DE102004050717B3

DE102004050717B3 - Anästhesievorrichtung

Info

Publication number: DE102004050717B3
Application number: DE102004050717A
Authority: DE
Inventors: Thomas Dr. Bouillon; Peter M. Dr. Schuhmacher
Original assignee: Draeger Medical GmbH
Current assignee: Draegerwerk AG and Co KGaA
Priority date: 2004-10-19
Filing date: 2004-10-19
Publication date: 2005-09-29
Anticipated expiration: 2024-10-20
Also published as: US7556036B2; DE102004050717B8; US20090205654A1; FR2876590A1; US20060081244A1; FR2876590B1; US8662077B2

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Anästhesievorrichtung mit Einrichtungen (4, 5) zur mengenmäßig einstellbar gesteuerten Zufuhr von wenigstens einem ersten und einem zweiten Anästhesiemittel. Eine Datenverarbeitungseinheit (6) mit einer zugehörigen Anzeigeeinrichtung (8) ist dazu vorbereitet, mit einem Modul (10) für eine pharmakokinetische Kompartimentmodellrechnung aus fortlaufend zugeführten Daten der Mengen der applizierten Anästhesiemittel deren jeweils aktuelle Konzentrationen im Plasma oder am Wirkort zu ermitteln und zu speichern; auch für wenigstens einen zukünftigen Zeitpunkt werden prognostizierte Konzentrationsdaten berechnet. Ein Wirkungsmodul (20) hält wenigstens für einen Anästhesiewirkungsparameter dessen Verlauf in Abhängigkeit von den Konzentrationen der Anästhesiemittel gespeichert bereit. Ein Anzeigemodul (30) bringt auf der Anzeigeeinrichtung (8) wenigstens eine Wirkungsgraphik zur Anzeige, in der die Konzentration des ersten bzw. zweiten Anästhesiemittels sowie die Folge der Konzentrationsdaten des bisherigen Anästhesieverlaufs angezeigt und mit einem gesonderten Symbol die prognostizierten Konzentrationsdaten angezeigt werden. Mit den prognostizierten Konzentrationen kann bei Vergleich mit Konzentrationssollwerten auch automatisch steuernd auf die Zufuhr der Anästhesiemittel eingewirkt werden.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Anästhesievorrichtung, mit der wenigstens zwei verschiedene Anästhesiemittel mengenmäßig einstellbar einem Patienten zugeführt werden können.
In der modernen Anästhesietechnik ist es üblich, mehrere verschiedene Anästhesiemittel kombiniert einzusetzen. Dabei ist es Aufgabe des Anästhesisten, die Dosierungen der einzelnen Anästhesiemittel einzustellen und so den Verlauf der Anästhesie zu steuern. In der Regel entspricht die Wirkung der kombinierten Anästhesiemittel nicht der Summe der Einzelwirkungen, sondern es kommt zu Wechselwirkungen oder Interaktionen. Dies macht die Einstellung der Dosierungen der einzelnen Anästhesiemittel zu einer komplexen Aufgabe.

Ausgehend von den Konzentrationen der Wirkstoffe am Wirkort kann heute über gängige Interaktionsmodelle eine Wirkung geschätzt werden. Die dem Modell zugrundeliegenden Daten werden üblicherweise in Patienten- und Freiwilligenstudien experimentell erhoben und mittels statistischer Verfahren zur Modellbildung analysiert (vergleiche z.B. Greco WR, et al., Application of a new approach for the quantitation of drug synergism to the combination of cis-diamminedichloroplatinum and 1-beta-D-arabinofuranosylcytosine. Cancer Res. 1990 Sep 1; 50(17):5318-27; Minto CF, et al. Response surface model for anesthetic drug interactions. Anesthesiology. 2000 Jun; 92(6):1603-16; Bouillon TW, et al. Pharmacodynamic interaction between propofol and remifentanil regarding hypnosis, tolerance of laryngoscopy, bispectral index, and electroencephalographic approximate entrophy. Anesthesiology. 2004 Jun; 100(6):1353-72.)

