DE69126315T2

DE69126315T2 - Narkoseüberwachung

Info

Publication number: DE69126315T2
Application number: DE69126315T
Authority: DE
Inventors: Christopher John Douglas Sandbach Cheshire Cw11 0Xq Pomfrett
Original assignee: Victoria University of Manchester; University of Manchester
Current assignee: Victoria University of Manchester; University of Manchester
Priority date: 1990-10-18
Filing date: 1991-10-16
Publication date: 1997-10-30
Anticipated expiration: 2011-10-17
Also published as: SK36193A3; AU8718491A; FI102872B; GB9022623D0; FI931742A0; GR3024182T3; ATE153517T1; CZ281503B6; HUT64811A; CZ65093A3; JPH06501865A; NO931392L; US5372140A; ES2102408T3; HU215658B; JP3065660B2; FI102872B1; NO308094B1; PT99257A; PT99257B

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung und ein Verfahren zum Überwachen der Narkosetiefe.
Das Überwachen der Narkosetiefe ist ein wohlbekanntes Ziel, wie im Heft "Anaesthesia Rounds", Nr. 21, herausgegeben 1988 von ICI Pharmaceuticals, Alderley Park, Macclesfield, Cheshire, England, dargestellt wird. Diese Veröffentlichung faßt verschiedene Techniken zusammen, die zum Überwachen der Narkosetiefe vorgeschlagen worden sind. Angesichts zunehmender Belege dafür, daß Patienten/innen in einer kleinen, aber nicht zu vernachlässigenden Zahl von Fällen sich während der Narkose ihrer Umgebung bewußt sind, ist in den letzten Jahren das Interesse an diesem Thema gewachsen. Es ist wahrscheinlich, daß sich das Problem des Bewußtseins unter Narkose aufgrund der Erhältlichkeit von Anästhetika, von denen man relativ schnell wieder aufwacht, verstärkt hat. Die obengenannte Veröffentlichung skizziert eine große Bandbreite möglicher Verfahren zum Überwachen der Narkosetiefe, von denen angenommen wird, daß sie verdienen, genauer studiert zu werden. Dazu gehören die Elektroenzephalogrammanalyse (EEG), akustisch evozierte Reaktionen (AER), autonome Zeichen, das oberflächenelektromyogramm (EMG) und die ösophageale Kontraktilität.
Die Untersuchung der Narkosetiefe unter Verwendung der verschiedenen oben erwähnten Verfahren hat die Sammlung eines Datenbestandes ermöglicht, der Anästhesisten/innen geeignete Narkosetechniken anzeigen kann, mit denen verschiedene Patienten/innen-Kategorien unter den meisten Umständen verläßlich anästhesiert werden können. Dieser Datenbestand reicht jedoch nicht dazu aus, alle Umstände abzudecken, und es ist daher erforderlich, daß der/die Anästhesist/in, zum Beispiel während eines chirurgischen Vorgangs, eine sehr genaue Beobachtung des/r Patienten/in aufrechterhält Angesichts der Tatsache, daß moderne Anästhetika Aufwachzeiten von unter Umständen nicht mehr als zwei oder drei Minuten haben, ist es erforderlich, daß der/die Anästhesist/in den/die Patienten/in nahezu ständig sehr genau überwacht. Idealerweise sollte ein System bereitgestellt werden, das eine Echtzeit- Anzeige der Narkosetiefe liefern kann. Ein solches System ist aber bislang nicht erhältlich.
