ĐỐI TƯỢNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 2.1 Đối tượng nghiên cứu
Phương pháp nghiên cứu
Thiết kế nghiên cứu: Nghiên cứu quan sát, phân tích
Cỡ mẫu: Cỡ mẫu ước tính theo công thức: n = Z²1-/2.p(1-p) / d² = 196 người trong đó:
Trong nghiên cứu này, Z1-α/2 được xác định là 1.96, tương ứng với khoảng tin cậy 95% Tỷ lệ p đạt 85%, cho thấy khả năng xác định và dự đoán các mức độ mê cũng như những thay đổi trong các giai đoạn mê thông qua mô hình sử dụng thuật toán Sai số lâm sàng d được chấp nhận là 0.05.
Dự kiến chọn vào nghiên cứu 200 người, nhằm dự phòng cho những trường hợp hồ sơ bệnh án hay số liệu thu thập không hoàn chỉnh
Tất cả bệnh nhân trong mẫu nghiên cứu từ 18 đến 80 tuổi, thuộc loại ASA I và II, đều có tri giác tỉnh táo và hợp tác tốt, đã đồng ý tham gia vào nghiên cứu.
Bệnh nhân không đồng ý tham gia nghiên cứu
Không có khả năng tự đánh giá bản thân
Dị ứng với thuốc mê, thuốc phiện
Có bệnh lí thần kinh
Chức năng đông máu bất thường.
Phương thức và qui trình tiến hành
Bước 1: Công tác chuẩn bị
Thăm khám và chuẩn bị bệnh nhân cho cuộc gây mê bình thường bao gồm việc thực hiện thăm khám tiền mê, chú ý đến vùng dán điện cực BIS và các chức năng vận động Cần kiểm tra các xét nghiệm thường quy, chức năng đông máu, tiểu cầu, cũng như đánh giá tình trạng bệnh lý của các cơ quan quan trọng như tim mạch, hô hấp, gan mật, thận, nội tiết và thần kinh Nếu phát hiện có rối loạn ở bệnh nhân, cần tiến hành điều chỉnh kịp thời.
Chuẩn bị Bệnh nhân tại phòng phẫu thuật:
Thiết lập một đường truyền tĩnh mạch ngoại vi bằng kim luồn 16 - 18G
Truyền 500ml dung dịch Ringer Lactate tốc độ 30 giọt/phút
Truyền dịch trước là do Bệnh nhân nhịn ăn uống từ đêm trước
Đặt monitor theo dõi các thông số như ECG, SpO2, tần số tim, huyết áp tâm thu, huyết áp tâm trương, huyết áp trung bình, tần số thở
Bệnh nhân được chuẩn bị gắn thiết bị theo dõi độ mê bằng BIS bằng cách lau trán bằng alcool, sau đó chờ cho khô trước khi dán điện cực và kiểm tra điện trở tiếp xúc theo hướng dẫn của nhà sản xuất.
Cho Bệnh nhân thở oxy qua mask với lưu lượng 2 – 3 l/phút
Bước 2: Tiến hành gây mê
Bệnh nhân đều được tiến hành gây mê toàn diện, liều lượng thuốc sử dụng như sau:
Tiền mê: Midazolam 0,05 mg/kg
Khởi mờ: Fentanyl 2 àg/kg, Propofol 1,5-2 mg/kg Khi Bệnh nhõn mất phản xạ mi mắt, mất đáp ứng bằng lời nói, úp mask bóp bóng với oxy
100%, bắt đầu tiêm giãn cơ Rocuronium 0,6 mg/kg
Sau khi đặt nội khí quản, tiến hành kiểm tra phổi của bệnh nhân và thiết lập máy thở với các thông số: FiO2 50%, tần số thở từ 12 đến 14 nhịp/phút, thể tích khí lưu thông từ 8 đến 10 ml/kg, áp lực đường thở trong khoảng 12-15 cm H2O, và EtCO2 dao động từ 30 đến 40 mmHg.
