DE102009059301A1

DE102009059301A1 - System und Verfahren zur Modellierung der pharmakodynamischen Wirkung der einem Patienten verabreichten anästhetischen Medikamente

Info

Publication number: DE102009059301A1
Application number: DE102009059301A
Authority: DE
Inventors: Laurence M. Mequon Yudokovitch; Roland P. Fitchburg Makin; Rene J.C. Coffeng; Michael D. Waukesha Krajnak
Original assignee: General Electric Co
Current assignee: General Electric Co
Priority date: 2008-12-31
Filing date: 2009-12-23
Publication date: 2010-07-22
Also published as: US20100169063A1

Abstract

Ein System (10) und ein Verfahren (100) zur Modellierung der pharmakodynamischen Wirkung von den einem Patienten (12) verabreichten Medikamenten werden geschaffen. Das System (10) enthält eine Modelldatenbank (52), die ein erstes und ein zweites Medikamentenwechselwirkungsmodell enthält. Eine Verarbeitungseinheit (40) bestimmt eine erste und eine zweite pharmakodynamische Wirkung und verwendet eine Dominanzregel zum Vergleichen der ersten und zweiten pharmakodynamischen Wirkung, um ein dominantes Wechselwirkungsmodell zu bestimmen. Eine graphische Anzeige (38), die mit der Verarbeitungseinheit (40) verbunden ist, stellt das gefundene dominante Wechselwirkungsmodell dar. Das Verfahren (100) enthält die Schritte des Bestimmens einer ersten, zweiten und dritten Medikamentenkonzentration (106), des Anwendens eines ersten Modells, das eine erste pharmakodynamische Wirkung (116) modelliert, des Anwendens eines zweiten Modells, das eine zweite pharmakodynamische Wirkung modelliert (116), des Vergleichens der ersten mit der zweiten pharmakodynamischen Wirkung, um festzustellen, welches von dem ersten und zweiten Modell das dominante pharmakodynamische Modell ist (118), und des Darstellens des gefundenen dominanten pharmakodynamischen Modells (120) auf der graphischen Anzeige (38).

Description

Hintergrund
Die vorliegende Offenbarung bezieht sich auf das Gebiet der Arzneimittelmodelierung. Im Einzelnen bezieht sich die vorliegende Offenbarung auf die Modellierung der pharmakodynamischen Wirkung eines oder mehrerer Medikamente, die einem Patienten verabreicht werden.
In der Notaufnahme oder im Operationssaal muss ein Anästhesist den Zustand des Patienten einschätzen und die anästhetische Therapie unter Verwendung einer breiten Vielfalt verschiedener medizinischer Vorrichtungen anpassen. Diese Vorrichtungen weisen untereinander häufig eine beschränkte Eignung zur Kommunikation auf, die zu einer unvollständigen Beschreibung des Zustandes des Patienten gegenüber dem Anästhesisten führt. Ein klinischer Arzt muss demnach das Niveau der Sedierung, der Analgesie und der neuromuskulären Blockade, den drei physiologischen Komponenten der Anästhesie, an dem Patienten in Abhängigkeit von der Berücksichtigung der verabreichten Arzneimittel und der anästhetischen Wirkungen, die diese Arzneimittel alleine oder in Kombination miteinander hervorrufen, verfolgen.
Die Praxis der intraoperativen Anästhesie beinhaltet typischerweise das Verabreichen von Sedativa, Analgetika und neuromuskulärer blockierenden Medikamenten oder Substanzen an einen Patienten. Diese Medikamente kontrollieren das Niveau des Bewusstseins, des Schmerzempfindens und der neuromuskulären Blockade des Patienten. Typischerweise weist jedes Medikament ein pharmakokinetisches (PK) Modell auf, das beschreibt, wie der Körper mit dem Medikament umgeht, und ein pharmakodynamisches (PD) Modell, das die Wirkung beschreibt, die das Medikament hervorruft, wenn es mit dem Körper in Wechselwirkung tritt. Im Einzelnen stellt das PK-Modell dar, wie das Medikament vom Körper des Patienten aufgenommen, verteilt und beseitigt wird. Das PD-Modell approximiert die Wirkung des Arzneimittels innerhalb des Patienten über die Zeit hinweg. Diese Modelle sind üblicherweise getrennt voneinander in Abhängigkeit von demographischen Standarddaten des Patienten, wie etwa Geschlecht, Alter, Körpergröße und -gewicht abgeleitet worden. In einer klinischen Situation werden jedoch typischerweise mehrere Medikamente gemeinsam angewandt. Die Wechselwirkungen zwischen diesen Medikamenten können additiv sein und eine Gesamtwirkung erzeugen, die gleich der Summe der einzelnen Wirkungen ist; sie können auch synergistisch sein und eine größere Gesamtwirkung als die Summe der einzelnen Medikamentenwirkungen aufweisen; oder sie können aber auch antagonistisch sein und eine geringere Gesamtwirkung als die Summe der einzelnen Medikamentenwirkungen erzeugen.
Anzeigen können dem Arzt sowohl den PK- als auch den PD-Graphen in Echtzeit anzeigen. Diese Anzeige ist jedoch infolge der Wechselwirkungen der verabreichten Medikamente in ihrer Fähigkeit beschränkt, Informationen hinsichtlich der gesamten Anästhesie des Patienten darzustellen. Demnach ist ein verbessertes System und Verfahren zum Modellieren und Anzeigen der pharmakodynamischen Wirkungen von Arzneimitteln wünschenswert.
Kurze Offenbarung
Hierin sind Systeme und Verfahren zur Modellierung der pharmakodynamischen Wirkung von Medikamenten, die einem Pati enten verabreicht werden, genauer offenbart. Ein Verfahren zur Modellierung der pharmakodynamischen Wirkung von Medikamenten, die einem Patienten verabreicht werden, enthält das Gewinnen einer ersten Medikamentenkonzentration, einer zweiten Medikamentenkonzentration und einer dritten Medikamentenkonzentration. Ein erstes Modell wird auf die erste Medikamentenkonzentration und die zweite Medikamentenkonzentration angewandt. Das erste Modell modelliert eine erste pharmakodynamische Wirkung, die der Wechselwirkung zwischen dem ersten Medikament und dem zweiten Medikament zugeordnet werden kann. Ein zweites Modell wird auf die zweite Medikamentenkonzentration und die dritte Medikamentenkonzentration angewandt. Das zweite Modell modelliert eine zweite pharmakodynamische Wirkung, die der Wechselwirkung des zweiten Medikamentes und des dritten Medikamentes zugeordnet werden kann. Der erste pharmakodynamische Effekt wird mit dem zweiten pharmakodynamischen Effekt verglichen, um festzustellen, welches von dem ersten Modell oder dem zweiten Modell das dominante pharmakodynamische Modell ist, das auf einer graphischen Anzeige dargestellt wird.
In einer alternativen Ausführungsform eines Verfahrens zum Anzeigen einer sichtbaren Darstellung der pharmakodynamischen Wirkung von anästhetischen Medikamenten, die einem Patienten verabreicht werden, enthält das Verfahren das Gewinnen einer ersten Anästhesiemittelkonzentration, einer zweiten Anästhesiemittelkonzentration und einer dritten Anästhesiemittelkonzentration. Die erste Anästhesiemittelkonzentration und zweite Anästhesiemittelkonzentration werden einem ersten pharmakodynamischen Modell zugeführt, um eine erste pharmakodynamische Wirkung zu modellieren, die der ersten Anästhesiemittelkonzentration und der zweiten Anästhesiemittelkonzentration zugeordnet werden kann. Die dritte Anästhesiemittelkonzentration wird einem zweiten pharmakodynamischen Modell zugeführt, um eine zweiten pharmakodynamische Wirkung zu modellieren, die der dritten Anästhesiemittelkonzentration zugeordnet werden kann. Danach wird festgestellt, welches von dem ersten und zweiten Modell das dominante pharmakodynamische Modell ist, indem die erste pharmakodynamische Wirkung und die zweite pharmakodynamische Wirkung verglichen werden. Das dominante pharmakodynamische Modell wird auf einer graphischen Anzeige angezeigt.