Der Artikel "An Improved Method of Measuring Heart-rate Variability: Assessment of Cardiac Autonomic Function", Biometrics 40, 855-861, September 1984, von C.R. Weinberg und M.A. Pfeifer, beschreibt verschiedene Techniken zur Beurteilung der Sinusarhythmie unter Verwendung des R-R- Intervalls, das heißt des Intervalls zwischen den leicht zu erkennenden Spitzen in einem Elektrokardiogramm (EKG). Dieser Parameter wird zum Beispiel dazu verwendet, zwischen Diabetikern/innen und anderen zu unterscheiden. Der Artikel vermerkt, daß eine ausschließliche Heranziehung des R-R- Intervalls Probleme mit sich bringt. Die Standardabweichung des R-R-Intervalls variiert zum Beispiel mit der Atmungsfrequenz. Es wird vorgeschlagen, daß der/die Patient/in eine feste Atmungsfreguenz aufrechterhalten sollte. Es wird ein neues Maß für die Sinusarhythmie vorgeschlagen, das auf der Anwendung zirkulärer Statistik beruht, jedoch scheint es, daß auch hier eine feste Atmungsfrequenz erforderlich ist. Es wird kein Hinweis darauf gegeben, daß die abgeleiteten Informationen in Echtzeit dazu verwendet werden könnten, die Narkosetiefe zu überwachen, denn die Technik wird im wesentlichen zu dem Zweck vorgestellt, eine bessere Identifizierungvon Diabetikern/innen zu ermöglichen.
Im Artikel "Respiratory Sinus Arrhythmia During Recovery From Isoflurane-nitrous-oxide Anaesthesia", Anesth. Analg. 1985, 64: 811-15, von Y. Donchin, J.M Feld, und S.W. Porges wird vorgeschlagen, daß eine Online-Analyse der Atmungs Sinusarhythmie einen physiologischen Index der Narkosetiefe und der Aufwachqeschwindigkeit aus der Narkose bereitstellt. Das Verfahren schlägt vor, die Schwankung des Herzfrequenzmusters im Frequenzband der Atmungen zu überwachen, wobei dieses Maß die Narkosetiefe anzeigt. Es wird eine willkürliche Grenze vorgeschlagen, mit der das Maß verglichen wird, um die Narkosetiefe zu bestimmen, und somit ist die Bezugsgrenze nicht patientenspezifisch. Da sie nicht patientenspezifisch ist, ist es unwahrscheinlich, daß Anästhesisten/innen sich darauf verlassen könnten, daß dieses Verfahren ihnen in Echtzeit die Notwendigkeit einer Erhöhung der Zufuhr eines Anästhetikums zu einem/r Patienten/in anzeigt, um ein vorzeitiges Aufwachen zu verhindern. Das liegt daran, daß verschiedene Patienten/innen unter Narkose verschiedene Sinusarhythmiereaktionen aufweisen. Im Extremfall von Diabetikern/innen ist zum Beispiel keine Reaktion erkennbar.
Im Artikel "RR Variation: The Autonomic Test of Choice in Diabetes", Diabetes/Metabolism Reviews, Bd. 4, Nr. 3, 255- 271 (1988), von H. Genovely und N.A. Pfeifer, werden weitere Arbeiten beschrieben, die die Verwendung der Sinusarhythmie bei der Diagnose von Diabetikern/innen betreffen. Dieser Artikel macht Ausführungen zur Anwendung zirkulärer Statistik zur Ableitung eines Maßes für die Sinusarhythmie. Er schlägt ferner vor, daß die Periodizität des Einheitskreises, die bei der zirkulär-statistischen Analyse verwendet wird, so verändert werden kann, daß sie mit den Schwankungen der Atmungsfrequenz übereinstimmt, zum Beispiel bei Kindern und Tieren, bei denen man sich nicht darauf verlassen kann, daß der/die "Patient/in" mithilft, indem er/sie mit regelmäßiger Frequenz atmet. Er beschreibt die Bedeutung der "Häufung" in der zirkulären Statistik, wobei der Häufungsgrad durch die Länge eines Vektors dargestellt wird. Je größer die Länge des Vektors, desto größer ist die R-R-Schwankung und damit die Sinusarhythmie. Es sind somit Techniken bekannt, die die Ableitung eines Maßes für die Sinusarhythmie ermöglichen, aber nicht die Korrelierung von Messungen der Sinusarhythmie mit der Narkosetiefe bzw. der Aufwachgeschwindigkeit eines/r bestimmten Patienten/in.
Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein System bereitzustellen, das eine Messung der Sinusarhythmie zur Bereitstellung einer Echtzeit-Anzeige der Narkosetiefe ermöglicht.