Theo dõi nhịp tim, HA, Sp0 2 và EtC02
Duy trì mê: Sevofluran, fentanyl
Bệnh nhân đều được truyền 1g Paracetamol + 30mg Ketorolac khi phẫu thuật viên bắt đầu đóng bụng và lập lại theo phác đồ giảm đau tại bệnh viện
Kết thúc cuộc mổ, BN được ngừng thuốc mê, hóa giải dãn cơ, tiêm tĩnh mạch Neostigmin 0,2mg + Atropin 0,5mg
BN được chuyển phòng hồi tỉnh và rút nội khí quản khi BN tỉnh mê
Điều kiện rút nội khí quản
Bệnh nhân tỉnh táo hoặc còn mê nhưng đã có phản xạ, cảm giác vùng hầu, thanh quản
Hô hấp ổn định: nhịp thở bình thường, lượng thở đủ, các thuốc dãn cơ hết hiệu quả
Tuần hoàn ổn định: mạch, huyết áp bình thường
Bước 3: Thu thập số liệu:
Việc thu thập tín hiệu điện não (EEG) và tín hiệu BIS được thực hiện thông qua các cảm biến đặt trên trán của bệnh nhân Trước khi gắn điện cực, da được làm sạch bằng cồn để đảm bảo tính dẫn điện và tránh trầy xước Các cảm biến được bố trí theo đường chéo trên trán, với điện cực số 1 ở giữa trán, cách mũi khoảng 2 inch (5 cm), điện cực số 4 nằm ngay trên lông mày, số 2 ở giữa số 1 và số 4, và số 3 nằm giữa góc mắt và đường kẻ tóc Trước khi ghi lại tín hiệu EEG, cần thực hiện kiểm tra trở kháng, với mức trở kháng dưới 5 kΩ được coi là chấp nhận được.
Dữ liệu bệnh nhân sẽ được thu thập bao gồm thông tin nhân khẩu học như tuổi, giới tính, cân nặng, chiều cao và tình trạng y tế, cùng với chi tiết về thuốc như loại thuốc, thời gian và liều lượng sử dụng Các dấu thời gian từ phiếu thu thập dữ liệu và theo dõi BIS cho tất cả các liều tiêm tĩnh mạch, cũng như các sự kiện nội khoa quan trọng, sẽ được ghi nhận bởi bác sĩ gây mê hồi sức.
- Thu thập dữ liệu thuốc dùng: Midazolam, Fentanyl, Propofol, Rocuronium, Sevoflurane (thời điểm tác dụng, thời gian tác dụng, loại thuốc, liều lượng…),
- Thu thập tín hiệu mạch, huyết áp, SpO2, ECG, nhiệt độ Bệnh nhân
Các tín hiệu thu thập được sẽ được sao lưu, phân loại, mã hóa và lưu trữ theo từng bệnh nhân Quá trình này bao gồm việc chuyển đổi tín hiệu điện não từ định dạng nhị phân sang thập phân để đảm bảo tính chính xác và dễ dàng trong việc phân tích.
- Thiết kế các bộ lọc để triệt nhiễu tần số thấp và tần số cao và đồng bộ với các tín hiệu lâm sàng
- Khôi phục tín hiệu điện não sau khi khử nhiễu và tiền đánh giá kết quả
- Đồng bộ tín hiệu điện não với tín hiệu BIS của máy đo BIS theo miền thời gian
The assessment of sedation states can be effectively identified using the OAA/S (Observers Assessment of Alertness and Sedation) scale, as well as the PRST (Pressure, Rate, Sweating, and Tear) clinical scoring system These tools provide a structured approach to evaluate and monitor the levels of alertness and sedation in patients.