Außerdem wird hierin ein System zur Modellierung der pharmakodynamischen Wirkung von Anästhesiemitteln, die einem Patienten verabreicht werden, offenbart. Das System enthält ein Verabreichungssystem für ein intravenöses (IV) Anästhesiemittel, wobei das Verabreichungssystem zur Verabreichung eines ersten Anästhesiemittels an den Patienten angeschlossen ist. Das IV-Anästhesiemittelverabreichungssystem enthält einen Monitor, der eine dem Patienten verabreichte erste Anästhesiemittelmenge misst. Ein Anästhesiegasverabreichungssystem ist an den Patienten angeschlossen, um diesem ein zweites Anästhesiemittel zu verabreichen. Das Anästhesiegasverabreichungssystem enthält einen Monitor, der eine Menge des zweiten Anästhesiemittels misst, die einem Patienten verabreicht wird. Eine Modelldatenbank enthält ein erstes und ein zweites Medikamentenwechselwirkungsmodell. Das erste und das zweite Medikamentenwechselwirkungsmodell modellieren die pharmakodynamische Wirkung, die ein Patient durch ein oder mehrere Anästhesiemittel erfährt. Eine Verarbeitungseinheit ist mit dem IV-Anästhesiemittelverabreichungssystem verbunden, um die erste Anästhesiemittelmenge zu empfangen. Die Verarbeitungseinheit ist mit dem Anästhesiegasverabreichungssystem verbunden, um die zweite Anästhesiemittelmenge zu empfangen. Die Verarbeitungseinheit ist weiterhin mit der Modelldatenbank verbunden, um das erste Medikamentenwechselwirkungsmodell und das zweite Medikamentenwechselwirkungsmodell zu empfangen. Die Verarbeitungseinheit empfängt weiterhin eine zusätzliche Anästhesie mittelmenge, die für eine Menge eines zusätzlichen Anästhesiemittels kennzeichnend ist, das dem Patienten zugeführt wird. Die Verarbeitungseinheit ist mit einem Computer lesbaren Code ausgestattet, um die empfangene Menge des ersten Anästhesiemittels und die empfangene Menge des Anästhesiegases dem ersten Medikamentenwechselwirkungsmodell zur Bestimmung einer ersten pharmakodynamischen Wirkung auf den Patienten zuzuführen und die empfangene zusätzliche Anästhesiemittelmenge dem zweiten Medikamentenwechselwirkungsmodell zur Bestimmung einer zweiten pharmakodynamischen Wirkung auf den Patienten zuzuführen. Eine Regeldatenbank enthält eine Dominanzregel, und die Verarbeitungseinheit erhält die Dominanzregel aus der Regeldatenbank und verwendet die Dominanzregel zum Vergleichen der ersten pharmakodynamischen Wirkung und der zweiten pharmakodynamischen Wirkung, um ein dominantes Wechselwirkungsmodell zu bestimmen. Eine graphische Anzeige ist mit der Verarbeitungseinheit verbunden, und die graphische Anzeige empfängt das festgestellte dominante Wechselwirkungsmodell und stellt die pharmakodynamische Wirkung gemäß dem dominanten Wechselwirkungsmodell dar.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
Die Zeichnungen:
1 ist ein Systemdiagramm, das eine Ausführungsform eines Systems zur Modellierung einer pharmakodynamischen Wirkung zeigt;
2 ist ein Systemdiagramm, das ein detaillierteres Ausführungsbeispiel eines Systems zur Modellierung einer pharmakodynamischen Wirkung zeigt;
3 ist ein Flussdiagramm, das die Schritte eines Ausführungsbeispiels eines Verfahrens zur Modellierung der pharmakodynamischen Wirkung der einem Patienten verabreichten Medikamente zeigt;
4 stellt ein Ausführungsbeispiel einer graphischen Anzeige zur Darstellung der pharmakodynamischen Wirkung von Medikamenten dar.
Detaillierte Offenbarung
1 stellt ein Ausführungsbeispiel eines Systems 10 zur Modellierung der pharmakodynamischen Wirkung von Medikamenten dar, die einem Patienten 12 verabreicht werden. Das Ausführungsbeispiel gemäß dem System 10 enthält ein intravenöses (IV) Medikamentenverabreichungssystem 14, das einen oder mehrere Beutel mit einem flüssigen IV-Medikament 16 enthält, die an eine IV-Pumpe 18 angeschlossen sind. Die IV-Pumpe 18 steuert den Fluss des IV-Medikaments 16, mit dem sie verbunden ist, über einen Katheter 20 in den Patienten hinein. Die IV-Pumpe 18 steuert den Fluss des IV-Medikaments 16 nicht nur, sondern überwacht den Fluss des IV-Medikaments 16 auch so, dass über eine Leitung 24 eine Menge des IV-Medikaments an einen Medikamentenwechselwirkungscomputer 22 übermittelt werden kann. Alternativ kann das IV-Medikamentenverabreichungssystem 14 ein manuelles oder automatisiertes IV-Medikamenten-Spritzenverabreichungssystem sein, wie es in Operationssaalumgebungen häufig zu finden ist. Der Medikamentenwechselwirkungscomputer 22 kann ein Spezialzweckcomputer, der zur Modellierung von Medikamentenwechselwirkungen programmiert ist, oder ein Vielzweckcomputer sein, der mit einem Computer lesbaren Code programmiert ist, um den Vielzweckcomputer in die Lage zu versetzen, speziell die Funktionen der Modellierung von Medikamentenwechselwirkungen auszuführen.
Das System 10 enthält weiterhin ein Verabreichungssystem 26 für ein medizinisches Gas. Das Medizingasverabreichungssystem 26 enthält die Elemente, die typischerweise für die Verabreichung eines medizinischen Gases bekannt sind, einschließlich einer oder mehrerer Quellen des medizinischen Gases. Die eine oder die mehreren Quellen des medizinischen Gases können inhalierte anästhetische Gase, Ausgleichsgase, wie etwa Stickstoff, oder Sauerstoff enthalten. Das Medizingasverabreichungssystem 26 kann dem Patienten 12 ferner Atemunterstützung gewähren, weil ein Patient, der Anästhetika enthält, infolge des geschwächten oder anästhetisierten Zustandes des Patienten eine künstliche Beatmung oder Atemhilfe benötigen kann. Das medizinische Gas wird dem Patienten 12 über eine Röhre 28 und eine Y-Verbindung 30 verabreicht, die den Patienten mit einem Einatmungszweig und einem Ausatmungszweig verbindet.
In der Y-Verbindung 30 oder um diese herum und typischerweise in dem Ausatmungszweig oder nahe bei diesem kann ein Gassensor 32 angeordnet sein, um die von dem Patienten 12 ausgeatmeten Gase zu untersuchen. Die Konzentrationen der Gaskomponenten in dem ausgeatmeten Gas können bedeutende Messwerte sein, wie sie zur Bestimmung der Menge des eingeatmeten Anästhesiemittels verwendet werden können, das dem Patienten 12 zugeführt worden ist. Das Medizingasverabreichungssystem 26 ist über die Leitung 34 mit einem Medikamentenwechselwirkungscomputer 22 verbunden, wobei der Gassensor 32 über die Leitung 36 mit dem (nicht gezeigten) Gasmonitor verbunden ist, der ein Modul des Medikamentenwechselwirkungscomputers 22 sein kann. Wenn der Gasmonitor von dem Medikamentenwechselwirkungscomputer 22 unabhängig ist, werden nachfolgende Daten von dem Monitor anschließend zu dem Medikamentenwechselwirkungscomputer 22 übertragen. Die Leitung 36 ermöglicht die Weitergabe der Kon zentrationen des ausgeatmeten medizinischen Gases an den Medikamentenwechselwirkungscomputer 22 zur weiteren Verarbeitung.
