KIỂM SOÁT TÌNH TRẠNG THAY ĐỔI ĐỘ SÂU TRONG GÂY MÊ BẰNG PHƯƠNG PHÁP TRÍ TUỆ NHÂN TẠO. PGS.TS.BS NGUYỄN VĂN CHINH Đại học Y Dược TPHCM

ĐẶT VẤN ĐỀVấn đề theo dõi trong quá trình gây mê, ERAS Nghiên cứu này nhằm: 1 Tìm phương pháp mới theo dõi trong gây mê 1 Tìm phương pháp mới theo dõi trong gây mê 2 Kiểm soát tình trạ

KIỂM SOÁT TÌNH TRẠNG THAY ĐỔI ĐỘ SÂU

TRONG GÂY MÊ BẰNG PHƯƠNG PHÁP

TRÍ TUỆ NHÂN TẠO

PGS.TS.BS NGUYỄN VĂN CHINH

Đại học Y Dược TPHCM

NỘI DUNG

1 ĐẶT VẤN ĐỀ

2 MỤC TIÊU NGHIÊN CỨU

3 TỔNG QUAN TÀI LIỆU

4 PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU

5 KẾT QUẢ VÀ BÀN LUẬN

6 KẾT LUẬN VÀ ĐỀ XUẤT

1 ĐẶT VẤN ĐỀ

Vấn đề theo dõi trong quá trình gây mê, ERAS

Nghiên cứu này nhằm:

1) Tìm phương pháp mới theo dõi trong gây mê

1) Tìm phương pháp mới theo dõi trong gây mê

2) Kiểm soát tình trạng thay đổi của BN trong quá trình gây mê3) Theo dõi đáp ứng của mỗi BN trong dẫn mê

2 MỤC TIÊU NGHIÊN CỨU

bằng thuốc mê tĩnh mạch.

đoạn tỉnh mê - gây mê

Thăm Khám Tiền Mê Đánh giá ASA, Mallampati

Tiền Mê

An thần + giảm đau

Dẫn Mê Thuốc mê hô hấp/tĩnh mạch + giãn cơ + giảm đau

Thay đổi ý thức, phản xạ, HH, TH,…

Thoát mê Hồi Phục chức năng các cơ quan

Duy Trì mê thuốc mê hô hấp/ mê tĩnh mạch ± thuốc giãn cơ + thuốc giảm đau

Theo dõi chức năng các cơ quan Thay đổi ý thức, phản xạ, HH, TH,…

1 Kiểm báo trong quá trình gây mê

2 Các phương pháp dùng theo dõi trong gây mê

3 TỔNG QUAN

2 Các phương pháp dùng theo dõi trong gây mê

3 Các nghiên cứu trong và ngoài nước

KIỂM BÁO TRONG GÂY MÊ

 ECG, Mạch, huyết áp

 SpO2, EtCO2

 Thân nhiệt

 Nồng độ thuốc mê…

15.4%

30.6%

10% 20%

Quá liều

Đủ liều Chưa đủ liều

54%

Kaplan L and Bailey H Critical Care 2000; 4(1):S110.

Olson D et al NTI Proceedings 2003; CS82:196.

70%

 Joint Commission on Accreditation of Healthcare Organizations (JCAHO) has issued a new Sentinel Event Alert (issue no 32) aimed at preventing and managing the impact of anesthesia awareness The JCAHO alert identifies the incidence of awareness, describes common underlying causes and suggests steps for healthcare professionals and institutions to take in order to manage and prevent future occurrences The alert also recommends that healthcare organizations that perform general anesthesia develop and implement a policy

CẢNH BÁO THỨC TỈNH TRONG GÂY MÊ

organizations that perform general anesthesia develop and implement a policy that addresses anesthesia awareness.