Bảng 2.1: Đánh giá sự cảnh giác / an thần (OAA / S) [52] Đáp ứng Điểm
Tỉnh táo, trả lời tên đúng với giọng nói thông thường 5
Lơ mơ, trả lời tên đúng với giọng nói thông thường 4
Trả lời khi được hỏi to và trả lời lặp lại 3
Trả lời sau khi kích thích đau 2
Không trả lời mặc dù có kích thích đau 1
Bảng 2.2: Huyết áp, mạch, mồ hôi và nước mắt cho thang điểm PRST [52]
Chỉ số Điều kiện Điểm
Không chảy nước mắt khi mở mí mắt 0
Thấy chảy nước mắt khi mở mí mắt 1
Chảy nước mắt khi mắt nhắm 2
- Tính toán (offline) chỉ số PDoA từ tín hiệu điện não bằng phương pháp phân tích tín hiệu trong miền tần số và miền thời gian
- Kiểm tra và so sánh chỉ số P DoA với chỉ số BIS trong các trạng thái gây mê cho từng Bệnh nhân
Dự báo điểm chuyển đổi trạng thái LOC (Mất ý thức) và ROC (Trở lại ý thức) sử dụng mô hình mạng thần kinh nhân tạo (ANN) kết hợp với tín hiệu lâm sàng Mô hình này giúp cải thiện độ chính xác trong việc dự đoán các trạng thái ý thức, từ đó hỗ trợ bác sĩ trong việc đưa ra quyết định điều trị kịp thời và hiệu quả Việc áp dụng ANN trong phân tích tín hiệu lâm sàng mang lại tiềm năng lớn trong lĩnh vực y tế, đặc biệt trong việc theo dõi và đánh giá tình trạng bệnh nhân.
- Tích hợp các nguồn dữ liệu thu thập trong các mục nêu trên cho huấn luyện mạng thần kinh nhân tạo (Artificial Neural Network)
- Xây dựng bộ cơ sở dữ liệu theo mô hình phân nhánh trong miền thời gian và mô hình xác suất Bayesian
- Phân tích độ nhạy (sensitivity analysis) của đầu vào đa biến: EEG,
ECG, EMG, SpO2, EtCO2, nhiệt độ, mạch, huyết áp,… đến các biến đầu ra trong mô hình máy học
- Dùng mô hình mạng trí tuệ nhân tạo (AI) để dự báo tình trạng thay đổi độ mê của Bệnh nhân
- Dùng mô hình máy học (ML) để phân loại các trạng thái thay đổi độ mê kết hợp với tín hiệu lâm sàng
- Phân tích và đánh giá liều lượng thuốc mê cần điều chỉnh để duy trì trạng thái gây mê cho từng Bệnh nhân
- Tính toán độ sai số của các chỉ số P DoA so với trạng thái lâm sàng của Bệnh nhân
- Phân tích và dự báo các trạng thái thay đổi độ mê
- Kiểm nghiệm chỉ số P DoA và kết hợp lâm sàng
- Phát triển các chương trình xử lý và hiển thị kết quả dự báo trong các giai đoạn gây mê
- Kiểm nghiệm các chương trình xử lý kết quả dự báo
Hình 2.1: BIS monitor và cách gắn điện cực BIS [62]
Bước 4: Thu thập dữ liệu EEG
Bệnh nhân tham gia sẽ nhận được tư vấn và tờ thông tin giải thích rõ ràng về mục đích, tính chất lâm sàng và các thủ tục thử nghiệm bằng tiếng Việt Sau khi hiểu đầy đủ thông tin và đồng ý tham gia, họ sẽ ký vào mẫu chấp thuận.
Dữ liệu sẽ được thu thập bởi các thành viên chuyên ngành gây mê hồi sức tại Bệnh viện Nguyễn Trị Phương Những nhân viên y tế này đều có giấy phép hành nghề và đáp ứng đủ trình độ, khả năng cũng như tiêu chuẩn cần thiết cho nghiên cứu.