Es sollte erkannt werden, dass die Leitungen 24, 34 und 36, wie sie in diesem Ausführungsbeispiel gezeigt sind, beliebige Arten von Datenübertragungsleitungen sein können, die zur Weitergabe von Daten in einer klinischen Umgebung geeignet sind. Alternativ können die Leitungen 24, 34 und 36 auch durch drahtlose Datenübertragungstechniken, wie etwa Bluetooth, HF und Infrarot, jedoch ohne eine Beschränkung auf diese, ersetzt werden.
Während das intravenöse Medikamentenverabreichungssystem 14 und das Medizingasverabreichungssystem 26 hierin für die Abgabe von anästhetischen Medikamenten an einen Patienten genauer beschrieben sind, sollte jedoch weiterhin erkannt werden, dass hierin eine breite Vielfalt von anderen Anästhetikaverabreichungssystemen oder -techniken ebenfalls verwendet werden könnten. Diese anderen Anästhetikaverabreichungstechniken können eine Injekton oder einen Bolus eines anästhetischen Medikaments oder ein oral verabreichtes Anästhesiemittel enthalten. Bei diesen Ausführungsformen kann der verabreichende Arzt die Menge des verabreichten Medikamentes manuell in den Medikamentenwechselwirkungscomputer 22 eingeben. Diese weiteren Anästhesiemittelverabreichungstechniken sind von den Hilfsmitteln umfasst, durch die dem Patienten Anästhesiemittel verabreicht werden können, beschränken diese aber nicht.
Wenn der Patient 12 eine anästhetische Behandlung erhält, beinhaltet die Anästhesie typischerweise drei Komponenten von Anästhesiemitteln. Diese Anästhesiemittel enthalten ein Analgetikum, ein Sedativum und einen neuromuskulären Blocker. In Abhängigkeit von den speziellen für die Anästhesie verwendeten Medikamenten kann der Patient von dem IV-Medikamentenverabrei chungssystem 14 und dem Medizingasverabreichungssystem 26 jeweils ein oder mehrere Medikamente erhalten. Weiterhin kann der Patient die Anästhesiemittelkomponenten in einer bestimmten Reihenfolge erhalten, die zu verschiedenen Zeitpunkten unterschiedliche Kombinationen erzeugt, etwa um den Patienten in der richtigen Weise durch die drei Phasen der Anästhesie zu führen, nämlich den Eintritt, die Aufrechterhaltung und den Austritt. Außerdem kann der Anästhesist dem Patienten 12 in Abhängigkeit von den Eigenschaften der Behandlung, des Patienten und der gewünschten Anästhesie ein oder mehrere Medikamente aus jeder der Anästhesiekomponenten verabreichen.
Gewöhnlich in der Anästhesie verwendete Analgetika können Opioide, wie etwa die Fentantyl-Familie enthalten. Diese Medikamentenfamilie enthält Remifentanil, Fentanyl, Sufentanil und Alfentanil. Die Mitglieder dieser Medikamentenfamilie werden typischerweise entweder als Bolus oder als Infusion intravenös verabreicht. Ein oder mehrere dieser Analgetika können mit einem Sedativum kombiniert werden, um eine anästhetische Wirkung zu erzeugen. Das Sedativum kann intravenös verabreichtes Propofol oder Thiopental enthalten, kann aber auch inhalierte sedative Gase, wie etwa Sevofluran, Isofluran, Desfluran, Enfluran, Halothan oder Distickstoffmonoxid (N₂O) enthalten. Es sollte auch erkannt werden, dass dem Patienten ein neuromuskuläres Blockademittel, z. B. Rucoronium, Vecuronium, Pancuronium und Mivacurium, als Teil der verschriebenen Anästhesie ebenfalls verabreicht werden kann. Das hier offenbarte Beispiel konzentriert sich jedoch zur detaillierteren Offenbarung auf die Wechselwirkung zwischen analgetischen und sedativen Medikamenten.
Obwohl ein anästhetisches Medikament als ein Analgetikum, ein Sedativum oder neuromuskuläres Blockademittel bezeichnet werden kann, muss erkannt werden, dass jedes dieser Medikamen te auch pharmakodynamische (PD) Wirkungen in mehr als einer oder in allen drei Komponenten der Anästhesie hervorrufen kann. Zum Zwecke der Einfachheit der Klassifizierung und Beschreibung wird jedoch eine Primärwirkung jedes der Medikamente verwendet, um die Medikamente innerhalb der Begriffe dieser Beschreibung zu klassifizieren. Wie hierin weiter genau beschrieben ist, können die zusätzlichen anästhetischen Wirkungen dieser Medikamente unterschiedliche PD-Wirkungen bei der Sedierung, Analgesie oder neuromuskulären Blockade des Patienten in Abhängigkeit davon hervorrufen, ob diese Medikamente alleine oder in Verbindung mit weiteren Medikamenten wirken.
Während 1 das System darstellt, das zur Verwendung in einer kritischen oder Intensivmedizinumgebung eingerichtet ist, könnten in einer Operationssaalumgebung die IV-Pumpen 18 durch Spritzenpumpen und das Medizingasverabreichungssystem 26 durch eine Anästhesiemaschine ersetzt werden, die die notwendige Beatmung und überwachende Unterstützung bietet.
2 ist ein detaillierteres Systemdiagramm des Medikamentenwechselwirkungscomputers 22. Der Medikamentenwechselwirkungscomputer 22 enthält eine Verarbeitungseinheit 40. Die Verarbeitungseinheit 40 kann ein Mikroprozessor oder eine andere Art von Steuerung sein, die mit einem Computer lesbaren Code programmiert ist, um die Verarbeitungseinheit 40 in die Lage zu versetzen, speziell die Funktionen eines Medikamentenwechselwirkungscomputer 22 erfüllen. Die Verarbeitungseinheit 40 empfängt über eine Leitung 24 eine IV-Medikamentenmenge 42 von einer IV-Pumpe 18, wie es in 1 dargestellt ist. Außerdem kann die Verarbeitungseinheit 40 eine zusätzliche IV-Medikamentenmenge 44 erhalten, wenn der Patient eine Anästhesie unter Verwendung mehr als eines intravenösen Anästhesiemittels erhält. Die Verarbeitungseinheit 40 empfängt weiterhin die Menge 46 eines gasförmigen Medikamentes. Diese Anästhesie gasmenge kann über die Leitung 34 von dem Medizingasverabreichungssystem 26 empfangen werden. Außerdem kann die Verarbeitungseinheit 40 über die Leitung 36 in 1 die Menge eines gasförmigen Medikamentes oder eine Gaskonzentration von dem Gassensor 32 empfangen, so dass die Menge des anästhetischen Gases bestimmt werden kann, das dem Patienten 12 verabreicht und von ihm zurückbehalten wird. Wenn dem Patienten mehr als ein anästhetisches Gas gleichzeitig verabreicht wird, kann die Verarbeitungseinheit 40 außerdem eine zusätzliche Gasmedikamentenmenge 48 empfangen.