Gemäß der vorliegenden Erfindung wird ein Verfahren wie in Anspruch 1 definiert bereitgestellt. Bevorzugt wird die zeitliche Lage der R-Wellen auf einer normierten Einheit einer Atmungs-Wellenform bestimmt, jede R-Welle wird als ein Vektor mit einer Einheitsamplitude und mit einem Winkel dargestellt, der den Teil der R-Welle im Atmungszyklus darstellt, und die sich ergebende mittlere Vektorlänge wird berechnet, um den genannten Meßwert zu bilden. Der Zufälligkeitstest wird angewandt, um eine Bezugsvektorlänge zu bestimmen, um den genannten Bezugswert zu bilden, wobei die Bezugsvektorlänge einem vorgegebenen Wahrscheinlichkeitsniveau und der Anzahl von R-Wellen in der genannten Reihe entspricht. Zur Bestimmung des Zufälligkeitsgrades wird bevorzugt der Rayleigh-Test angewandt.
Der Rayleigh-Test ist in Kapitel 4 der Veröffentlichung "Circular Statistics in Biology", Batschelet E. (1981), Academic Press (Mathematics in Biology. Hrg. der Reihe: Sibson R. und Cohen J.E.), ISBN 0-12-081050-6, beschrieben. Im wesentlichen stellt der Rayleigh-Test einen Test für Zufälligkeit und den Grad der Übereinstimmung bereit. Es stehen jedoch auch alternative Tests zur Verfügung, um auf Zufälligkeit zu testen, wobei einige der alternativen Tests ebenfalls von Batschelet beschrieben werden. Gemäß der vorliegenden Erfindung können zum Beispiel auch der Rao-Test bzw. die Hodges-Ajne-Tests verwendet werden.
Die Bezugsvektorlänge wird bevorzugt erhalten, indem Bezug auf eine Tabelle genommen wird, in der die Anzahl von R-Wellen in der Stichprobe mit der Länge des Vektors korreliert ist, der sich bei dieser Anzahl von R-Wellen für eine gegebene Wahrscheinlichkeit ergibt. Es kann zum Beispiel ein Wahrscheinlichkeitsniveau von 95 Prozent verwendet werden, um die Anzahl der R-Wellen in einer Stichprobe mit der Länge des Bezugsvektors zu korrelieren. Es kann jedoch sein, daß nach der Durchführung hinreichender klinischer Tests ein anderes Bezugswahrscheinlichkeitsniveau als geeigneter angesehen wird. Besonders im Fall älterer Patienten/innen scheint es, daß ein niedrigeres Bezugsniveau für die Wahrscheinlichkeit, zum Beispiel neunzig Prozent, geeignet wäre. Die Analyse der R-Wellen-Reihe unter Verwendung zirkulärer Statistik erfordert die Kenntnis der Atmungsfrequenz des/r Patient/in. Das könnte durch eine Steuerung der Atmungsfrequenz erreicht werden, bevorzugt werden jedoch Mittel zur unmittelbaren Überwachung der Atmungsfrequenz und zum Einbau dieser Daten in die zu analysierenden Daten bereitgestellt. Im wesentlichen heißt das, daß die Periodizität des Einheitskreises, die in der zirkulär-statistischen Analyse verwendet wird, so eingestellt wird, daß sie mit Schwankungen in der Atmungsfrequenz übereinstimmt. Das kann leicht dadurch erreicht werden, daß ein Atmungsüberwachungsgerät in die Ausrüstung eingebaut wird, die dazu verwendet wird, das Anästhetikum an den/die Patienten/in zu liefern.
Die Meßvektorlänge und die Bezugsvektorlänge werden bevorzugt gleichzeitig angezeigt, um für den/die Anästhesisten/in eine Echtzeit-Anzeige der Narkosetiefe bereitzustellen. Sowohl die Meßvektorlänge als auch die Bezugsvektorlänge sind dynamisch, und daher können Trends in der Schwankung beider Parameter leicht angezeigt werden. Es ist zum Beispiel bevorzugt, die Messung und die Vektorlänge unter Verwendung eines Balkendiagramms, in dem die beiden Parameter durch nebeneinanderliegende Balken verschiedener Farbe dargestellt werden, graphisch anzuzeigen. Tests