Hình 2.2: Các ngõ xuất dữ liệu của BIS [10]
Ba cổng ở phía sau màn hình BIS VISTA hỗ trợ truyền dữ liệu hiệu quả Cổng USB (Loại A) cho phép xuất dữ liệu sang ổ đĩa di động và cập nhật màn hình cũng như phần mềm BISx Ngoài ra, giá trị BIS và dữ liệu EEG có thể được truy xuất thông qua cổng nối tiếp RS-232 Bảng kết nối liên kết nút reset, cổng USB và cổng nối tiếp với bo mạch chính.
Sau khi tín hiệu EEG đi qua các mạch bảo vệ đầu vào, nó sẽ được khuếch đại và lọc để loại bỏ các thành phần DC và tần số cao Tín hiệu sau đó được số hóa bằng cách sử dụng bộ chuyển đổi sigma-delta, và gửi đến bộ xử lý tín hiệu số (DSP) DSP thực hiện việc lọc và tính toán các biến đã xử lý, sau đó chuyển kết quả đến màn hình để hiển thị.
Hình 2.3: Sơ đồ truyền dữ liệu
Phân tích bispectral là một kỹ thuật xử lý tín hiệu quan trọng, giúp đánh giá mối quan hệ giữa các thành phần tín hiệu và ảnh chụp đồng bộ hóa trong các tín hiệu như EEG Phương pháp này định lượng tương quan giữa tất cả các tần số trong tín hiệu, cung cấp giải pháp hữu ích cho việc ứng dụng tín hiệu EEG trong việc bổ sung hoạt động của não.
Hình 2.4: Sơ đồ giải thuật BIS
Tín hiệu EEG được ghi lại thông qua cảm biến gắn trên trán bệnh nhân, với quy trình chuẩn bị da bằng cách lau sạch bằng cồn trước khi đặt điện cực.
Cảm biến vị trí EEG được lắp đặt với điện cực số 1 ở giữa trán, cách cầu mũi khoảng 5 cm, và các điện cực số 4, 2, 3 được bố trí theo các vị trí cụ thể trên mặt Trước khi ghi EEG, kiểm tra trở kháng được thực hiện và giá trị dưới 5 kΩ được coi là chấp nhận được Dữ liệu thu thập được xuất qua cổng USB, bao gồm dữ liệu trực tiếp, dữ liệu BIS và nhật ký lỗi màn hình, nhưng trong nghiên cứu này, chúng tôi chỉ sử dụng dữ liệu trực tiếp Dữ liệu trực tiếp được xuất ra dưới dạng tệp filename.spa cho dữ liệu đã xử lý và filename.r2a cho dữ liệu thô.
Vấn đề Y đức
Chủ nhiệm đề tài, PGS.TS Nguyễn Văn Chinh, đã trình bày kế hoạch thu thập dữ liệu EEG trước hội đồng Y đức Đại học Y Dược Thành phố Hồ Chí Minh và hội đồng y đức Bệnh viện Nguyễn Tri Phương Sau khi hoàn tất quá trình thu thập dữ liệu, bản sao về sự đồng ý của bệnh viện sẽ được gửi đến hội đồng y đức của Đại học Southern Queensland.
Thông tin về các đối tượng nghiên cứu sẽ được bảo mật tuyệt đối Mã số Bệnh nhân (ID) sẽ thay thế cho tên thật của Bệnh nhân và được lưu trữ độc lập với dữ liệu nghiên cứu.
Dựa trên văn bản phê duyệt của hội đồng y đức, dữ liệu sẽ được thu thập tại bệnh viện Nguyễn Tri Phương, TP Hồ Chí Minh, bởi các bác sĩ gây mê có kinh nghiệm Hồ sơ bảo mật sẽ được lưu trữ tại đơn vị Nghiên cứu khoa học của bệnh viện, và chỉ nhóm nghiên cứu mới có quyền truy cập vào tất cả các số liệu này.