Die Verarbeitungseinheit 40 übernimmt die empfangene IV-Medikamentenmenge 42 und die empfangene Gasmedikamentenmenge 46 und kann ein Verfahren anwenden, wie es unten genauer beschrieben ist, um die empfangene IV-Medikamentenmenge 42 und die empfangene Gasmedikamentenmenge 46 zu verarbeiten. Die Verarbeitungseinheit 40 ist weiterhin mit Datenbanken verbunden, die weitere Informationen an die Verarbeitungseinheit 40 liefern. Während diese Datenbanken als individuelle Einheiten innerhalb des Medikamentenwechselwirkungscomputers 22 dargestellt sind, wird erkannt, dass diese Datenbanken auch Teil derselben Datenbank sein oder von dem Medikamentenwechselwirkungscomputer 22 extern, aber mit dem Medikamentenwechselwirkungscomputer 22 in einer Art von Kommunikation verbunden sein könnten, wie etwa über Kommunikationsnetze, z. B. ein LAN-Netz oder das Internet.
Die Verarbeitungseinheit 40 ist mit einer Datenbank von Umwandlungsfunktionen 50 verbunden. Die Umwandlungsfunktionen, die in der Datenbank 50 gespeichert sind, werden unten genauer beschrieben, sind jedoch Funktionen, die zum Umrechnen bzw. Umwandeln der empfangenen Anästhesiemittelmengen von der Menge des tatsächlichen Anästhesiemittels, das dem Patienten verabreicht worden ist, in eine virtuelle Menge oder Konzentration eines Anästhesiemittels, für das ein Medikamentenwechselwirkungsmodell vorliegt, verwendet werden, wenn für das spezielle Anästhesiemittel, das dem Patienten tatsächlich verabreicht worden ist, kein Medikamentenwechselwirkungsmodell vorhanden ist.
Die Verarbeitungseinheit 40 ist auch mit einer Datenbank von Medikamentenwechselwirkungsmodellen 52 verbunden. Die in der Datenbank 52 gespeicherten Medikamentenwechselwirkungsmodelle sind pharmakodynamische Modelle, die die pharmakodynamische (PD) Wirkung, die der Patient infolge eines anästhetischen Medikamentes oder einer Kombination von zwei oder mehr anästhetischen Medikamenten spürt, abschätzen und vorhersagen. Die PD-Modelle, die auf die Modellierung der PD-Wirkung einer Kombination von Anästhesiemitteln gerichtet sind, können als Medikamentenwechselwirkungsmodelle bezeichnet werden und unterschiedliche mögliche Kombinationen von Anästhesiemitteln betrachten. Ein Medikamentenwechselwirkungsmodell kann z. B. für eine Kombination aus einem bestimmten sedativen Medikament und einem bestimmten analgetischen Medikament spezifisch sein.
Die Verarbeitungseinheit 40 ist weiterhin mit einer Modellbewertungsregeldatenbank 54 verbunden. Die Modellbewertungsregeln, die in der Datenbank 54 zu finden sind, können Boolesche Regeln oder Regeln in Fuzzy-Logik enthalten, die von der Verarbeitungseinheit 40 auf die Medikamentenwechselwirkungsmodelle angewandt werden können, um die Medikamentenwechselwirkungsmodelle in der Medikamentenwechselwirkungsmodelldatenbank 52 zu vergleichen, auszuwählen und zu bewerten. Die Modellregeldatenbank 54 kann Auswahlregeln zum Auswählen der geeigneten Medikamentenwechselwirkungsmodelle in Abhängigkeit von den empfangenen Anästhesiemittelmengen, Dominanzregeln zum Auswählen eines dominanten Modells für die gegenwärtige PD-Wirkung sowie Validitätsregeln zur Überprüfung enthalten, um sicherzustellen, dass die angewandten Medikamentenwechselwirkungsmodelle gültige Ergebnisse erzeugen. Die Modellbewertungsregeln werden von der Verarbeitungseinheit 40 verwendet, um festzustellen, welches von einem oder mehreren Medikamentenwechselwirkungsmodellen, die gegenwärtig von der Verarbeitungseinheit verwendet werden, ein dominantes Modell ist, das zum Modellieren der pharmakodynamischen Wirkung, die der Patient erfährt, verwendet werden sollte. Das erkannte dominante Modell 56 wird danach auf einer graphischen Anzeige 38 dargestellt, wie es in den 1 und 2 gezeigt ist.
3 stellt ein Flussdiagramm eines Verfahrens 100 zum Modellieren der pharmakodynamischen Wirkungen eines oder mehrerer Medikamente dar, die einem Patienten verabreicht werden. In dem Verfahren wird in dem Schritt 102 zuerst eine Menge eines intravenösen Medikamentes erhalten, das dem Patienten verabreicht worden ist. Diese Medikamentenmenge kann von einer IV-Pumpe erhalten werden oder anderenfalls von einem Arzt eingegeben werden, wie etwa in dem Fall der Verabreichung einer Injektion oder eines Bolus eines Medikaments an einen Patienten. Der Schritt 102 kann weiterhin das Gewinnen weiterer intravenöser Medikamentenmengen enthalten, die so viele Medikamente enthalten, wie dem Patienten intravenös verabreicht worden sind.
Das Verfahren enthält weiterhin den Schritt 104 des Erhaltens einer inhalierten Medikamentenmenge. Diese kann von einem Medizingasverabreichungssystem erhalten werden. Der Schritt 104 kann weiterhin das Erhalten von inhalierten Medikamentenmengen weiterer inhalierter Medikamente für so viele inhalierte Medikamente enthalten, wie dem Patienten verabreicht worden sind. Außerdem kann der Schritt 104 weiterhin das Gewinnen einer ausgeatmeten Medikamentenmenge oder -konzentration enthalten, wie etwa von einem Gassensor, der mit dem Patienten ver bunden ist, um die Menge des anästhetischen Medikamentes, die dem Patienten verabreicht worden ist, und unter Verwendung des von dem Patienten ausgeatmeten anästhetischen Medikamentes diejenige Menge, die im Körper des Patienten zurückgehalten worden ist, zu bestimmen.
Während das Verfahren 100 so beschrieben worden ist, dass es die Schritte 102 des Gewinnens einer intravenösen Medikamentenmenge und des Schrittes 104 des Gewinnens einer eingeatmeten Medikamentenmenge enthält, sollte erkannt werden, dass alternative Ausführungsbeispiele des Verfahrens das Erhalten einer Anästhesiemittelmenge von jeder beliebigen anwendbaren Anästhesiemittelverabreichungstechnik enthalten kann. Demnach können in einigen Ausführungsformen die Anästhesiemittel nur durch Inhalation verabreicht werden, während die Anästhesiemittel in anderen Ausführungsformen nur auf intravenösem Wege verabreicht werden. Es ist beabsichtigt, dass diese Beschreibung das Verfahren nicht mit den Begriffen der speziellen verwendeten Anästhesiemittelverabreichungstechniken beschränkt.
Als nächstes werden in dem Schritt 106 die erhaltene intravenöse Medikamentenmenge 102 und die erhaltene eingeatmete Medikamentenmenge 104 zum Berechnen der Konzentration der erhaltenen Medikamente verwendet. Statt in dem Schritt 106 die Konzentrationen der erhaltenen Medikamente zu berechnen, können alternativ auch die Medikamentenkonzentrationen selbst von einem Überwachungssystem mit der Funktionalität zur Bestimmung der Konzentration von Anästhesiemitteln im Blut des Patienten gewonnen werden.