haben gezeigt, daß die Meßvektorlänge bei einem gegebenen Bezugswahrscheinlichkeitsniveau von fünfundneunzig Prozent in nahezu allen Fällen weniger beträgt als die Bezugsvektorlänge. Gelegentlich trifft diese Regel nicht zu, abhängig von bestimmten Patientenreaktionen, zum Beispiel auf chirurgische Einschnitte oder andere Vorgänge. Es ist jedoch ungewöhnlich, daß die Meßvektorlänge größer als die Bezugsvektorlänge ist, und äußerst ungewöhnlich, daß die Bezugsvektorlänge fur zwei aufeinanderfolgende Stichproben größer als die Meßvektorlänge ist. Die vorliegende Erfindung liefert somit einen hohen Zuverlässigkeitsgrad und dient einem/r Anästhesisten/in als ein sehr guter Indikator für die Narkosetiefe eines/r Patienten/in. Es gibt natürlich einige Patienten/innen, die eine Sinusarhythmie, die für die vorliegende Erfindung von zentraler Bedeutung ist, nicht aufweisen. Wie sich aus den oben genannten Veröffentlichungen ergibt, bilden Patienten/innen, die unter Diabetes leiden, eine Gruppe, für die die vorliegende Erfindung nicht viel nützliche Information liefern kann. Solche Gruppen können jedoch aussortiert werden, indem vor der Einleitung der Narkose eine Kontrollperiode zur Bestimmung der relativen Vektorlängen genutzt wird. Wenn ein/e Patient/in keine Sinusarhythmie aufweist, dann weiß der/die Anästhesist/in, daß die vorliegende Erfindung auf diese/n Patienten/in nicht anwendbar ist.
Die vorliegende Erfindung stellt ferner eine Vorrichtung gemäß Anspruch 10 bereit.
Es versteht sich, daß die vorliegende Erfindung auf die meisten Patienten/innen routinemäßig angewandt werden kann.
Es versteht sich ferner, daß die Erfindung Anwendungen in der Veterinärpraxis hat, da sie zur Bereitstellung einer Anzeige der Narkosetiefe in keiner Weise von Informationen abhängt, die vom "Patienten"/von der "Patientin" bezogen werden.
Es wird nun beispielhaft und mit Bezug auf die beiliegenden Zeichnungen ein Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung beschrieben. In den Zeichnungen zeigen
Fig. 1 eine schematische Darstellung der funktionalen Komponenten einer Ausführungsform der Erfindung;
Fig. 2 ein EKG und einen dazugehörigen Atmungszyklus;
Fig. 3 eine schematische Darstellung der Atmungszyklen aus Fig. 2 mit den dazugehörigen R-Wellen-Positionen;
Fig. 4 normierte Einheitskreise auf der Grundlage der in den Fig. 2 und 3 gezeigten Atmungszyklen;
Fig. 5 das Ergebnis einer Kombination der Einheitskreise aus Fig. 4;
Fig. 6 eine schematische Darstellung des Betriebs von Software, die eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung umsetzen soll;
Fig. 7 die Anzeige, die sich aus der Anwendung der Erfindung auf eine sechsunddreißig Jahre alte Patientin ergibt;
Fig. 8 die Anzeige, die sich aus der Anwendung der Erfindung auf einen siebenundachtzig Jahre alten Patienten ergibt; und
Fig. 9 die Ergebnisse, die unter Verwendung verschiedener statistischer Ansätze zur Analyse der R-Wellen gemäß der Erfindung erzielt werden.
Es wird nun auf Fig. 1 Bezug genommen, in der die grundlegenden Komponenten des Systems gemäß der vorliegenden Erfindung dargestellt sind. Ein EKG-Überwachungsgerät 1 und ein Atmungsüberwachungsgerät 2 liefern grundlegende Daten, die den Zustand eines/r Patienten/in betreffen, an einen Mikrocomputer 3. Ferner gibt der/die Anästhesist/in über eine Eingabeeinheit 4 ein Bezugswahrscheinlichkeitsniveau ein, das für diese/n Patienten/in geeignet ist. Der Mikrocomputer berechnet dann eine Meßvektorlänge und eine Bezugsvektorlänge und gibt diese an eine Vektorlängen-Vergleichsanzeige 5 aus. Im allgemeinen würde die Vergleichsanzeige 5 eine graphische Darstellung der relativen Längen der beiden Vektoren umfassen, es wäre aber auch möglich, die beiden Vektorlängen einfach als entsprechende Zahlen anzuzeigen.