Tín hiệu EEG sẽ được ghi lại thông qua một bộ cảm biến dùng một lần dán vào trán, không gây hại cho Bệnh nhân
Nghiên cứu này đề xuất các quá trình thực nghiệm không chỉ mang lại lợi ích cho từng cá nhân tham gia, mà còn tạo ra những lợi ích đáng kể cho cộng đồng nghiên cứu trong lĩnh vực này và cho các bệnh nhân được gây mê trong tương lai.
KẾT QUẢ VÀ BÀN LUẬN 3.1 Đặc điểm chung
Xác định chỉ số độ sâu trong gây mê và đề xuất chỉ số P DoA
3.2.1 Xác định quá trình chuyển đổi trạng thái gây mê bằng chỉ số P DoA
Chúng tôi giới thiệu chỉ số P DoA mới nhằm phát hiện sự chuyển đổi giữa các giai đoạn gây mê, đặc biệt là từ tỉnh táo sang gây mê và hồi phục Tín hiệu EEG thô được lọc để loại bỏ nhiễu, sau đó được xử lý bằng phương pháp Hurst.
Phương pháp Bayesian được áp dụng để tính toán hàm mật độ xác suất cho từng giá trị tham số Hurst Dựa trên chỉ số PDoA mới, việc đánh giá độ sâu gây mê của bệnh nhân có thể được theo dõi và dự đoán một cách rõ ràng qua 5 giai đoạn: Giai đoạn I (mất ý thức), Giai đoạn II (gây mê nhẹ), Giai đoạn III (gây mê trung bình), Giai đoạn IV (gây mê sâu) và Giai đoạn V (tình trạng hồi phục).
PDoA được sử dụng để theo dõi các trạng thái mê khác nhau Biên độ của PDoA dao động từ 92.021 đến 92.023, trong khi tần số của nó giảm dần từ cao xuống thấp khi tình trạng của bệnh nhân chuyển từ tỉnh táo sang mê sâu.
Hình 3.1: Tín hiệu EEG sau khi khử nhiễu và được xử lý bằng phương pháp Hurst
Biến đổi Fourier trong thời gian ngắn (STFT) là một công cụ quan trọng trong phân tích tín hiệu, cho phép xác định tần số và pha của các thành phần hình sin trong tín hiệu khi chúng thay đổi theo thời gian STFT giúp phân tích các đặc tính tần số của tín hiệu một cách hiệu quả, đặc biệt trong các ứng dụng âm thanh và xử lý tín hiệu.
Phân tích tín hiệu EEG được thực hiện thông qua 90 đổi Fourier của các khối cửa sổ chồng lên nhau, với các số liệu hiển thị phổ tần số và thời gian Hình (3.2a) minh họa phân tích trong miền thời gian và tần số của tín hiệu thô EEG, cho thấy nhiều biến động Hình (3.2b) trình bày tín hiệu ngưỡng so sánh triệt nhiễu, trong khi hình (3.2c) thể hiện tín hiệu EEG sau khi khử nhiễu Kết quả cho thấy tín hiệu EEG sau khử nhiễu có hiệu quả từ đầu đến cuối, mặc dù vẫn tồn tại một ít nhiễu ở thời gian bắt đầu.
Hình 3.2: Phân tích tín hiệu EEG trước và sau khi khử nhiễu trong miền thời gian và tần số
3.2.2 Phương pháp tính toán chỉ số mới P DoA
3.2.2.1 Hiển thị các trạng thái mê khác nhau:
Hình 3.3 minh họa đồ thị BIS và PDoA của một bệnh nhân nữ 43 tuổi, nặng 46 kg và cao 151 cm, với ca phẫu thuật diễn ra từ 8:10 AM đến 12:25 PM Bảng 3.2 cung cấp thông tin về loại thuốc gây mê và liều lượng tương ứng theo thời gian Trạng thái mê của bệnh nhân được bác sĩ gây mê theo dõi thông qua các biểu hiện lâm sàng và chỉ số BIS, với đồ thị BIS được trình bày lại trong Hình 3.3 (a).