Danach werden in dem Schritt 108 anwendbare pharmakodynamische (PD) Wechselwirkungsmodelle in Abhängigkeit von den intravenösen und eingeatmeten Medikamenten, die dem Patienten verabreicht worden sind, erkannt. Diese Identifizierung in dem Schritt 108 kann unter Verwendung logischer Modellauswahlregeln aus der Modellbewertungsregeldatenbank 54 in 2 vorgenommen werden. Die Wechselwirkungsmodelle können in der Medikamentenwechselwirkungsmodelldatenbank 52 in 2 gespeichert sein. Die Wechselwirkungsmodelle können sich auf die sich ergebende pharmakodynamische Wirkung beziehen, die von dem Patienten auf der Grundlage eines einzigen Anästhesiemittels oder einer Kombination von zwei oder mehr Anästhesiemitteln erfahren wird. Wechselwirkungsmodelle können für jede aus einer Vielzahl von möglichen Medikamentenkombinationen existieren, die dem Patienten verabreicht werden könnten, so dass diese Modelle die Wechselwirkungen des einen oder der mehreren Anästhesiemittel, die gerade verabreicht werden oder in dem Patienten noch vorhanden sind, genau betrachten können.
In einer alternativen Ausführungsform können die Medikamentenwechselwirkungsmodelle nur die Modelle der gebräuchlichsten Medikamentenwechselwirkungen enthalten. In dieser Ausführungsform wendet das Verfahren die Schritte 110 bis 114 zur Erzeugung einer virtuellen Medikamentenkonzentration an, die zu den geforderten Medikamenten eines der Medikamentenwechselwirkungsmodelle passt, indem das verabreichte Medikament in eine virtuelle Konzentration eines Medikamentes umgerechnet bzw. umgewandelt wird, für das ein Wechselwirkungsmodell vorliegt. In diesem Ausführungsbeispiel wird in dem Schritt 110 die Zusatzmedikamentenmenge erhalten. Als nächstes wird in dem Schritt 112 eine Medikamentenumwandlungsfunktion auf die erhaltene Zusatzmedikamentenmenge angewandt. Dies ermöglicht in dem Schritt 114 die Berechnung der virtuellen Medikamentenkonzentration. Die virtuelle Medikamentenkonzentration aus dem Schritt 114 wird danach in dem Schritt 108 zur Identifizierung des Wechselwirkungsmodells verwendet, auf das die virtuelle Medikamentenkonzentration angewandt werden kann.
In einem Beispiel dieser Ausführungsform können die Medikamentenwechselwirkungsmodelle ein Modell für die Remifentanil-Propofol-Wechselwirkung und ein Medikamentenwechselwirkungsmodell für die Remifentanil-Sevofluran-Wechselwirkung enthalten. Dem Patienten wird dann eine Kombination des Sedativums Desfluran und des Analgetikums Sufentanil verabreicht. Die Mengen des verabreichten Desflurans und Sufentanils werden danach in dem Schritt 110 gewonnen, wobei ein Medikamentenwechselwirkungsmodell für diese Medikamente nicht verfügbar sein kann. In dem Schritt 112 wird eine Medikamentenumwandlungsfunktion auf die erhaltene Desfluranmenge und die erhaltene Sufentanilmenge angewandt, um das verabreichte Desfluran und das verabreichte Suphentanyl in virtuelle Medikamentenkonzentrationen von Sevofluran bzw. Remifentanil umzurechnen.
Die Umwandlungen innerhalb der Fluranfamilie von inhalierten Sedativa können unter Verwendung von auf die Äquivalenz der minimalen alveolären Konzentration (MAC) gestützte Funktionen vorgenommen werden. Die MAC-Äquivalenz ist ein Messwert der Stärke eines inhalierten Mittels in Abhängigkeit von der Konzentration des Mittels, die in der Lunge des Patienten zur Erzeugung einer minimalen klinischen Wirkung benötigt wird. Je stärker das sedative Mittel ist, desto geringer ist die alveoläre Konzentration dieses Mittels, die zur Erzeugung der klinischen Wirkung erforderlich ist. Demnach können die Medikamente innerhalb der Fluranfamilie so in eine virtuelle Konzentration eines Medikamentes in dieser Familie (Sevoflurane) konvertiert werden, dass diese virtuelle Konzentration in einem Medikamentenwechselwirkungsmodell verwendet werden kann.
In ähnlicher Weise sind die Analgetika der Fentanylfamilie durch die MAC-Reduktion, die jedes Medikament hervorruft, verwandt. Diese Opioide rufen die Wirkung einer Verringerung der MAC der inhalierten Mittel hervor, die für die minimale klini sche Wirkung benötigt wird. Diese physiologische Eigenschaft ist als die MAC-Reduktion bekannt und kann verwendet werden, um die relative Stärke bzw. die physiologischen Wirkungen der Medikamente innerhalb der Fentanylfamilie zu vergleichen. Demnach können Medikamentenkonvertierungsfunktionen in Abhängigkeit von der Eigenschaft der Fentanylfamilie zur MAC-Reduktion verwendet werden, um eine Menge eins beliebigen dieser Medikamente in eine virtuelle Medikamentenkonzentration eines Medikamentes der Fentanylfamilie (Remifentanil) umzuwandeln, für das ein Medikamentenwechselwirkungsmodell vorliegt.
Demnach sind in dieser Ausführungsform weniger Medikamentenwechselwirkungsmodelle erforderlich und es kann bereits ein robustes System erstellt werden, das zur Modellierung der Wechselwirkungen zwischen einer Vielzahl von Anästhesiemitteln in der Lage ist. Während hierin die Fluranfamilie von inhalierten Sedativa und die Fentanylfamilie von Analgetika beschrieben worden sind, sollte jedoch erkannt werden, dass auch für andere Familien von Anästhesiemitteln ähnliche Medikamentenumwandlungen vorgenommen werden können.
Sobald in dem Schritt 108 die anwendbaren Medikamentenwechselwirkungsmodelle identifiziert worden sind, wird danach in dem Schritt jedes der identifizierten anwendbaren Modelle 116 verwendet, um die PD-Wirkung in Abhängigkeit von jedem der identifizierten Modelle zu berechnen. Jedes der identifizierten Modelle könnte nur die PD-Wirkung enthalten, die einem oder mehreren der anästhetischen Medikamente zugeordnet werden kann, die dem Patienten gerade verabreicht werden. Weil die Medikamentenwechselwirkungsmodelle sich jeweils auf spezielle Wechselwirkungen zwischen einem oder mehreren Medikamenten konzentrieren, können die PD-Wirkungen, die von den verschiedenen Modellen berechnet werden, leicht voneinander verschieden sein, und deshalb muss in dem Schritt 118 ein dominantes Medikamentenwechselwirkungsmodell bestimmt werden. In dem Schritt des Bestimmens eines dominanten Modells können Dominanzregeln aus einer Modellbewertungsregeldatenbank 54 verwendet werden, die dabei helfen, festzustellen, welches der Modelle für die von dem Patienten erfahrenen PD-Wirkung das dominante Modell ist. Die Dominanzregeln aus der Modellbewertungsregeldatenbank können boolesche Regeln oder Regeln der Fuzzy-Logik enthalten, die bei der Bestimmung des dominanten Modells der PD-Wirkungen auf den Patienten helfen.
In einer Ausführungsform identifiziert die Dominanzregel das Modell, das dem größten Teil der PD-Wirkung zugeordnet werden kann, als das dominante Modell. In alternativen Ausführungsformen muss ein Modell 90% oder mehr von der gesamten PD-Wirkung zugeordnet werden können, die von dem Patienten erfahren wird, um als das dominante Modell festgestellt zu werden. In noch anderen Ausführungsformen kann die Dominanzregel einen Vergleich mit anderen klinischen Beobachtungen oder gemessenen physiologischen Parametern enthalten. Es sollte jedoch von einem Fachmann erkannt werden, dass zahlreiche weitere Dominanzregeln verwendet werden könnten, um zwei oder mehr anwendbare Medikamentenwechselwirkungsmodelle zu bewerten, wobei angenommen wird, dass diese Regeln innerhalb des Bereiches dieser Offenbarung liegen.