Der Mikrocomputer 3 speichert und analysiert physiologische Daten in Echtzeit, während sie von Patienten/innen gesammelt werden, die routinemäßigen Operationen unterzogen werden. Die Anzeige wird dem/r Anästhesisten/in vorgelegt, der/die dann die angezeigten Informationen als einen Zusatz zu seinem/ihrem Repertoire existierender Techniken verwenden kann, um eine adäquate Narkose zu gewährleisten.
Das Elektrokardiogramm (EKG) wird unter Verwendung üblicher Aufzeichnungstechniken erhalten, wie zum Beispiel Digitimer-Neurolog-Wechselstrom-Verstärker und -Filter, sodaß sich eine analoge Wellenform im Bereich tsv von Spitze zu Spitze ergibt. Ein Schmitt-Trigger wird dazu verwendet, die R-Welle vom EKG aufzunehmen, was für jede R-Welle des EKGs einen TTL-Impuls liefert. Die Qualität des EKGs wird unter Verwendung eines üblichen Oszilloskops überwacht. Der Atmungszyklus wird unter Verwendung eines Durchflußmessers, zum Beispiel eines Magtrak-Durchflußsensors, codiert, der in den Anästhesiekreis eingesetzt wird. Dieser Sensor liefert mit jeder Inspiration einen Strom von TTL-Impulsen. Die analoge EKG-Wellenform wird unter Verwendung eines schnellen A/D- Wandlers, der in eine Laborschnittstelle eingebaut ist, zum Beispiel das Cambridge Electronic Design 1401, auf 12 Bit und eine Genauigkeit von 1 ms digitalisiert Die Schnittstelle codiert ferner unter Verwendung integrierter Software die TTL- R-Wellen- und die Atmungsimpulse als Ereignisse auf eine Genauigkeit von 1 ms. Die digitalisierten Daten und die Ereignisdaten werden dann unter Softwaresteuerung über einen 1MHz-Datenbus zum Mikrocomputer übertragen. Der Mikrocomputer ist eine 32-Bit-RISC-Arbeitsstation des Typs Acorn Archimedes A410/l, die mit RISC OS 2.00 ROMS, 4mbyte RAM und einer mit MHz arbeitenden ARM3-CPU ausgestattet ist. Ursprungsdaten und bearbeitete Daten werden ohne Unterbrechung der Datenerfassung auf einer Winchester-Festplatte mit 50 Mbyte gesichert, und eine weitere Archivierung erfolgt auf ein SCSI- Streamer-Magnetbandgerät mit 60 MByte.
Die Schnittstelle sammelt die EKG-Daten und die Atmungsdaten und verwendet eine doppelte Pufferung, so daß Ursprungsdaten ohne eine Unterbrechung der Datenerfassung in Intervallen von sechs Sekunden an den Mikrocomputer übertragen werden. Die Datenerfassung wird durch eine einfache vom Anästhesisten/von der Anästhesistin erzeugte Eingabe gestartet. Fig. 2 stellt ein von einem/r Patienten/in erhaltenes EKG und die dazugehörigen Atmungs- und R-R-Daten dar. Diese Daten werden dazu verwendet, die entsprechende Anzeige der Narkosetiefe bereitzustellen. Die Daten werden in die Form umgewandelt, die in Fig. 3 graphisch dargestellt ist, das heißt eine Reihe von Atmungszyklen, die jeweils eingeleitet werden, kurz nachdem ein/e Patient/in angefangen hat einzuatmen, und die R-Wellen-Positionen relativ zu diesen Atmungszyklen.