Hình 3.3: P DoA theo 5 giai đoạn phẫu thuật
08:10:00:AM Diazepam 5 08:11:00 AM Fentanyl 50 08:18:50 AM Propofol 100 08:19:20 AM Rocuronium 30 08:22:44 AM Đặt NKQ
08:23:00 AM Bắt đầu Sevo 08:50:00 AM Fentanyl 100 08:45:00 AM Rạch da 09:30:00:AM Rocuronium 5 09:55:00:AM Rocuronium 5 10:30:00:AM Rocuronium 5 11:00:00:AM Rocuronium 5 11:57:00:AM Tắt Sevo 12:01:00 PM Kết thúc mỗ 12:25:15 PM Rút NKQ
Chỉ số P DoA được sử dụng để hiển thị các trạng thái khác nhau của độ mê
PDoA có biên đọ dao động trong tầm từ -1.0 đến 1.0 và tấn số dao động của
PDoA thay đổi từ tần số cao sang tần số thấp tương ứng với sự chuyển đổi trạng thái mê của bệnh nhân từ tỉnh táo sang mê Nghiên cứu này xem xét năm trạng thái mê khác nhau.
State I: trạng thái tỉnh (awake: AW),
State II: mê nhẹ (light anaesthesia: LA),
State II: trạng thái mê trung bình (moderate anaesthesia: MA),
State IV: trạng thái mê sâu (deep anaesthesia: DA),
State V: trạng thái hồi phục (recovery: RE)
Trong giai đoạn I của quá trình gây mê toàn thân, bệnh nhân trải qua sự chuyển biến từ trạng thái ý thức sang vô thức, diễn ra từ 8:10:00 đến 8:18:50 AM Trong thời gian này, thuốc gây mê được sử dụng bao gồm Diazepam 5 mg vào lúc 8:10:00 AM và Fentanyl 50 µg vào lúc 8:11:00 AM.
Thuốc gây mê dạng hơi và tiêm tĩnh mạch tác động lên nhiều thụ thể tế bào thần kinh trong não, bao gồm vỏ não, đồi thị, tủy sống và thân não Những khu vực này có thể bị ức chế hoặc dẫn truyền kích thích bị chặn do tác động của thuốc gây mê Để an thần, thuốc tiền mê tĩnh mạch như Diazepam và fentanyl được sử dụng, gây ra sự mất tập trung ở bệnh nhân.
Vào lúc 8:18:50 sáng, Propofol (100 mg) đã được sử dụng để gây ngủ, tác động lên thụ thể GABAA ở vỏ não và đồi thị, dẫn đến trạng thái mê và thư giãn cơ Trong giai đoạn này, bệnh nhân cảm thấy mất phương hướng, thư giãn cơ bắp và gặp khó khăn trong việc chú ý Xu hướng PDoA có độ dao động cao với các sóng biên độ trong phạm vi [-1,5, 1,5] Hình 3.4 (a) và 3.4 (c) thể hiện dạng sóng EEG và PDoA trong trạng thái tỉnh Phân tích biến đổi Fourier nhanh (FFT) cho thấy phổ công suất của EEG và PDoA hoàn toàn khác nhau, với tín hiệu EEG và PDoA có băng thông phổ rộng từ 0 đến 120 Hz, và hầu hết công suất quang phổ cao hơn 60 Hz.
Bệnh nhân ở trạng thái II có tình trạng mê nhẹ từ 8:23:00 đến 8:40:00 sáng, và phẫu thuật bắt đầu lúc 8:50:00 AM Fentanyl 50 mcg được sử dụng vào lúc 8:45:00 AM Trong giai đoạn II, thuốc gây mê tiêm tĩnh mạch đã tác động để gây ra sự bất động, ức chế cả cơ cột sống và tế bào thần kinh nociceptive cột sống Bệnh nhân đã được gây mê đủ để thực hiện phẫu thuật.