Aus der Interaktion von zwei Anästhesiemitteln ergibt sich für einen bestimmten Anästhesiewirkungsparameter, z.B. die Wahrscheinlichkeit, dass eine Laryngoskopie toleriert wird für jedes Wertepaar von Konzentrationen ein bestimmter Wert. Trägt man die Konzentrationen von zwei Anästhesiemitteln auf X- und Y-Achse auf, ergibt sich dann eine Wirkungs- oder Response-Oberfläche, wie sie z.B. in 2 für die Wahrscheinlichkeit der Toleranz der Laryngoskopie (TOL), linke Figur, und der Toleranz auf Schütteln und Ansprechen (TOSS), rechte Figur, dargestellt ist. Ein waagerechter Schnitt durch die Response-Oberfläche ergibt eine Kurve, auf der der jeweilige Anästhesiewirkungsparameter den gleichen Wert hat. Diese Linien gleicher Wirkung werden als Isobolen bezeichnet.

Mit Hilfe von sogenannten pharmakokinetischen Kompartimentmodellen lassen sich aus den Mengen der zugeführten Anästhesiemittel ihre Konzentrationen am Wirkort oder im Plasma berechnen. Die Konzentrationen für intravenöse Anästhesiemittel werden bspw. mit 2- bis 3-Kompartimentmodellen berechnet. Ein solches pharmakokinetisches Kompartimentmodell ist schematisch in 1 dargestellt. Diese Modelle umfassen immer ein zentrales Kompartiment, welches der Plasmakonzentration entspricht. An das zentrale Kompartiment ist in der Regel ein Effektkompartiment angehängt, um den Transport zum Wirkort und die hiermit verbundene Anschlagdauer des Anästhesiemittels zu modellieren. Für Anästhesiegase werden 5-Kompartimentmodelle verwendet, mit welchen insbesondere die Konzentration im gefäßreichen Kompartiment – zu dem das Hirn (Wirkort) gehört – approximiert werden kann (vergleiche z.B. Carpenter Rl, et al. Pharmacokinetics of inhaled anesthetics in humans: measurements during and after the simultaneous administration of enfluran, halothane, isoflurane, methoxyflurane, and nitrous oxide. Anesth Analg. 1986 Jun; 65 (6) :575-82; Yasuda N, et al. Comparison of kinetics of sevoflurane and isoflurane in humans. Anesth Analg. 1991 Mar; 72(3):316-24; Yasuda N, et al. Kinetics of deoflurane, isoflurane, and halothane in humans, Anesthesiology. 1991 Mar; 74(3):489-98.)

Der am weitestgehend fortgeschrittene Versuch, die Handhabbarkeit von Anästhesievorrichtungen bei Verabreichung von mehreren Medikamenten zu erleichtern, ist in dem Artikel "Development and evaluation of a graphical anesthesia drug display, Noah D. Syroid et al, Anesthesiology, v 96, Nr. 3, März 2002, beschrieben. Darin wird vorgeschlagen, mit Hilfe von pharmakokinetischen Kompartimentmodellen die Konzentration der Einzelmedikamente zu approximieren, aufzuzeichnen, und in die Zukunft zu extrapolieren. Ferner werden die einzelnen Konzentrationsverläufe jeweils als Funktion der Zeit als Kurve auf einer Anzeigeeinrichtung dargestellt. Daneben sind für bestimmte Anästhesiewirkungsparameter Balkendarstellungen vorgesehen, bei denen die Einzelbeiträge jedes Medikaments in Form eines unterschiedlich gefärbten Balkens nebeneinander dargestellt werden. Zusätzlich wird über eine graue Fläche der synergistische Interaktionsbeitrag zu dem Wirkungsparameter aufgetragen.

Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Anästhesievorrichtung zu schaffen, die bei Zuführung mehrerer Anästhesiemittel für den Anästhesisten leichter und sicherer steuerbar ist.

Zur Lösung dieser Aufgabe dienen die Merkmale des Patentanspruchs 1. Vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.