Die in Fig. 3 dargestellten Daten werden dann in normierte Einheitskreise umgewandelt, die auf den Atmungszyklen beruhen. Die Durchmesser aller Kreise sind also gleich, obwohl die jeweiligen Atmungszyklen nicht von gleicher Dauer sind. Die in Fig. 4 dargestellten Daten werden dann auf einem einzigen Einheitskreis kombiniert, wobei die R-Wellen- Positionen aller Atmungszyklen diesem einen Kreis überlagert werden. Ein Pfeil in Fig. 5 stellt den mittleren Vektorwinkel und die mittlere Vektorlänge dar. Je größer die Länge des Vektors ist, desto größer ist der Häufungsgrad und damit der Grad der Sinusarhythmie. Die Länge des Pfeils in Figur 5 stellt somit ein Maß für die Sinusarhythmie dar.
Es wird nun auf Fig. 6 Bezug genommen, in der der Betrieb des Systems dargestellt ist. Nachdem ein Programmlauf eingeleitet worden ist, werden zehn R-Wellen- und Atmungsereignisse von Dateien auf einer Direktzugriffsplatte importiert, wobei zwischen den Stichproben Verzögerungen von sechs Sekunden eingeräumt werden. Diese Daten werden dazu verwendet, mittlere R-R-Frequenzen abzuleiten und die zirkuläre Statistik abzuleiten. Auf die zirkuläre Statistik wird dann der Rayleigh-Zufälligkeitstest angewandt. Das mittlere R-R-Intervall, die Standardabweichung, die Anzahl der Atmungen und die zirkuläre Statistik werden dann in einem Fenster bzw. auf einem geeigneten Anzeigebildschirm angezeigt. Zusätzlich werden die relative Meßvektorlänge und die relative Bezugsvektorlänge mittels eines geeigneten Zeichengeräts graphisch angezeigt, und das System arbeitet weiter, bis der Programmlauf abgebrochen wird.
Fig. 7 stellt die graphische Anzeige dar, die im Fall einer 36 Jahre alten Patientin erzeugt wurde. Die vertikale Achse stellt die Vektorlänge und die horizontale Achse die Zeit dar. Es ist erkennbar, daß neue Informationen in Intervallen von etwa 1 Minute angezeigt werden. Die leicht schraffierten Balken stellen die Längen der berechneten Meßvektoren dar. Die dunkleren Balken stellen die Länge der berechneten Bezugsvektoren dar. Abgesehen von der neunten Stichprobe ist die Bezugslänge stets wesentlich größer als die Meßvektorlänge. Um 16:35:39 Uhr wird eine Kontrollperiode eingeleitet. Um 16:36:36 Uhr wird ein Anästhetikum eingeleitet. Um 16:41:37 Uhr wird ein Einschnitt vorgenommen (es sei bemerkt, daß für eine Zeitdauer von vier Minuten vor dem Einschnitt keine Daten angezeigt sind). Die Narkose wird um 16:43:37 Uhr beendet, und um 16:47:42 Uhr wacht die Patientin auf. Zu jedem Zeitpunkt während des chirurgischen Vorgangs kann der/die Anästhesist/in davon ausgehen, daß die relativen Längen der Balken eine akzeptable Narkosetiefe anzeigen. Die Balken, die um 16:46:39 Uhr angezeigt werden, zeigen an, daß die Patientin dabei ist, aus der Narkose auf zuwachen. Da dies ein Resultat der gezielten Beendigung der Narkose ist, würde der/die Anästhesist/in dadurch nicht beunruhigt. Wenn jedoch ähnliche relative Balkenlängen zum Beispiel um 16:43:37 aufträten, würde der/die Anästhesist/in darauf aufmerksam gemacht, daß ein Problem entstanden ist, und würde daher dazu veranlaßt, festzustellen, ob weitere Maßnahmen erforderlich wären, um ein vorzeitiges Aufwachen zu verhindern.
