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吸入麻酔薬を用いた鎮静度の自動制御の研究

研究課題

研究課題/領域番号 17560390
研究種目

基盤研究(C)

配分区分補助金
応募区分一般
研究分野 制御工学
研究機関京都大学

研究代表者

古谷 栄光  京都大学, 工学研究科, 准教授 (40219118)

研究期間 (年度) 2005 – 2007
研究課題ステータス 完了 (2007年度)
配分額 *注記
4,090千円 (直接経費: 3,700千円、間接経費: 390千円)
2007年度: 1,690千円 (直接経費: 1,300千円、間接経費: 390千円)
2006年度: 1,100千円 (直接経費: 1,100千円)
2005年度: 1,300千円 (直接経費: 1,300千円)
キーワード鎮静度制御 / セボフルラン / プロポフォール / Bispectral Index / 相互作用 / 薬力学モデル / モデル予測制御 / 吸入麻酔 / BIS / セボフルレン / モデル化 / 日帰り手術
研究概要

近年,手術による患者の負担を軽減するため,覚醒が早く副作用が少ない麻酔薬が開発され使用されている.麻酔薬には静脈麻酔薬と吸入麻酔薬があるが,吸入麻酔薬の投与速度は呼気中麻酔薬濃度に基づいて調整されるのが一般的である.本研究では,より患者の負担が小さく望ましい麻酔状態を実現することを目的として,吸入麻酔薬に関しても鎮静度指標Bispectral Indexに基づいて投与速度を調整するシステムの検討を行った.具体的には,とくに最近よく行われる静脈麻酔薬と吸入麻酔薬を併用する麻酔法において鎮静度を適切に制御するために,(1)麻酔薬の相互作用を表せるモデルの検討,(2)鎮静度制御法と各患者のパラメータ同定法の検討,および(3)吸入麻酔薬投与速度調整機構の試作を行った.その結果は以下のとおりである.
(1)静脈麻酔薬プロポフォールと吸入麻酔薬セボフルランを併用した場合の相互作用を適切に表せる新たな薬力学モデルを提案した.このモデルでは,相互作用を表すための追加パラメータを必要としない.また適切にパラメータを設定すれば患者の測定データとほぼ一致することが確認できた.
(2)麻酔薬の効果が現れるまでのむだ時間と吸入麻酔薬濃度の設定値に上下限があることを考慮して,モデル予測制御法を用いた麻酔薬併用時の鎮静度制御法を構成した.麻酔導入は速やかに行う必要があるため麻酔医が通常どおりの方法で行うこととし,導入後自動制御を行うこととした.また,導入時の鎮静度変化に基づく各患者の薬力学モデルパラメータとむだ時間の同定機能を開発した.構成した鎮静度制御システムにより,ある程度のモデル化誤差がある場合でもほぼ適切に制御を行えることを確認した.
(3)麻酔薬調整のための医師の操作と両立できる吸入麻酔薬投与速度調整機構を作成し,臨床応用の際に十分な速度で麻酔薬濃度を調整できることを確認した.

報告書

(4件)
  • 2007 実績報告書   研究成果報告書概要
  • 2006 実績報告書
  • 2005 実績報告書
  • 研究成果

    (8件)

すべて 2008 2007

すべて 学会発表 (8件)

  • [学会発表] Propofolとsevofluraneの相互作用を考慮した薬力学モデルの提案2008

    • 著者名/発表者名
      新藤雅人
    • 学会等名
      計測自動制御学会関西支部平成19年度若手研究発表会
    • 発表場所
      大阪
    • 年月日
      2008-01-16
    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2007 研究成果報告書概要
  • [学会発表] Pharmacodynamic model considering interaction of propofol and sevoflurane2008

    • 著者名/発表者名
      Masato, Shinto
    • 学会等名
      SICE Kansai Symposium
    • 発表場所
      Osaka
    • 年月日
      2008-01-16
    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2007 研究成果報告書概要
  • [学会発表] Propofolとsevofluraneの相互作用を考慮した薬力学モデルの提案2008

    • 著者名/発表者名
      新藤雅人
    • 学会等名
      計測自動制御学会関西支部若手研究発表会
    • 発表場所
      大阪
    • 年月日
      2008-01-16
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
  • [学会発表] モデル予測制御による麻酔薬の相互作用を考慮した鎮静度制御システム2007

    • 著者名/発表者名
      古谷栄光
    • 学会等名
      第51回システム制御情報学会研究発表講演会
    • 発表場所
      京都
    • 年月日
      2007-05-16
    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2007 研究成果報告書概要
  • [学会発表] A hypnosis control system using model predictive control with consideration of drug interactions2007

    • 著者名/発表者名
      Eiko, Furutani
    • 学会等名
      The 51st Annual Conference of ISCIE
    • 発表場所
      Kyoto
    • 年月日
      2007-05-16
    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2007 研究成果報告書概要
  • [学会発表] モデル予測制御による麻酔薬の相互作用を考慮した鎮静度制御システム2007

    • 著者名/発表者名
      古谷栄光
    • 学会等名
      システム制御情報学会研究発表講演会
    • 発表場所
      京都
    • 年月日
      2007-05-16
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
  • [学会発表] 複数麻酔薬の相互作用を考慮した薬力学モデルの提案2007

    • 著者名/発表者名
      沢口義人
    • 学会等名
      計測自動制御学会関西支部平成18年度若手研究発表会
    • 発表場所
      大阪
    • 年月日
      2007-01-17
    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2007 研究成果報告書概要
  • [学会発表] A novel pharmacodynamic model considering drug interactions2007

    • 著者名/発表者名
      Yoshihito, Sawaguchi
    • 学会等名
      SICE Kansai Symposium
    • 発表場所
      Osaka
    • 年月日
      2007-01-17
    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2007 研究成果報告書概要

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公開日: 2005-04-01   更新日: 2016-04-21  

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