Danach werden die Daten der pro Zeiteinheit zugeführten Mengen. von wenigstens einem ersten- und einem zweiten Anästhesiemittel an eine Datenverarbeitungseinrichtung weitergeleitet. Die Datenverarbeitungseinrichtung ist mit einem Modul für eine pharmakokinetische Kompartimentmodellrechnung versehen, das dazu vorbereitet ist, aus den eingegebenen Daten der Mengen der zugeführten ersten- und zweiten Anästhesiemittel deren jeweils aktuelle Konzentration im Plasma und am Wirkort zu prädizieren und als zeitliche Folge von Konzentrationsdaten fortlaufend zu speichern. Darüber hinaus wird das pharmakokinetische Kompartimentmodellrechnungsmodul zur Prognose wenigstens für einen zukünftigen Zeitpunkt eingesetzt, wobei die Annahme einer definiert fortgesetzten Zufuhr des ersten- und zweiten Anästhesiemittels zu Grunde gelegt wird. Ferner ist die Datenverarbeitungseinrichtung mit einem Wirkungsmodul versehen, das dazu vorbereitet ist, wenigstens für einen Anästhesiewirkungsparameter, dessen Verlauf (Response-Oberfläche) in Abhängigkeit von den Konzentrationen der ersten- und zweiten Anästhesiemittel gespeichert bereitzuhalten. Ferner ist ein Anzeigemodul vorgesehen, das dazu vorbereitet ist, auf. der Anzeigeeinrichtung wenigstens eine Wirkungsgraphik zur Anzeige zu bringen, in der die Konzentrationen des ersten- bzw. zweiten Anästhesiemittels auf x- bzw. y-Achse aufgetragen sind, wobei dem so gebildeten x-y-Koordinatensystem eine Darstellung der Response-Oberfläche überlagert ist, sowie die Folge der Konzentrationsdaten des bisherigen Anästhesieverlaufs als Trajektorie angezeigt wird und mit gesondertem Symbol die prognostizierten Konzentrationsdaten angezeigt werden.

In einer bevorzugten Ausführungsform wird die Response-Oberfläche für einen Anästhesiewirkungsparameter dem x-y-Koordinatensystem der Konzentrationen überlagert, indem die Response-Oberfläche auf die Ebene des x-y-Koordinatensystems projiziert wird, was durch Anzeigen einer Mehrzahl von Isobolen der Response-Oberfläche erfolgt, wobei die von einer Isobole getrennten Flächen jeweils unterschiedlich eingefärbt werden. Auf diese Weise ist es beispielsweise möglich, Bereiche der Anästhesiewirkung, die aus irgendwelchen Gründen gefährlich und zu vermeiden sind, durch eine hervorgehobene oder alarmierende Farbgebung, bspw. in rot, darzustellen, während unkritische Bereiche zunehmend in anderen Farben, z.B. in gelb, hellgrün und grün dargestellt werden können. Der Anästhesieverlauf ist dann als Aufeinanderfolge von Paaren von Konzentrationswerten in der Ebene des x-y-Koordinatensystems dargestellt, wobei die Aufeinanderfolge der einzelnen Werte eine Trajektorie des Anästhesieverlaufs ergibt. Über den Endpunkt der Trajektorie, die den gegenwärtigen Zeitpunkt wiedergibt, kann auch ein oder mehrere zukünftige Punkte mit prognostizierten Konzentrationsdaten mit gesonderten Symbolen angezeigt werden.

Auf diese Weise ist die Anästhesievorrichtung für den Anästhesisten einfacher und sicherer handhabbar, da der Anästhesieverlauf einfacher und unmittelbar intuitiv hinsichtlich des aktuellen Patientenzustands in Bezug auf die Anästhesiemitteldosierung ist. Ferner erlaubt es der Verlauf der Trajektorie bis zum gegenwärtigen Zeitpunkt sowie die Darstellung von in die Zukunft extrapolierten Konzentrationswerten eine intuitiv unmittelbar erfassbare Einschätzung des weiteren Verlaufs, was es dem Anästhesisten einfacher ermöglicht, gegebenenfalls korrigierend einzugreifen.

Für den Anwender besteht die Möglichkeit, sich die auf Grund seiner manuell festgelegten Medikamentenboli oder Infusionsraten erzielten Plasmakonzentrationen und Effektkompartimentkonzentrationen mit zukünftiger Prädiktion anzeigen zu lassen. Außerdem ist die automatische Dosierung zur Erreichung von bestimmten durch den Anwender spezifizierten Effektkompartimentkonzentrationen für mindestens zwei Medikamente möglich.