 JCAHO đã phát cảnh báo mới về việc ngăn ngừa và quản lý việc thức tỉnh khi gây mê Cảnh báo này chứng minh người bệnh thức tỉnh, mơ tả những nguyên nhân cơ bản chung và đề xuất với giới chuyên mơn y tế các bước quản lý và ngăn chặn tình huống này xảy ra trong tương lai Cảnh báo cũng đề nghị các

tổ chức y tê đang sử dụng biện pháp gây mê tổng quát phải triển khai và thực hiện chính sách giải quyết sự thức tỉnh trong gây mê.

 October 7, 2004

Theo dõi độ mê trong Gây mê thể khí

 Với kỹ thuật “ GM cân bằng ” dựa vào nồng độ khí mê để theo dõi độ mê:

• Để bn ngủ êm không tỉnh thức

• Để bn ngủ ngon giấc không mộng mị

•• Để bn ngủ sâu không nhận biết sự việc xảy ra trong mổ

• Không nhằm mục đích để bn không đau, mất phản xạ tủy

 1963 Merkel và Eger: MAC “Nồng độ khí mê tối thiểu ở phế nang” cần thiết để 50% chủ thể không còn đáp ứng với kích thích đau

MAC (Minimum Alveolar Concentration)

MAC (Minimum Alveolar Concentration)

Chênh lệch nồng độ thuốc mê phế nang, máu và

trên não

Cần khoảng thời gian cân bằng, tùy thuộc:

 Lưu lượng máu não

 Lưu lượng máu não

 Thể tích của não

 Nồng độ thuốc mê trong máu động mạch…

Khái niệm MACawake và MACBAR

50% chủ thể không còn đáp ứng đúng với mệnh lệnh (0.33 MAC)

 MACBAR: … ức chế phản xạ thần kinh tự động đối với kích

 MACBAR: … ức chế phản xạ thần kinh tự động đối với kích thích đau (2.5 MAC) (BAR : Blockade of Autonomic Reflexes)

 Người ta nghĩ rằng nếu duy trì ETAGC >0.7 MAC trong

mổ  sẽ không xảy ra “Nhận biết trong GM”

Theo dõi độ mê qua ETAGC

 ETAGC: End Tidal End Tidal AnaestheticAnaesthetic GaseGase Concentration: Concentration: nồng độ khí mêcuối kỳ thở ra

 PP thường dùng để phòng tránh “Nhận biết trong GM” là đánh giá

ETAGC

 Đảm bảo đạt ETAGC: 0.7 – 1.3 MAC sẽ không “Nhận biết trong

 Đảm bảo đạt ETAGC: 0.7 – 1.3 MAC sẽ không “Nhận biết trong

Khoảng thời gian có khả năng nhận biết

Theo dõi

ETAGC

Theo dõi

BIS

Các máy theo dõi độ mê

dựa vào EEG khác

 Narcotrend Index

 Cerebral State Index (CSI)

 Entropy

 Snap index

THEO DÕI BIS

0 20 40 60 80 100

BIS 50

Chỉ số

Trend

Biểu đồ lưu

EEG Điện não đồ dạng sĩng

EMG

THEO DÕI BIS

EMG (electromyogram) Điện cơ đồ

SQI (signal quality index) Chỉ số chất lượng tín hiệu

SR (suppression ratio)

Tỉ lệ ngừng phát xung

SQI 90 SQI EMG 40 EMG

SR 0

BIS : ĐÁNH GIÁ ĐỘ MÊ

Theo Cochrane, 2010 có khoảng 6490 nghiên cứu theo dõi độ

mê sử dụng BIS:

• 32 thử nghiệm lâm sàng ngẫu nhiên

• 10 nghiên cứu thuốc mê propofol, 6 nghiên cứu desfluran, 3

CÁC NGHIÊN CỨU TRÊN THẾ GIỚI

• 10 nghiên cứu thuốc mê propofol, 6 nghiên cứu desfluran, 3nghiên cứu isofluran, 13 nghiên cứu sevofluran