Sobald in dem Schritt 118 das dominante Modell bestimmt worden ist, wird das dominante Modell in dem Schritt 120 auf einer graphischen Anzeige dargestellt, wie etwa der graphischen Anzeige 38, wie sie in den 1 und 2 gezeigt ist.
In einem weiteren Schritt des Verfahrens 100 können die berechneten PD-Wirkungen für jedes Modell aus dem Schritt 116 analysiert werden, um in dem Schritt 122 ungültige Modelle zu erkennen. Die Wechselwirkung bestimmter Medikamentenkombinati onen kann dazu führen, dass bestimmte Medikamentenwechselwirkungsmodelle ungültig werden, und deshalb kann ein Schritt zur Erkennung jeglicher ungültiger Medikamentenwechselwirkungsmodelle erforderlich sein.
Gültigkeitsregeln können verwendet werden, um zu erkennen, wann ein Medikamentenwechselwirkungsmodell gültig ist oder ungültig geworden ist. Die Gültigkeitsregeln können für die identifizierten Medikamentenwechselwirkungsmodelle Ungültigkeit erzeugende Situationen erkennen, wie etwa bestimmte Kombinationen von Medikamenten, das Vorhandensein der Kombination der tatsächlichen Medikamente gegenüber den berechneten virtuellen Konzentrationen oder zusätzliche medikamentöse Behandlungen, die der Patient erhalten kann. Weitere Beispiele für Gültigkeitsregeln können die Feststellung enthalten, ob die anwendbaren Medikamentenwechselwirkungsmodelle nur eine Mehrheit bzw. einen Großteil der gesamten PD-Wirkung berücksichtigen, zwei oder mehr von den Medikamentenwechselwirkungsmodellen jeweils wenigstens 10% der gesamten PD-Wirkung zugeordnet werden können oder das festgestellte dominante Modell entweder weniger als zwei Mal oder drei Mal größer als die PD-Wirkung der anderen Medikamentenwechselwirkungsmodelle ist. Es ist jedoch beabsichtigt, dass die vorangegangene Liste von Gültigkeitsregeln nicht beschränkend ist, sondern der gesamte Bereich anwendbarer Gültigkeitsregeln, wie er von einem Fachmann erkannt würde, innerhalb des Bereiches der vorliegenden Offenbarung liegt.
Weitere Ausführungsbeispiele des Systems und des Verfahrens, wie sie hierin offenbart sind, können Dominanzregeln oder Gültigkeitsregeln verwenden, die auf die Konzentration (Ce) am Wirkungsort bzw. Effekt-Site-Konzentration des Anästhetikumverabreichungskonzepts gestützt sind. Die wirksame Konzentration wird typischerweise als EC bezeichnet. Die Kon zentration am Wirkungsort, die 50% der Maximalwirkung hervorruft, wird als EC₅₀ bezeichnet. In ähnlicher Weise ist EC₉₅ die Konzentration am Wirkungsort, die 95% der Maximalwirkung hervorruft. Alternative Ausführungsformen können diese Werte der Konzentration am Wirkungsort, wie sie in 4 dargestellt sind, berechnen, wie es hierin genauer beschrieben ist. In diesen Ausführungsformen können Dominanzregeln, die die Wechselwirkungsmodelle in Abhängigkeit von PD- oder PK-Berechnungen vergleichen, weiterhin dieses Konzept der Konzentration am Wirkungsort enthalten. In ähnlicher Weise können in einigen Ausführungsbeispielen Modellgültigkeitsregeln verwendet werden, wobei angenommen wird, dass ein oder mehrere Medikamentenwechselwirkungsmodelle ungültig sind, wenn die Konzentration am Wirkungsort unter den EC₅₀- oder den EC₉₅-Wert sinkt.
4 stellt eine Ausführungsform der Informationsdarstellung auf einer graphischen Anzeige 38 dar. In dieser Ausführungsform ist die graphische Anzeige in vier Informationsbereiche unterteilt, nämlich einen Medikamenten- und Fluid-Bereich 200, einen Sedierungsbereich 202, einen Analgesiebereich 204 und einen neuromuskulären Blockadebereich 206.
In dem Medikamenten- und Fluidbereich 200 wird eine Liste der Medikamente und Fluide, die dem Patienten verabreicht worden sind, zusammen mit einer sichtbaren Kennzeichnung der Zeit, zu der die Medikamente verabreicht wurden, der Art der Verabreichung (d. h. ob die Medikamente in einem Bolus oder in einer Infusion verabreicht worden sind) und der Menge der verabreichten Medikamente bereitgestellt.
Unter Bezug auf den Sedierungsbereich 202 werden als nächstes ein pharmakokinetischer (PK) und ein pharmakodynamischer (PD) Graph im Zusammenhang mit der Sedierung des Patienten angezeigt. Die Gesamtsedierung 208 ist die pharmakodynami sche Wirkung, die der Patient infolge der Kombination der sedativen und analgenetischen Medikamente erfährt. Die pharmakokinetische Eigenschaft der Medikamente wird ebenfalls angezeigt. Die pharmakokinetischen Graphen zeigen die Aufnahmeverteilung und die Beseitigung bzw. den Abbau der Medikamente in Abhängigkeit von ihrem spezifischen Modell. In dem Sedierungsbereich 202 sind zwei verschiedene sedative Medikamente dargestellt, nämlich diejenigen von Propofol und Sevofluran.
Der pharmakokinetische Graph 210 des Propofol zeigt, dass die Gesamtsedierung des Patienten der Propofolkonzentration folgt, sobald das Propofol erstmalig verabreicht wird, sofern es das einzige Medikament ist, das dem Patienten gegenwärtig verabreicht wird. Dies ändert sich jedoch, wenn dem Patienten ein analgetisches Medikament, Fentanyl, verabreicht wird, wie es von dem Fentanyl-PK-Graphen 212 in dem Analgesiebereich 204 wiedergegeben wird. Zur Zeit der Verabreichung des Fentanyl weicht die Gesamtsedierung 208 von dem Propofol-PK-Graphen 210 ab, weil die Wechselwirkung zwischen dem Fentanyl und dem Propofol eine stärkere Gesamtsedierung bewirkt als diejenige, die allein dem Propofol zuzuordnen ist. Dementsprechend bezeichnet an dem Bezugspunkt 214 die Zugabe des Fentanyl und die sich ergebende Änderung des PD-Graphen der Gesamtsedierung einen Wechsel des Medikamentenwechselwirkungsmodells, das zur Berechnung der von dem Patienten erfahrenen Gesamtsedierung verwendet wird. Vor dem Bezugspunkt 214 kann ein Medikamentenwechselwirkungsmodell allein auf der Grundlage der Wirkungen des Propofol verwendet werden, während nach der Verabreichung von Fentanyl jedoch ein neues Medikamentenwechselwirkungsmodell verwendet werden kann, das die PD-Wirkungen einer Kombination aus Propofol und Fentanyl genau wiedergibt, um eine bessere Wiedergabe der gesamten PD-Wirkungen der verabreichten Medikamente zu erzeugen.