Es können auf die momentanen Medikamentenkonzentrationen bezüglich ihrer Entfernung von Isobolen von spezifischen, anästhesierelevanten Endpunkten, z.B. der Aufwachisobole oder der Isobole, die die Toleranz einer Laryngoskopie prädiziert, bewertet werden. Der Anwender kann sich auch, als zeitliche Entfernung von der Aufwachisobole, die kontextsensitive Aufwachzeit anzeigen lassen.

Die Anästhesievorrichtung bietet die Möglichkeit, die Einrichtungen zur mengenmäßig einstellbar gesteuerten Zufuhr von Anästhesiemitteln, z.B. Spritzenpumpen, so anzusteuern, um eine vorgegebene Konzentration im Plasma oder am Wirkort nach kurzer Zeit zu erreichen. Im Fall der Dosierung von gleichzeitig zwei oder mehr Anästhesiemitteln, erfolgen die Konzentrationsänderungen entlang oder in einem flachen Winkel zu den Wirkisobolen. Die Konzentrationsänderung in einem flachen Winkel zu den Wirkisobolen ist dann notwendig, wenn zwischen zwei Konzentrationskombinationen gewechselt werden soll und sehr unterschiedliche Aufsättigungs- oder Eliminationszeiten so in Konkurrenz treten, dass eine Trajektorie entstehen könnte, bei der die Anästhesie massiv vertieft wird.

Die Anästhesievorrichtung kann in einem aktiven und in einem passiven Modus betrieben werden. In dem passiven Modus werden Anästhesiewirkungsparameter in der hierin beschriebenen Weise ausgewertet und dargestellt. Im aktiven Modus werden darüber hinaus die Vorhersagen des Moduls für pharmakokinetische Kompartimentmodellrechnungen dazu verwendet, um durch Vergleich mit Zielkonzentrationen die aktuellen Dosierungsraten zu steuern und die Einrichtungen zur dosierten Zufuhr der Anästhesiemittel automatisch einzustellen.

In der Anästhesievorrichtung ist eine Kompensation der Fentanyl-Kinetik mit Remifentanil zur Erhaltung einer vorgegebenen Konzentration implementiert. Es wird während der Eliminationsphase des Fentanyls immer mehr Remifentanil verabreicht, um die Zielkonzentration am Wirkort konstant zu halten. Bei einer Bolusdosis Fentanyl wird umgekehrt für eine gewisse Zeitspanne die Remifentanildosierung reduziert oder sogar vollständig ausgesetzt, so dass die Fentanylkonzentration die Zielkonzentration wieder unterschreitet und Remifentanil supplementiert werden muss.

Eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung wird im Folgenden anhand der Zeichnungen beschrieben, in denen:
1 eine schematische Darstellung eines pharamkokinetischen Kompartimentmodells darstellt,
2 die Wirkungsoberflächen (Response-Oberflächen) für die Wahrscheinlichkeit der Toleranz der Laryngoskopie (TOL); linke Figur, und die der Toleranz auf Schütteln und Ansprechen (TOSS), rechte Figur, als Funktion der Konzentrationen der Anästhesiemittel Propofol und Remiventanil darstellt,
3 eine schematische Blockdarstellung der Funktionseinheiten der Anästhesievorrichtung zeigt, und
4 eine Darstellung der Anzeigeeinrichtung mit verschiedenen Anzeigen veranschaulicht.
1 zeigt eine schematische Darstellung eines mamillären Dreikompartimentmodells mit einem zentralen Kompartiment 1, zwei peripheren Kompartimenten 2, 3 und einem Effektkompartiment E. Die Medikamentenapplikation erfolgt ausschließlich in das zentrale Kompartiment 1 und die Elimination ausschließlich aus dem zentralen Kompartiment 1. Es ist kein expliziter Massentransport in das Effektkompartiment E, gestrichelter Pfeil, k1e, vorhanden. Das Konzentrationsverhältnis zwischen dem zentralen Kompartiment 1 und dem Effektkompartiment E ist gegeben durch ke0. Die Konzentration im Effektkompartiment E korreliert zeitlich unabhängig mit der Wirkung.
In der Anästhesievorrichtung der vorliegenden Erfindung ist eine Datenverarbeitungsvorrichtung 6 vorgesehen. Wie in 3 dargestellt umfasst die Datenverarbeitungseinrichtung 6 ein Modul 10 für pharmakokinetische Kompartimentmodellrechnungen, das dazu vorbereitet ist, entsprechende Kompartimentmodellrechnungen für die verschiedenen interessierenden Anästhesiemittel ausgehend von den laufend eingehenden Applikationsraten der einzelnen Anästhesiemitteln durchzuführen. Dadurch wird eine laufend aktualisierte Folge von Konzentrationswerten für die interessierenden Anästhesiemitteln bereitgestellt, die den Anästhesieverlauf durch die Folgen der Konzentrationswerte der einzelnen Anästhesiemittel wiedergibt.
Es ist vorgesehen, dass das Modul 10 für pharmakokinetische Kompartimentmodellrechnungen auch dazu verwendet wird, um für jedes Anästhesiemittel Konzentrationswerte für einen oder mehrere zukünftige Zeitpunkte zu berechnen, wobei die Annahme gemacht wird, dass die Applikation der Anästhesiemittel konstant fortgesetzt wird.
Das Modul 10 für die Kompartimentmodellrechnungen kann entweder in einer separaten Recheneinheit realisiert sein oder als Programmsektion der Datenverarbeitungseinrichtung 6 implementiert sein.
Ferner ist in der Datenverarbeitungseinrichtung ein sogenanntes Wirkungsmodul 20 vorgesehen, das wenigstens für einen Anästhesiewirkungsparameter dessen Verlauf in Abhängigkeit von den Konzentrationen der ersten- und zweiten Anästhesiemittel bereithält. Ein solcher Anästhesiewirkungsparameter kann z.B. die Wahrscheinlichkeit der Toleranz der. Laryngoskopie (TOL) und die der Toleranz auf Schütteln und Ansprechen (TOSS) sein. Diese Abhängigkeit von Anästhesiewirkungsparametern von den Konzentrationen von zwei eingesetzten Anästhesiemitteln kann in einem dreidimensionalen Koordinatensystem dargestellt werden, wobei x- bzw. y-Achse die Konzentration des ersten bzw. zweiten