• Các biến của tác giả: tiêu thụ thuốc mê (propofol,sevofluran…), nhu cầu thuốc á phiện, thời gian đặt NKQ,thời gian rút NKQ, thức tỉnh trong phẫu thuật…

Tác giả Đối tượng Kết quả

Gan TJ, 1997 Thử nghiệm lâm sàng, ngẫu

nhiên, có đối chứng, mù

68 trường hợp (TH)

Giảm 23% propofol sử dụng Nhóm sử dụng BIS: 116 mcg/kg/phút, không sử dụng BIS 136 mcg/kg/phút

CÁC NGHIÊN CỨU TRÊN THẾ GIỚI

Lui SH, 1997 90 BN (60-80 tuổi), phẫu thuật

(PT) vùng bụng, ngực Khởi mê:

 S1: Cp=4 mcg/ml

 S2: Cp=2mcg/ml ( thành 4 mcg/ml sau 3 phút)

 S3: Cp=2 mcg/ml (tăng từ từ 1mcg/ml sau mỗi phút thành

4 mcg/ml)

 S1: 1,7 ± 0,4 mcg/ml, ứng với BIS= 48 ± 7.

 S2: 1,9 ± 0,3 mcg/ml, ứng với BIS= 51 ± 7.

 S3: 1,9 ± 0,4 mcg/ml, ứng với BIS=47± 5.

Ercan Gurses, 2004 60 BN

Nhóm I: propofol 2 mg/kg (0AA/S=1)

Nhóm II: propofol 2 mg/kg, theo dõi BIS=50

Nhóm BN sử dụng BIS đã giảm 43% lượng propofol BIS: 84,3 ±11,4 mg

Nhóm BN sử dụng propofol thì đáp ứng mạch, huyết áp khi đặt NKQ ổn định nhất.

• Dr Tai Nguyen đã có những đóng góp đáng kể trong nghiêncứu theo dõi độ sâu trong gây mê.

• Dr Tai Nguyen và các đồng nghiệp, phối hợp với các bác sĩgây mê, các bác sĩ trong các bệnh viện Australia, đã phát

CÁC NGHIÊN CỨU TRÊN THẾ GIỚI

gây mê, các bác sĩ trong các bệnh viện Australia, đã pháttriển năm phương pháp mới để theo dõi độ sâu gây mê(DoA)

• Kết quả nghiên cứu của Dr Tai Nguyen và các đồng nghiệp

đã được báo cáo và xuất bản trong bốn hội nghị quốc tế vàtám tạp chí quốc tế

Tác giả Đối tượng Kết quả

Trần Thanh Tùng,

2012

100 TH thủ thuật nội soi mật tụy ngược dòng (ERCP)

Khởi mê: lượng propofol

Sử dụng BIS: 411,4 mg Không dùng BIS: 441,3 mg

Nguyễn Văn Chinh,

Lượng propofol giảm 25% (khởi mê), (p= 0,002)

Lượng sevoflurane giảm 17% (duy trì mê).

Sử dụng BIS: 100 ± 1,2 mg Không sử dụng BIS: 125 ± 2,1 mg

Tác giả Đối tượng Kết quả

Đỗ Thị Minh Trang,

2014

58 TH, chia 2 nhóm Propofol và

Sevoflurane, PT cắt thùy phổi dưới

Tương quan giữa BIS với nồng độ đích

Ce – Propofol là tương quan nghịch, chặt (r = -0,769), Tương quan BIS với MAC – Sevoflurane là tương quan tuyến tính nghịch, chặt (r = -0,385)

CÁC NGHIÊN CỨU TRONG NƯỚC

Nguyễn Văn Chinh,

Nguyễn Văn Chừng

2013

54 TH, Phẫu thuật chương trình

55 ASA I,II

Thời gian mất ý thức: 82,14 ± 10,42 giây Mất ý thức tại thời điểm: Cp: 1,42 ± 0,27 mcg/ml, BIS: 63,66 ± 5,53 Khởi mê: liều Propofol: 1,47 ± 0,06 mg/kg, BIS: 44,11 ± 2,63

