据实时监护到的病人的BIS值 进行最合适的输注控制。(4) 本实用新型的操作简便，根据手术进展设定不同的BIS值后，可自动运行，可保证病人术中安全，避免术中知晓。本实用新型能在根据从大量的实践中总结、研究、提炼出来的一般规律通过
患者参数设置和目标来控制血药浓度之上，进一步地，以患者实时的BIS作为反 馈指标，更准确地显示反映、监测、控制麻醉时病人的血药浓度也即麻醉深度。
附图是本实用新型的原理结构图。
具体实施方式
如附图所示，本异丙酚闭环靶控输注自动控组合装置的实施例，包括输注 执行机构l、控制装置2和电源3，输注执行机构由可控电机、传动丝杠导轨、 安放在固定架上装有异丙酚的注射器和位置传感器构成，可控电机的输出带动传 动丝杠推动注射器；控制装置由电源管理模块、输注执行机构的电机驱动模块、 内置控制程序的中央控制单片机、液晶显示屏和键盘输入装置构成，电源为分别 与电源管理模块有控制线连接的AC-DC开关电源和后备电池，电源受电源管理 模块控制向各装置供电；中央控制单片机分别与电源管理模块、输注执行机构的 控制模块、位置传感器、液晶显示屏和键盘有数据线电连接，电机驱动模块的输 出控制可控电机，控制装置还包括有脑电双频指数分析仪，其包含有可安放于病 人头部的脑电电极，脑电双频指数分析仪的输出端通过网路接口连接至中央控制 单片机的输入端。安放于病人的头部的脑电电极，并将作为反馈指标的BIS值输入到脑电双频 指数分析仪中，脑电双频指数分析仪的输出端通过网路接口连接至中央控制单片 机的输入端，中央控制单片机内置程序比较病人此时的BIS值和作为反馈指标的 BIS值，通过以病人BIS为基准，设定不同的BIS值，如41~60%全麻状态，10~49% 为深麻醉状态，如手术结束设BIS值〉85M，并根据程序计算、发送控制信号至 输注执行机构的控制模块，控制模块控制电机的转速并带动传动丝杠，传动丝杠
推动与之连接的注射器对患者进行输注。如此循环形成的以病人的BIS值为反馈 指标的闭环反馈控制，能够有效、快捷的控制麻醉的输注。输注终了位置传感器在输注完毕后发出信号给控制装置的中央控制单片机 输出报警。
权利要求1、一种异丙酚闭环靶控输注自动控制装置，包括电源(3)、输注执行机构(1)和控制装置(2)，控制装置(2)由电源管理模块、输注执行机构的控制模块、内置控制程序的中央控制单片机、显示装置和输入装置构成，电源受电源管理模块控制向各装置供电，中央控制单片机分别与电源管理模块、输注执行机构的控制模块、显示装置和输入装置有数据线电连接；其特征是所述的控制装置(2)还包括带脑电电极的脑电监护模块，其输出信号通过网络接口连接至中央控制单片机的信号输入端。
2、 根据权利要求l所述的异丙酚闭环靶控输注自动控制装置，其特征是所述 的输注执行机构(1)为装有异丙酚的可控注射泵；或是由可控电机、传动丝 杠导轨、安放在固定架上装有异丙酚的注射器构成，可控电机的输出带动传 动丝杠推动注射器。
3、 根据权利要求1或2所述的异丙酚闭环靶控输注自动控制装置，其特征是 所述的输注执行机构(1)还包括输注终了位置传感器，其输出至控制装置的 中央控制单片机。
4、 根据权利要求3所述的异丙酚闭环靶控输注自动控制装置，其特征是所述 的显示装置为液晶显示屏，所述的输入装置为键盘或触摸屏，所述的电源还 包括后备电池。
专利摘要一种以脑电双频指数(BIS)值为反馈指标自动控制异丙酚麻醉输注速度，进而调节血药浓度和麻醉作用的异丙酚闭环靶控输注自动控制装置，包括电源(3)、输注执行机构(1)和控制装置(2)，控制装置(2)由电源管理模块、输注执行机构的控制模块、内置控制程序的中央控制单片机、带脑电电极的脑电监护模块、显示装置和输入装置构成，电源受电源管理模块控制向各装置供电，单片机分别与电源管理模块、输注执行机构的控制模块、显示装置和输入装置有数据线电连接；脑电监护模块的输出信号通过网络接口连接至单片机的信号输入端。本新型可通过BIS变化控制异丙酚血药浓度，进而控制麻醉深度，操作简便，根据手术进展设定不同BIS值后，异丙酚闭环靶控输注控制装置自动运行，实现了静脉麻醉程序化、序贯性给药，可保证病人术中安全，避免术中知晓。
文档编号A61M5/00GK201049111SQ20072005107
公开日2008年4月23日 申请日期2007年4月30日 优先权日2007年4月30日
发明者张兴安, 陈宇珂 申请人:陈宇珂;张兴安