Anästhesiemittels darstellt und der jeweilige Anästhesiewirkungsparameter auf der z-Achse aufgetragen ist. Beispiele für zwei solche sogenannten Response-Oberflächen sind in 2 dargestellt, nämlich die Response-Oberflächen für die Wahrscheinlichkeit der Toleranz der Laryngoskopie (TOL) und der Toleranz auf Schütteln und Ansprechen (TOSS) für die Anästhesiemittel Propofol und Remifentanil. Solche Response-Oberflächen werden durch statistische Untersuchungen an Freiwilligen und an Patienten gewonnen. Die Response-Oberflächen können parametrisiert und in parameterisierter Form abgespeichert werden; alternativ kann eine Vielzahl von Isobolen, das sind die bei Schnitt der Response-Oberfläche mit einer zur x-y-Ebene parallelen Ebene entstehenden Linien gleicher Wirkung, gespeichert werden, die bei genügender Anzahl ebenfalls den Verlauf der Response-Oberfläche charakterisieren können.
Ferner ist die Datenverarbeitungseinrichtung 6 mit einem Anzeigemodul 30 versehen. Das Anzeigemodul 30 empfängt die Kon zentrationsdaten von dem Modul 10 für pharmakokinetische Kompartimentmodellrechnung sowie Daten von dem Wirkungsmodul 20, die die Response-Oberfläche charakterisieren. Das Anzeigemodul 30 ist so vorbereitet, eine Anzeigeeinrichtung 8 anzusteuern, so dass darauf wenigstens eine Wirkungsgraphik zur Anzeige gebracht wird. In dieser Wirkungsgraphik sind die Konzentrationen des ersten- und zweiten Anästhesiemittels auf x- und y-Achsen aufgetragen. Die Folge von Konzentrationswerten bis hin zum gegenwärtigen Zeitpunkt wird in diesem x-y-Koordinatensystem als Punktfolge dargestellt, die den Verlauf der Anästhesie darstellt. Ferner überlagert das Anzeigemodul 30 dem x-y-Koordinatensystem eine Darstellung der Response-Oberfläche eines ausgewählten Anästhesiewirkungsparameters. Diese Überlagerung kann z.B. dadurch erfolgen, dass die Response-Oberfläche in die x-y-Ebenen projiziert wird, indem jedem Punkt der x-y-Ebene eine dem Wert der Response-Oberfläche an diesem Punkt entsprechende Intensität oder ein dem entsprechender Farbwert einer zuvor festgelegten Farbskala gegeben wird.
In einer bevorzugten Ausführungsform nimmt das Anzeigemodul 30 die Projektion der Response-Oberfläche in die x-y-Darstellung der Konzentrationen der ersten- und zweiten Anästhesiemittel dadurch vor, dass eine Mehrzahl von Isobolen der Response-Oberfläche in die x-y-Ebene projiziert wird und die zwischen benachbarten Isobolen liegenden Flächen mit unterschiedlichen Farben belegt werden. Dabei ist es wiederum vorteilhaft, den Isobolenwerten vorab eine Farbskala zuzuordnen, so dass z.B. kritische Bereiche des Anästhesiewirkungsparameters durch entsprechend intensive Rotfärbung, mittlere Bereiche durch zunehmend gelbliche Färbung und unkritischere Bereiche durch zunehmend intensive grüne Färbung gekennzeichnet werden. Die Darstellung von einer Mehrzahl von Isobolen in der x-y-Ebene der Konzentrationen entspricht der Darstellung von Höhenlinien für die Response-Oberfläche, die dreidimensional in 2 gezeigt ist.