Nguyễn Văn Chinh,

Chung Nguyễn Anh

Hùng,

2016

54 TH, 2 nhóm có BIS và không BIS,

PT bụng ở người cao tuổi

Lượng propofol có BIS thấp, (55,2 ± 6,2 mg), không BIS (67,2 ± 8,1 mg), (p=

0,001) Lượng sevoflurane nhóm có BIS giảm 20% so với không BIS (duy trì mê) (p= 0,003).

4 PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU

• Thiết kế nghiên cứu: quan sát, phân tích

• Đối tượng: ASAI, II, PT bụng, thời gian PT < 4 giờ

• Cỡ mẫu: 100 BN

• Cỡ mẫu: 100 BN

• Thời gian: 1-2018 đñến 12-2019, tại Bv NTP

• Vật liệu: Thiết bị, dụng cụ, thuốc men

• Phân tích, xử lý số liệu: SPSS 18.0

4 PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU

4.1 Các tiêu chuẩn và phương pháp:

Tiêu chuẩn chọn bệnh:

• ASA I, II

• ASA I, II

• Tuổi từ 18-80

• PT bụng, thời gian PT < 4 giờ

• Có tri giác tỉnh táo và hợp tác tốt, đồng ý tham gia vào nghiên cứu

4 PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU

Tiêu chuẩn loại trừ:

- Người bệnh không đồng ý tham gia nghiên cứu

- Không có khả năng tự đánh giá bản thân

- Dị ứng với thuốc mê, thuốc phiện

4 PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU

Tiêu chuẩn loại khỏi nghiên cứu:

 BN không đồng ý tiếp tục tham gia nghiên cứu

 Suy thận, suy gan

 Suy thận, suy gan

 Biến chứng ngoại khoa hoặc gây mê

4 PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU

4.2 Phương thức tiến hành:

Công tác chuẩn bị

4 PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU

4.2 Phương thức tiến hành:

Thực hiện kỹ thuật Gây mê

• Đường truyền, theo dõi sinh hiệu, tư thế

• Theo dõi độ mê BIS

• Tiền mê: Midazolam 0,05 mg/kg Fentanyl 2 µg/kg,

• Dẫn mê: Propofol 1,5-2 mg/kg, Rocuronium 0,6 mg/kg

• Duy trì mê: Sevoflurane, Fentanyl, Rocuronium

• Thoát mê, rút NKQ

• Theo dõi liên tục BN trong quá trình gây mê

4 PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU

Điện cực số 1 tại trung tâm của trán, cách sống mũi khoảng 5 cm, điện cực số 4 trên lông mày, điện cực số 3 ở trên thái dương nằm giữa khóe mắt và chân tóc.

4 PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU

4 PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU

Bước 3: Thu thập số liệu

4) Nhận dạng sự chuyển đổi các trạng thái gây mê; Tính chỉ số PDoA từtín hiệu điện não Kiểm tra và so sánh chỉ số PDoA với BIS trong cáctrạng thái gây mê

5) Dự báo điểm chuyển đổi trạng thái LOC và ROC; dùng mô hình mạngthần kinh nhân tạo (ANN) kết hợp với tín hiệu lâm sàng

6) Tích hợp các nguồn dữ liệu thu thập trong các mục nêu trên cho huấnluyện mạng thần kinh nhân tạo Xây dựng bộ cơ sở dữ liệu theo môhình phân nhánh trong miền thời gian và mô hình xác suất Bayesian

4 PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU

Bước 3: Thu thập số liệu

7) Phân tích độ nhạy của đầu vào đa biến: EEG, ECG, EMG, SpO2,EtCO2, nhiệt độ, mạch, huyết áp,… đến các biến đầu ra trong mô hìnhmáy học