Figur 8 zeigt die graphische Anzeige, die sich bei der Anwendung der vorliegenden Erfindung im Fall eines 87 Jahre alten Patienten ergeben hat. Wie im Fall von Figur 7 wurde ein Bezugswahrscheinlichkeitsniveau von 95% verwendet, um die Informationen zu erzeugen, die durch die dunkler schraffierten Balken dargestellt sind. Dies wird durch P kleiner als 0,05 angezeigt. Die in Figur 8 angezeigten Informationen weisen auf eine Wahrscheinlichkeit hin, daß der Patient eine altersinduzierte Neuropathie aufweist, was zu einer schwankenden Sinusarhythmie und zur Möglichkeit eines irreführenden Ergebnisses führt. Trotzdem übersteigt selbst bei diesem Patienten die Meßvektorlänge zu keinem Zeitpunkt die Bezugsvektorlänge, obwohl die Meßvektorlänge etwas sprunghaft schwankt. Um 11:04:36 Uhr könnte der/die Anästhesist/in etwas beunruhigt sein, aber diese Beunruhigung würde um 11:05:41 Uhr verringert. Die von der vorliegenden Erfindung gelieferte Information ist daher selbst bei einem/r Patient/in, der/die eine ungewöhnliche Reaktion dieses Typs zeigt, ein nützlicher Zusatz zur Information, die der/die Anästhesist/in berücksichtigen muß, wenn er/sie irgendeinen Vorgang überwacht. Die von Figur 7 angezeigte typischere Reaktion zeigt einen Anstieg der Sinusarhythmie im Zusammenhang mit der leichten Narkose am Anfang des Vorgangs (Einleitung) und einen signifikanten Anstieg vor dem Aufwachen. Ein solcher signifikanter Anstieg bei einem/r mit Muskelrelaxans paralysierten Patienten/in während einer Operation würde den/die Anästhesisten/in auf jeden Fall dazu veranlassen, nach einem das Anästhetikum betreffenden Mangel zu suchen.
Es wird nun auf Fig. 9 Bezug genommen. Die Graphen 1, 2 und 3 dieser Figur betreffen alle einen einzigen anästhetischen Vorgang, der an einer dreiundfünzig Jahre alten Patientin ausgeführt wurde. Die Patientin wurde anfangs mit intravenösem Propofol anästhesiert und danach mit Isofluran in Distickoxid/Sauerstoff in Narkose gehalten. Die Operation diente der Ausführung einer Biopsie verdächtigen Brustgewebes.
Die Graphen 1 bis 3 zeigen Vergleiche der sich ändernden Statistiken über das gleiche Zeitintervall. Ereignisse sind als numerierte Punkte angezeigt: 1) Propofolnarkose; 2) Intubieren; 3) 1,7% Isofluran; 4) 0,85% Isofluran; 5) Einschnitt; 6) 1,7% Isofluran; 7) 0,85% Isofluran; 8) 1,7% Isofluran; 9) 0,85% Isofluran; 10) Isofluran gestoppt; 11) Patientin hustet; 12) Patientin reagiert auf verbale Anweisungen.
Graph 1 zeigt die Statistik des Rayleigh-Tests mit dem mittlerenvektorlängenwinkel (R) als der durchgezogenen Linie und der gepunkteten Linie als dem Niveau P< 0,05 für den Rayleigh-Test, wobei eine Signifikanz zugeordnet wird, wenn R größer als das P-Niveau ist. Graph 2 zeigt die Ergebnisse des Rao-Abstandstests mit der durchgezogenen Linie als der Teststatistik U und der gepunkteten Linie als dem kritischen Niveau von P< 0,05, wobei eine Signifikanz zugeordnet wird, wenn U größer als das P-Niveau ist. Graph 3 zeigt die Ergebnisse des Hodges-Ajne-Tests. Bei diesem Test ist die Teststatistik K als die durchgezogene Linie gezeigt und das Niveau P< 0,05 ist die gepunktete Linie, und eine Signifikanz wird zugeordnet, wenn K kleiner als das P-Niveau ist.
Es ist somit ersichtlich, daß mit allen drei statistischen Tests, das heißt mit dem Rayleigh-, dem Rao- und dem Hodges-Ajne-Test, eine nützliche Anzeige der Narkosetiefe erhalten wird. Es ist ersichtlich, daß zumindest für die vorliegende Patientin der Rayleigh-Test die Sinusarhythmie und das Nachlassen der Narkose am besten erfaßt. Der Rao- Abstandstest spricht jedoch auf kleine Änderungen der Narkosetiefe an. Der Hodges-Ajne-Test war bei dieser Anwendung der am wenigsten empfindliche der drei Tests. Es wäre natürlich möglich, die Ergebnisse von mehr als einem Test gleichzeitig anzuzeigen, um dem/r Anästhesisten/in zu ermöglichen, die Diskrepanzen zwischen verschiedenen Tests zu überwachen.