Eine beispielhafte Darstellung auf der Anzeigeeinrichtung 8 ist in 4 schematisch dargestellt. Auf der y-Achse ist die Konzentration von Remifentanil und auf der x-Achse die Konzentration von Propofol aufgetragen. Ferner sind vier Isobolen 51-54, nämlich für 25, 50, 75 und 95% Wahrscheinlichkeit, dass keine Reaktion auftritt, für den Anästhesiewirkungsparameter bei Wahrscheinlichkeit der Toleranz auf eine Laryngoskopie (TOL) angezeigt. Ferner sind drei Isobolen 55, 56, 57 angezeigt, die die 25, 50 und 75%-Wahrscheinlichkeit darstellen, dass der Patient nicht auf lautes Ansprechen und Schütteln reagiert (Anästhesiewirkungsparameter TOSS).
Ferner bringt das Anzeigemodul die Folge von Konzentrationsdaten des ersten- und zweiten Anästhesiemittels als Punktfolge 58 zur Anzeige, die als Trajektorie miteinander verbunden sind. Der gegenwärtige Zustand wird durch ein Kreuz 59 angezeigt. Die vom Ende der Trajektorie ausgehende Linie mit drei Kreissymbolen 60 zeigen die prognostizierten Konzentrationsdaten für den Status in 1, 5 und 15 min bei unveränderter weiterer Infusionsrate an.
Ferner wird durch das Modul 10 für die pharmakokinetischen Kompartimentmodellrechnungen eine Modellrechnung für die Annahme durchgeführt, dass die Zufuhr der Anästhesiemittel sofort unterbrochen wird. Es wird dann in dem Modul 10 für pharmakokinetische Kompartimentmodellrechnung ermittelt, wann die Aufwachkurve mit z.B. 50% TOSS geschnitten wird, was dem angenommenen Aufwachzeitpunkt bei sofortiger Unterbrechung der Anästhesiemittelzugabe entspricht. Diese erwartete Aufwachzeit wird in der Anzeige angezeigt. Die dann prognostizierten Kon zentrationsdaten der Anästhesiemittel werden durch ein gesondertes Sternsymbol 61 angezeigt.
In der Anzeigeeinrichtung in 4 sind neben der Wirkungsgraphik zwei Fenster angezeigt, in denen die Verläufe der Konzentrationen der einzelnen Anästhesiemittel aufgetragen sind. Dabei wird der Konzentrationsverlauf seit Beginn des Anästhesievorgangs zum gegenwärtigen Zeitpunkt (vertikale Linie) sowie eine Extrapolation mit prognostizierten Konzentrationswerten für etwa 15 min in die Zukunft angezeigt.
Die schematische Blockdarstellung der Anästhesievorrichtung nach 3 umfasst eine Datenverarbeitungseinrichtung 6 und eine Anzeigeeinrichtung 8. Die Datenverarbeitungseinrichtung 6 verfügt über ein Benutzer-Interface 40, über das der Anästhesist Einstellungen eingeben kann, um die intravenös oder über die Beatmung zugeführten Anästhesiemittel einzustellen. Dazu wirkt die Datenverarbeitungseinrichtung 6 steuernd auf Spritzenpumpen 4 und zur Verabreichung von intravenösen Anästhesiemitteln und einer Einrichtung zur Gasdosierung 5 zur Zugabe von gasförmigen Anästhesiemitteln, wie Desflurane, Sevoflurane, Isoflurane und Enflurane, ein, um diese entsprechend den Vorgaben für den Patienten 7 einzustellen.
Die Pfeile in 3 sollen schematisch Schnittstellen und transportierte Daten darstellen. Im Betrieb liefern die Spritzenpumpen 4 laufend Daten über die aktuellen Infustionsraten und anderweitige Daten, die in der Datenverarbeitungseinrichtung 6 zur Bestimmung des Zustands nützlich sind. Sofern gasförmige Anästhesiemittel verabreicht werden, wirkt die Datenverarbeitungseinrichtung 6 steuernd auf die Gasdosierung 5 ein.
Das Wirkungsmodul 20 und das Anzeigemodul 30 können jeweils entweder in einer separaten Recheneinheit realisiert sein oder als Programmteile in der Datenverarbeitungseinrichtung implementiert sein.