8) Dùng mô hình mạng trí tuệ nhân tạo (AI) để dự báo tình trạng thay đổi

độ mê của Người bệnh Dùng mô hình máy học (ML) để phân loại cáctrạng thái thay đổi độ mê kết hợp tín hiệu lâm sàng

9) Tính toán độ sai số của các chỉ số PDoA so với trạng thái lâm sàng củaNgười bệnh; Phân tích và dự báo các trạng thái thay đổi độ mê; Kiểmnghiệm chỉ số PDoA và kết hợp lâm sàng

5 KẾT QUẢ VÀ BÀN LUẬN

ĐẶC ĐIỂM VỀ CÁC CHỈ SỐ THEO DÕI

Các ngõ xuất dữ liệu của BIS

5 KẾT QUẢ VÀ BÀN LUẬN

5 KẾT QUẢ VÀ BÀN LUẬN

ĐẶC ĐIỂM VỀ CÁC CHỈ SỐ THEO DÕI

Tín hiệu EEG và giá trị BIS

5 KẾT QUẢ VÀ BÀN LUẬN

Tín hiệu phân tách

trước

và sau

khi khử nhiễu

5 KẾT QUẢ VÀ BÀN LUẬN

EEG thô từ cảm biến, có nhiều biến động miền thời gian và tần số

Tín hiệu ngưỡng so sánh triệt nhiễu của tín hiệu EEG

EEG sau khi khử nhiễu có hiệu quả ngay từ đầu đến cuối, mặc dù vẫn

còn một ít nhiễu trong thời gian bắt đầu

Tín hiệu ngưỡng so sánh triệt nhiễu của tín hiệu EEG

Tín hiệu tín hiệu EEG sau khi khử nhiễu

PDoA THEO 5 GIAI ĐOẠN TRONG GÂY MÊ24/04/18 L04240815

So sánh giữa PDoA và đồ thị BIS của BN

qua 5 giai đoạn

0 500 1000 1500 2000 2500 3000 3500 4000 4500 -1.5

-1

-0.5

0 500 1000 1500 2000 2500 3000 3500 4000 4500 0

EEG và PDoA trong trạng thái tỉnh

0 0.2 0.4 0.6 0.8 1 20

30 40 50 60 70

(b) spectrogram PDoA signal

EEG và PDoA trong trạng thái gây mê nhẹ

(c) P DoA signal

0 0.2 0.4 0.6 0.8 1 10

20 30 40 50 60

(b) spectrogram PDoA signal

EEG và PDoA trong trạng thái gây mê trung bình

-15

-10

-5

0 5 10

15 (a) EEG signal

(c) PDoA signal

P D

1400 1400.2 1400.4 1400.6 1400.8 1401 -15

Time (s)

0 0.2 0.4 0.6 0.8 1 4

6 8 10

0 0.2 0.4 0.6 0.8 1 10

20 30 40 50

(b) spectrogram PDoA signal

EEG và PDoA trong trạng thái gây mê sâu

0 0.2 0.4 0.6 0.8 1 20

40 60 80 100 120 140

(b) spectrogram PDoA signal

EEG và PDoA trong trạng thái hồi tỉnh

0 0.2 0.4 0.6 0.8 1 10

15 20 25 30 35 40

(b) spectrogram PDoA signal

FFT của PDoA qua 5 giai đoạn trong gây mê

20 25

(b) Stage II

14 16 18

20 (c) Stage III

70 80 90 100

(d) Stage IV

6 7 8

0 2 4 6 8 10 12

Frequency (Hz)