Claims

1. Verfahren zum Bereitstellen eines Maßes für die Narkosetiefe, bei dem eine Reihe von R-Wellen analysiert wird, um die zeitliche Lage jeder R-Welle relativ zum Atmungszyklus zu bestimmen, innerhalb dessen sie auftritt, die Lage jeder R-Welle relativ zum Atmungszyklus, innerhalb dessen sie auftritt, einer normierten Einheit einer Atmungs-Wellenform überlagert wird, die Lage jeder R-Welle relativ zur normierten Einheit bestimmt wird, ein Meßwert abgeleitet wird, der den Häufungsgrad der analysierten R-Wellen relativ zur normierten Einheit darstellt, ein Zufälligkeitstest auf die analysierte Reihe von R-Wellen angewandt wird, um einen Bezugswert abzuleiten, der ein vorgegebenes Signifikanzniveau für die Häufung der R-Wellen relativ zur normierten Einheit darstellt, und der Meßwert mit dem Bezugswert verglichen wird, um ein Maß für die Narkosetiefe abzuleiten.

2. Verfahren nach Anspruch 1, bei dem jede R-Welle als Vektor mit einer Einheitsamplitude und mit einem Winkel dargestellt wird, der die Lage der R-Welle im Atmungszyklus darstellt, und die sich ergebende mittlere Vektorlänge berechnet wird, um den genannten Meßwert zu bilden.

3. Verfahren nach Anspruch 2, bei dem der Zufälligkeitstest angewandt wird, um eine Bezugsvektorlänge zu bestimmen, um den genannten Bezugswert zu bilden, wobei die Bezugsvektorlänge einem vorgegebenen Wahrscheinlichkeitsniveau und der Anzahl von R-Wellen in der genannten Reihe entspricht.

4. Verfahren nach Anspruch 3, bei dem der Zufälligkeitstest der Rayleigh-Test ist.

5. Verfahren nach Anspruch 4, bei dem die Bezugsvektorlänge erhalten wird, indem Bezug auf eine Tabelle genommen wird, in der die Anzahl von R-Wellen in der Stichprobe mit der Länge des Vektors korreliert ist, der sich bei dieser Anzahl von R- Wellen für eine gegebene Wahrscheinlichkeit ergibt.

6. Verfahren nach Anspruch 5, bei dem die gegebene Wahrscheinlichkeit 95% beträgt.

7. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem die Atmungsrate überwacht wird.

8. Verfahren nach den Ansprüchen 2-7, bei dem die Meßvektorlänge und die Bezugsvektorlänge gleichzeitig angezeigt werden, um für den/die Anästhesisten/in eine Echtzeit-Anzeige der Narkosetiefe bereitzustellen.

9. Verfahren nach Anspruch 8, bei dem die Messung und die Vektorlängen unter Verwendung eines Balkendiagramms, in dem die beiden Parameter durch nebeneinanderliegende Balken verschiedener Farbe dargestellt werden, graphisch angezeigt werden.

10. Vorrichtung zum Bereitstellen eines Maßes für die Narkosetiefe, die folgendes umfaßt: Mittel zum Analysieren einer Reihe von R-Wellen, um die zeitliche Lage jeder R-Welle relativ zum Atmungszyklus zu bestimmen, innerhalb dessen sie auftritt, wodurch die Lage jeder R-Welle relativ zum Atmungszyklus, innerhalb dessen sie auftritt, einer normierten Einheit einer Atmungs-Wellenform überlagert wird und die Lage jeder R-Welle relativ zur normierten Einheit bestimmt wird, Mittel zum Erzielen eines Meßwertes, der den Häufungsgrad der analysierten R-Wellen relativ zur normierten Einheit darstellt, Mittel zum Anwenden eines Zufälligkeitstests auf die analysierte Reihe von R-Wellen, um einen Bezugswert abzuleiten, der ein vorgegebenes Signifikanzniveau für die Häufung der R-Wellen relativ zur normierten Einheit darstellt, und Mittel zum Vergleichen des Meßwertes mit dem Bezugswert, um eine Messung der Narkosetiefe abzuleiten.