Als nächstes ist in dem Sedierungsbereich 202 zu sehen, dass dem Patienten danach Sevofluran verabreicht wird, wie es durch den Sevofluran-PK-Graphen 216 wiedergegeben ist. Während anfänglich beginnend an dem Bezugspunkt 218 und bis zu dem Bezugspunkt 220 das Sevofluran verabreicht wird, wird jedoch angenommen, dass das Propofol/Fentanyl-Medikamentenwechselwirkungsmodell das dominante Modell für die PD-Wirkungen ist, die der Patient erfährt, und es wird demnach für den gesamten Sedierungsgraphen 208 verwendet. Als nächstes wird zwischen den Bezugspunkten 220 und 222 angenommen, dass eines oder mehrere der anwendbaren Medikamentenwechselwirkungsmodelle, nämlich das Propofol/Fentanyl-Wechselwirkungsmodell oder das Sevofluran/Fentanyl-Wechselwirkungsmodell, ungültig ist, und demnach wird in dieser Ausführungsform kein Gesamtsedierungsgraph 208 dargestellt. Die Gültigkeitssymbole, die gültige 224 und ungültige 226 Medikamentenwechselwirkungsmodelle kennzeichnen, können an diesen Bezugspunkten verwendet werden, um für einen Arzt die Zeiten zu kennzeichnen, zu denen die Medikamentenwechselwirkungsmodelle gültig oder ungültig sind. Wie zuvor beschrieben kann die Gültigkeitsbestimmung auf eine Menge von Regeln gestützt sein, die zur Bewertung der Gültigkeit und/oder Ungültigkeit bestimmter Medikamentenwechselwirkungsmodelle in Abhängigkeit von den sich ändernden Bedingungen festgelegt worden sind, denen der Patient ausgesetzt ist. Danach beginnt an dem Bezugspunkt 222, wie es durch das Gültigkeitssymbol 224 gekennzeichnet ist, der Gesamtsedierungsgraph 208 von Neuem, sobald das Sevofluran-Medikamentenwechselwirkungsmodell zu dem dominanten und gültigen Modell geworden ist, und setzt die Darstellung der gesamten pharamkodynamischen Wirkung fort, die der Patient infolge der Sevofluran/Fentanyl-Wechselwirkung erfährt.
Als nächstes wird dem Patienten Remifentanil zugeführt, wie es in dem Analgesiebereich 204 durch das Einsetzen des Re mifentanil-PK-Graphen 228 dargestellt ist. Dies fällt mit dem Bezugspunkt 230 in dem Gesamtsedierungsgraphen 208 zusammen, wobei die Gesamtsedierung zunimmt, um die Zufuhr dieses neuen analgetischen Medikamentes wiederzugeben. Demnach kann sich das Medikamentenwechselwirkungsmodell für die Gesamtsedierung 208 an dem Bezugspunkt 230 erneut ändern, um zu einem Sevofluran/Remifentanil-Medikamentenwechselwirkungsmodell zu wechseln. In einer alternativen Ausführungsform, in der das Remifentanil-Medikamentenwechselwirkungsmodell nicht verfügbar war, kann das verabreichte Remifentanil in eine virtuelle Konzentration von Fentanyl umgewandelt werden, und das zuvor verwendete Sevofluran/Fentanyl-Medikamentenwechselwirkungsmodell kann weiter benutzt werden, um die berechnete Gesamtsedierung 208 wiederzugeben.
Es sollte weiterhin erkannt werden, dass in dem Analgesiebereich 204 ein Gesamtanalgesiegraph 232 ähnlich dem Gesamtsedierungsgraphen 208 in dem Sedierungsbereich 202 dargestellt ist und Medikamentenwechselwirkungsmodelle, die die Gesamtanalgesie berechnen, in dem Analgesiebereich 204 in ähnlicher Weise verwendet werden, um die Gesamtanalgesie genau darzustellen, der der Patient infolge der Kombination eines oder mehrerer Medikamente mit analgetischer Wirkung ausgesetzt ist. Es muss erkannt werden, dass eine ähnliche Analyse, wie sie oben unter Bezug auf den Sedierungsbereich 202 und den Gesamtsedierungsgraphen 208 beschrieben ist, auch auf den Analgesiebereich 204 und den Gesamtanalgesiegraphen 232 anwendbar ist. Obwohl das in 4 dargestellte Beispiel die Verabreichung oder Analyse eines neuromuskulären Blockermittels nicht enthält, ist dieses ebenfalls eine wichtige Komponente der Anästhesie eines Patienten, weswegen zu erwarten ist, dass in Ausführungsbeispielen auch neuromuskuläre Blockademittel verabreicht und in dem Medikamenten- und Fluidbereich 200 dargestellt werden können und ein Graph, der die gesamte neuro muskuläre Blockade abbildet, sowie PK-Graphen, die die Konzentration der neuromuskulären Blockademittel wiedergeben, in dem neuromuskulären Blockadebereich 206 enthalten sein können. Die Analyse und Anzeige dieser Informationen in dem neuromuskulären Blockadebereich würde ebenfalls ähnlich der zuvor oben unter Bezug auf den gesamten Sedierungsbereich 202 beschriebenen erwartet werden. In einigen Ausführungsbeispielen können die Medikamentenwechselwirkungsmodelle auf eine einzige Komponente der Anästhesie beschränkt sein, wie etwa die Sedierung, die Analgesie oder die neuromuskuläre Blockade, während die Medikamentenwechselwirkungsmodelle in anderen Ausführungsformen jedoch zur Ableitung der Graphen der PD-Wirkung für einige oder alle Komponenten der Anästhesie anwendbar sein können.
Es sollte erkannt werden, dass das System und/oder das Verfahren in einigen Ausführungsbeispielen des Systems und des Verfahrens, wie sie hierin offenbart sind, allein durch die Verwendung eines Computers realisiert werden können. In solchen Ausführungsbeispielen können die Elemente des Systems und/oder des Verfahrens aus einem oder mehreren Programmen, Computerprogrammkomponenten oder Computerprogrammmodulen, die von einem Mikroprozessor des Computers zur Durchführung der beschriebenen Funktion ausgeführt werden oder das beschriebene Systemelement darstellen, bestehen oder durch diese ausgeführt werden. Die technische Wirkung derartiger Ausführungsformen, die nur durch die Verwendung eines Computers implementiert sind, besteht darin, einem Arzt eine verbesserte Modellierung der pharmakodynamischen Wirkungen zur Verfügung zu stellen, denen der Patient ausgesetzt ist und die den Wechselwirkungen zwischen einer Anzahl von anästhetischen Medikamenten zugeordnet werden können.
Ein System 10 und ein Verfahren 100 zur Modellierung der pharmakodynamischen Wirkung von den einem Patienten 12 verabreichten Medikamenten werden geschaffen. Das System 10 enthält eine Modelldatenbank 52, die ein erstes und ein zweites Medikamentenwechselwirkungsmodell enthält. Eine Verarbeitungseinheit 40 bestimmt eine erste und eine zweite pharmakodynamische Wirkung und verwendet eine Dominanzregel zum Vergleichen der ersten und zweiten pharmakodynamischen Wirkung, um ein dominantes Wechselwirkungsmodell zu bestimmen. Eine graphische Anzeige 38, die mit der Verarbeitungseinheit 40 verbunden ist, stellt das gefundene dominante Wechselwirkungsmodell dar. Das Verfahren 100 enthält die Schritte des Bestimmens einer ersten, zweiten und dritten Medikamentenkonzentration 106, des Anwendens eines ersten Modells, das eine erste pharmakodynamische Wirkung 116 modelliert, des Anwendens eines zweiten Modells, das eine zweite pharmakodynamische Wirkung modelliert 116, des Vergleichens der ersten mit der zweiten pharmakodynamischen Wirkung, um festzustellen, welches von dem ersten und zweiten Modell das dominante pharmakodynamische Modell ist 118, und des Darstellens des gefundenen dominanten pharmakodynamischen Modells 120 auf der graphischen Anzeige 38.