0 5 10 15 20 0

10 20 30 40 50 60

0 1 2 3 4 5

Chỉ số PDoA qua 5 giai đoạn trong gây mê

Phổ 5 giai đoạn của gây mê: tỉnh táo, gây mê nhẹ,

trung bình, gây mê sâu và hồi tỉnh

Biểu đồ phân tán cho thấy kết quả dự đoán chính

xác của năm trạng thái DoA

Parallel plot của 102 bệnh nhân

Scatter plot của 102 bệnh nhân

Phát hiện thời điểm mất ý thức (LOC) và hồi phục ý thức (ROC)

Bệnh nhân

Mã số nhóm

Cân nặng

Chiều cao

Kết quả phân tích về cá nhân hóa

Kết quả phân tích về cá nhân hóa

sự đáp ứng của BN

Đáp ứng PR khác nhau của bệnh nhân có cùng trọng lượng khi nhận cùng liều lượng thuốc mê

Kết quả phân tích về cá nhân hóa

sự đáp ứng của BN

Tín hiệu PDoA của 4 BN cùng trọng lượng 51 kg

Kết quả phân tích về cá nhân hóa

sự đáp ứng của BN

(TLDU)

Propofol (mg)

Thời gian đáp ứng với thuốc mê trong dẫn mê (k=300s)

TN(k) là thời gian đáp ứng với thuốc mê trong dẫn mê của BN thứ N

trong thời gian k giây đầu tiên

Group mPR 300 seconds 200 seconds 150 seconds 100 second 50 second

P17, P19, P20, P21, P23, P26,

P7, P9, P16, P18, P19,

P1, P9, P12, P16, P18, P19,

P1, P2, P8, P9, P10, P12, P16, P18, P22, P25,

G5 0.40 - 0.45

P1, P4, P6, P9, P16, P34, P35, P48

P1, P2, P7, P9, P11, P18, P19, P22, P27

P1, P2, P11, P22, P27

P2, P8, P11, P17, P20, P21, P22, P23, P24,

P26, P27

P5, P11, P24, P27

G6 0.45 - 0.50

P2, P11, P18, P19, P22, P27, P21, P37, P39, P43, P44, P46, P47, P49, P50 P14, P15, P21,

P24, P25,

P8, P12, P14, P15, P20, P21, P24, P25, P26,

P10, P14, P15, P25, P3,, P14, P15,

G7 0.50 - 0.55

P7, P12, P14, P15, P21, P24, P26, P25, P29, P30, P32, P36, P38, P40, P42, P45 P8, P10, P12, P20,

P23, P26

P5, P10, P13, P17, P23, P3, P5, P13,

G8 0.55 - 0.60

P5,P8,P10 P17, P20, P23, P26, P28,

P33, P41 P3, P17, P3, P13,

VD: p5,6,7,8 =65kg/300s mPR P2(73kg), P27 (40kg)= G6

G9 > 0.60 P3, P13, P13,

6 KẾT LUẬN

1. Giá trị PR thay đổi với từng BN trong nhóm có cùng thông số: tuổi,

giới tính, cân nặng, BMI và dấu hiệu lâm sàng nên việc áp dụng cùngmột liều lượng thuốc mê là không chính xác

2. Đề suất chỉ số mới PDoA để xác định sự thay đổi theo 5 giai đoạn khác

nhau của BN, giúp tối ưu hóa liều lượng thuốc mê và kiểm soát tốthơn quá trình gây mê

3. Phát hiện thời điểm mất ý thức (LOC) và tỉnh mê (ROC) và và chỉ ra

sự khác nhau giữa hai quá trình

6 ĐỀ XUẤT

1. Sử dụng chỉ số PR để xác định mức độ đáp ứng cá nhân của BN để

điều chỉnh liều lượng thuốc mê thích hợp

2. Sử dụng chỉ số PDoA để đánh giá độ mê của BN theo 5 cấp độ gây

mê: mất ý thức, mê nhẹ, mê vừa, mê sâu và tỉnh mê

3. Tiếp tục nghiên cứu thêm về thời điểm của chỉ số LOC và ROC và

đề xuất giải pháp can thiệp vào hai quá trình đó

Thanks!