Claims

Anästhesievorrichtung, mit Einrichtungen (4, 5) zur mengenmäßig einstellbar gesteuerten Zufuhr von wenigstens einem ersten und einem zweiten Anästhesiemittel, einer Datenverarbeitungseinheit (6) mit einer zugehörigen Anzeigeeinrichtung (8), wobei die Datenverarbeitungseinrichtung vorbereitet ist mit einem Modul (10) für eine pharmakokinetische Kompartimentmodellrechnung, das dazu vorbereitet ist, aus fortlaufend zugeführten Daten der Mengen der applizierten ersten- und zweiten Anästhesiemittel deren jeweils aktuelle Konzentrationen im Plasma oder am Wirkort zu ermitteln und als zeitliche Folge von Konzentrationsdaten fortlaufend zu speichern, wobei mittels des pharmakokinetischen Kompartimentmodellrechnungsmoduls (10) auch für wenigstens einen zukünftigen Zeitpunkt prognostizierte Konzentrationsdaten der ersten- und zweiten Anästhesiemittel unter der Annahme einer definiert fortgesetzten Zufuhr berechnet werden, mit einem Wirkungsmodul (20), das dazu vorbereitet ist, wenigstens für einen Anästhesiewirkungsparameter dessen Verlauf (Response-Oberfläche) in Abhängigkeit von den Konzentrationen der ersten- und zweiten Anästhesiemittel gespeichert bereitzuhalten, mit einem Anzeigemodul (30), das dazu vorbereitet ist, auf der Anzeigeeinrichtung (8) wenigstens eine Wirkungsgraphik zur Anzeige zu bringen, in der die Konzentration des ersten bzw. zweiten Anästhesiemittels auf x- bzw. y-Achse aufgetragen sind, wobei dem x-y-Koordinatensystem eine Darstellung der Response-Oberfläche überlagert ist, sowie die Folge der Konzentrationsdaten des bisherigen Anästhesieverlaufs als Trajektorie (58) angezeigt und mit gesondertem Symbol (60) die prognostizierten Konzentrationsdaten angezeigt werden.
Anästhesievorrichtung nach Anspruch 1, wobei das Anzeigemodul weiter dazu vorbereitet ist, die Wirkungsgraphik als rechtwinkliges zweidimensionales Koordinatensystem, auf das die Response-Oberfläche in Form von Isobolen (Linien mit konstanten Anästhesiewirkungsparameterwerten) (51–54) projiziert dargestellt wird, anzuzeigen.
Anästhesievorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Datenverarbeitungseinrichtung (6) dazu vorbereitet ist, für zukünftige Zeitpunkte prognostizierte Konzentrationsdaten der ersten und zweiten Anästhesiemittel zu berechnen und in der Wirkungsgraphik auf der Anzeigeeinrichtung (8) zur Anzeige zu bringen.
Anästhesievorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Wirkungsmodul (20) weiter dazu vorbereitet ist, für eine Mehrzahl von Anästhesiewirkungsparametern deren Verläufe (Response-Oberfläche) in Abhängigkeit von den Konzentrationen der ersten- und zweiten Anästhesiemittel gespeichert bereitzuhalten und eine Eingabeeinrichtung (40) vorhanden ist, mit der ein bestimmter Anästhesiewirkungsparameter zur Darstellung von dessen Response-Oberfläche in der Wirkungsgraphik auswählbar ist.
Anästhesievorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Datenverarbeitungseinrichtung (6) ein Aufwachzeitprognosemodul aufweist, das dazu vorbereitet ist, auf Grundlage der aktuellen Konzentrationen der ersten und zweiten Anästhesiemittel, einer aus Interaktionsmodellen bestimmten Aufwachisobole und den maximalen Konzentrationen für spontane Atmung eine prognostizierte Aufwachzeit zu berechnen und an das Anzeigemodul (30) weiterzuleiten, das den prognostizierten Aufwachzeitpunkt bei den für diesen prognostizierten Konzentrationen der ersten und zweiten Anästhesiemittel in der Wirkungsgraphik anzeigt.
Anästhesievorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Wirkungsmodul (20) dazu vorbereitet ist, als Anästhesiewirkungsparameter die Toleranz für eine Laryngoskopie (TOL) gespeichert bereitzuhalten.
Anästhesievorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Wirkungsmodul (20) dazu vorbereitet ist, als Anästhesiewirkungsparameter die Toleranz auf Schütteln und Ansprechen (TOSS) gespeichert bereitzuhalten.
Anästhesievorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Wirkungsmodul (20) dazu vorbereitet ist, als Anästhesiewirkungsparameter den "MAC-Awake" gespeichert bereitzuhalten.
Anästhesievorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Datenverarbeitungseinrichtung (6) weiter dazu vorbereitet ist, wenigstens für einen zweiten Anästhesiewirkungsparameter dessen Verlauf in. Abhängigkeit von den Konzentrationen der ersten und zweiten Anästhesiemittel gespeichert bereitzuhalten und in Form von weiteren Isobolen (55–57) in der Wirkungsgraphik zur Anzeige zu bringen.
Anästhesievorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Wirkungsmodul (20) weiter dazu vorbereitet ist, die gespeicherten Daten der Response-Oberfläche mit einer Modellrechnung über die Zeit patientenspezifisch anzupassen.
Anästhesievorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Anzeigemodul (30) weiter dazu vorbereitet ist, neben der Wirkungsgraphik jeweils den zeitlichen Verlauf der einzelnen Konzentrationen des ersten und des zweiten Anästhesiemittels gesondert auf der Anzeigeeinrichtung zur Anzeige zu bringen, wobei neben dem bisherigen Verlauf bis zum gegenwärtigen Zeitpunkt auch die prognostizierten Konzentrationswerte angezeigt werden.
Anästhesievorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Datenverarbeitungseinheit weiter dazu vorbereitet ist, eingegebene Konzentrationssollwerte der Anästhesiemittel mit den prognostizierten Konzentrationswerten zu vergleichen und abhängig von dem Vergleich steuernd auf die Einrichtungen (4, 5) zur mengenmäßig einstellbar gesteuerten Zufuhr einzuwirken, um die von dem Modul (10) für eine pharmakokinetische Kompartimentmodellrechnung ermittelte aktuelle Konzentration im Plasma oder am Wirkort den Konzentrationssollwerten anzunähern.
Anästhesievorrichtung nach Anspruch 12, wobei die Datenverarbeitungseinheit (6) weiter dazu vorbereitet ist, die Annäherung der ermittelten aktuellen Konzentrationen im Plasma oder am Wirkort an die Konzentrationssollwerte der Anästhesiemittel so auszuführen, dass die Konzentrati onsänderungen entlang oder in einem flachen Winkel zu den Wirkisobolen verlaufen.
Anästhesievorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Datenverarbeitungseinheit (6) über ein Benutzer-Interface (40) zur Eingabe von Einstellungen verfügt und die Datenverarbeitungseinheit (6) steuernd auf die Spritzenpumpen (4) oder die Gasdosierung (5) einwirkt.