Diese schriftliche Beschreibung verwendet Beispiele zur Offenbarung der Erfindung, die die beste Art enthalten und einen Fachmann auch in die Lage versetzen, die Erfindung umzusetzen und zu verwenden. Der patentierbare Bereich der Erfindung ist durch die Ansprüche festgelegt und kann weitere Beispiele enthalten, die Fachleuten einfallen. Es ist beabsichtigt, dass derartige weitere Beispiele innerhalb des Bereiches der Ansprüche liegen, wenn sie strukturelle Elemente aufweisen, die nicht von dem Wortlaut der Ansprüche abweichen, oder äquivalente strukturelle Elemente mit unwesentlichen Unterschieden gegenüber dem Wortlaut der Ansprüche aufweisen.

10: System
12: Patient
14: IV-Medikamentenverabreichungssystem
16: Flüssiges IV-Medikament
18: IV-Pumpe
20: Katheter
22: Medikamentenwechselwirkungscomputer
24: Leitung
26: Medizingasverabreichungssystem
28: Röhre
30: Y-Verbindung
32: Gassensor
34: Leitung
36: Leitung
38: Graphische Anzeige
40: Verarbeitungseinheit
42: IV-Medikamentenmenge
44: Zusätzliche IV-Medikamentenmenge
46: Gasmedikamentenmenge
48: Zusätzliche Gasmedikamentenmenge
50: Datenbank
52: Medikamentenwechselwirkungsmodelldatenbank
54: Modellbewertungsregeldatenbank
56: Dominantes Modell
100: Flussdiagramm
102: Schritt
104: Schritt
106: Schritt
108: Schritt
110: Schritt
112: Schritt
114: Schritt
116: Schritt
118: Schritt
120: Schritt
122: Schritt
200: Medikamenten- und Fluidbereich
202: Sedierungsbereich
204: Analgesiebereich
206: Neuromuskulärer Blockadebereich
208: Gesamtsedierung
210: Propofol-PK-Graph
212: Fentanyl-PK-Graph
214: Bezugspunkt
216: Sevofluran-PK-Graph
218: Bezugspunkt
220: Bezugspunkt
222: Bezugspunkt
224: Gültige Kennzeichnung
226: Ungültige Kennzeichnung
228: Remifentanil-PK-Graph
230: Bezugspunkt
232: Gesamtanalgesiegraph

Claims

Verfahren (100) zur Modellierung der pharmakodynamischen Wirkung von Medikamenten, die einem Patienten (12) verabreicht werden, mittels eines Medikamentenwechselwirkungscomputers (22), wobei das Verfahren (100) die von dem Medikamentenwechselwirkungscomputer (22) ausgeführten Schritte enthält: Erhalten einer ersten Medikamentenkonzentration; Erhalten einer zweiten Medikamentenkonzentration; Erhalten einer dritten Medikamentenkonzentration; Anwenden eines ersten Modells aus einer Modelldatenbank (52) auf die erste Medikamentenkonzentration und die zweite Medikamentenkonzentration, das eine erste pharmakodynamische Wirkung modelliert, die der Wechselwirkung des ersten Medikamentes und des zweiten Medikamentes zugeordnet werden kann; Anwenden eines zweiten Modells aus der Modelldatenbank (52) auf die zweite Medikamentenkonzentration und die dritte Medikamentenkonzentration, das eine zweite pharmakodynamische Wirkung modelliert, die der Wechselwirkung des zweiten Medikamentes und des dritten Medikamentes zugeordnet werden kann; Vergleichen der ersten pharmakodynamischen Wirkung mit der zweiten pharmakodynamischen Wirkung, um festzustellen, welches von dem ersten und zweiten Modell das dominante Modell ist; und Darstellen des dominanten pharmakodynamischen Modells auf einer graphischen Anzeige (38).
Verfahren nach Anspruch 1, das weiterhin enthält, dass der Medikamentenwechselwirkungscomputer (22) ausführt: Erhalten einer ersten Medikamentenmenge; Berechnen der ersten Medikamentenkonzentration; Erhalten einer zweiten Medikamentenmenge; Berechnen der zweiten Medikamentenkonzentration; Erhalten einer dritten Medikamentenmenge; und Berechnen der dritten Medikamentenkonzentration.
Verfahren nach Anspruch 2, bei dem der Vergleich der ersten pharmakodynamischen Wirkung und der zweiten pharmakodynamischen Wirkung weiterhin beinhaltet, dass der Medikamentenwechselwirkungscomputer (22) ausführt: Berechnen der pharmakodynamischen Wirkung der Wechselwirkung zwischen dem ersten Medikament und dem zweiten Medikament unter Verwendung des ersten Modells; Berechnen der pharmakodynamischen Wirkung der Wechselwirkung zwischen dem zweiten Medikament und dem dritten Medikament unter Verwendung des zweiten Modells; Kombinieren der berechneten ersten und zweiten pharmakodynamischen Wirkung, um eine gesamte pharmakodynamische Wirkung zu bestimmen; und Bestimmen eines dominanten Modells aus dem ersten und dem zweiten Modell, wobei das dominante Modell dasjenige Modell ist, dem der größere Prozentsatz der gesamten pharmakodynamischen Wirkung zugeordnet werden kann.
Verfahren nach Anspruch 3, bei dem das erste Modell oder das zweite Modell dominant ist, wenn 90% oder mehr von der gesamten pharmakodynamischen Wirkung diesem Modell zugeordnet werden können.
Verfahren nach Anspruch 3, das weiterhin enthält: Bestimmen, ob das erste Modell oder das zweite Modell ungültig ist; und wenn das erste Modell oder das zweite Modell ungültig ist, Darstellen eines Hinweises auf der graphischen Anzeige (38), dass das erste Modell oder das zweite Modell ungültig ist, und wenn das erste und zweite Modell gültig sind, Darstellen eines Hinweises auf der graphischen Anzeige, dass die Modelle gültig sind.
Verfahren nach Anspruch 5, bei dem das Anzeigen der pharmakodynamischen Wirkung weiterhin das Bereitstellen einer sichtbaren Kennzeichnung auf der graphischen Anzeige (38) enthält, wenn das erste Modell oder das zweite Modell ungültig ist.
Verfahren nach Anspruch 6, das weiterhin enthält: Erhalten aktualisierter Konzentrationen für das erste, zweite und dritte Anästhesiemittel; Berechnen einer aktualisierten ersten pharmakodynamischen Wirkung und einer aktualisierten zweiten pharmakodynamischen Wirkung; Vergleichen der aktualisierten ersten pharmakodynamischen Wirkung und der aktualisierten zweiten pharmakodynamischen Wirkung, um ein aktualisiertes dominantes Modell zu bestimmen; und Anzeigen der aktualisierten pharmakodynamischen Wirkung, die dem aktualisierten dominanten Modell zugeordnet werden kann, auf der graphischen Anzeige (38).
Verfahren nach Anspruch 6, bei dem die visuelle Kennzeichnung anzeigt, welches von dem ersten oder zweiten Modell ungültig ist.
Verfahren nach Anspruch 2, bei dem der Vergleich zwischen der ersten pharmakodynamischen Wirkung und der zweiten pharmakodynamischen Wirkung eine erste Bewertung der gesamten pharmakodynamischen Wirkung durch einen Arzt enthält.
Verfahren nach Anspruch 1, bei dem der Schritt des Erhaltens der Konzentration des ersten Medikaments das Gewinnen einer virtuellen Konzentration des ersten Medikaments durch Erhalten einer Konzentration eines vierten Medikaments und Anwenden einer Umwandlungsformel auf die Konzentration des vierten Medikaments zum Hochrechnen der virtuellen Konzentration des ersten Medikaments enthält.