Dạng sóng PDoA giảm hơn so với giai đoạn I (AW) với tác dụng của propofol lên các mạng thần kinh của đồi thị và vỏ não được đề xuất cho giảm đau Trong quá trình gây mê nhẹ (LA), dạng sóng EEG và PDoA được hiển thị, với phân tích biến đổi Fourier nhanh (FFT) cho thấy phổ công suất của chúng Tín hiệu EEG có băng thông phổ tần rộng từ 5 đến 120 Hz, trong khi dạng sóng PDoA có phổ tần số ở hai dải: 0-4 Hz và 20-60 Hz.
Hình 3.4: EEG và P DoA trong trạng thái tỉnh
Hình 3.5: EEG và P DoA trong trạng gây mê nhẹ
Giai đoạn III: Trong giai đoạn này, bệnh nhân được gây mê vừa (MA), và tần số của dạng sóng P DoA giảm mạnh so với hai giai đoạn trước là AW và LA.
PDoA có phổ tần số từ 0 đến 20 Hz, tương ứng với băng tần α, đánh dấu giai đoạn chuyển tiếp từ gây mê nhẹ sang gây mê sâu Trong khi đó, dạng sóng PDoA vẫn được điều chế ở tần số cao từ 20-50 Hz, với tín hiệu EEG có phổ công suất cao nhất trong các dải tần 30-40 Hz và 80-100 Hz.
Mặc dù bệnh nhân đã được chuyển sang gây mê sâu, tín hiệu EEG vẫn ghi nhận tần số cao từ 80-100 Hz trong phổ công suất của nó.
Hình 3.6: EEG và PDoA trong trạng gây mê trung bình
Mất ý thức (LOC) và hồi phục ý thức (ROC)
3.3.1 Phát hiện thời điểm mất ý thức (LOC)
Có nhiều phương pháp để đánh giá sự mất ý thức (LOC) của bệnh nhân, bao gồm phản xạ lông mi, phản xạ đồng tử và khả năng đáp ứng với lệnh bằng lời nói Các thang đo lâm sàng như bảng Đánh giá cảnh giác và an thần của Người giám sát (OAA/S) cùng với các dấu hiệu lâm sàng như huyết áp, nhịp tim, đổ mồ hôi và nước mắt (PRST) cũng được sử dụng Đồ thị BIS cho thấy trạng thái của bệnh nhân từ tỉnh táo đến tiền mê, với giá trị BIS giảm nhanh chóng từ 100 xuống 10 trong khoảng thời gian 0-200 giây.
Đồ thị PDoA cho thấy tần số dao động cao trong giai đoạn đầu (stage 1 - AW), mặc dù bác sĩ chưa bắt đầu giải phẫu khi giá trị BIS chỉ đạt 10 Giải phẫu chính thức bắt đầu ở giây thứ 400, đánh dấu sự chuyển đổi sang trạng thái stage 2 (LA) trong đồ thị.
Hình 3.20: So sánh PDoA và BIS
3.3.2 Phát hiện các điểm chuyển đổi để hồi phục ý thức (ROC)
ROC được định nghĩa là thời điểm bệnh nhân phản ứng với các y lệnh bằng miệng hoặc kích thích từ thầy thuốc gây mê Các dấu thời gian từ bản ghi theo dõi BIS và dữ liệu quan trọng trong quá trình phẫu thuật được ghi nhận bởi thầy thuốc gây mê Giai đoạn ROC trong theo dõi EEG được chỉ ra bởi giá trị tương tự với trạng thái tỉnh táo, với chỉ số BIS từ 80 đến 100 Mặc dù chỉ số BIS ở giai đoạn ROC và LOC giống nhau, nhưng trạng thái của bệnh nhân trong giai đoạn ROC lại khác biệt so với trạng thái LOC.
3.3.3 Phương pháp mới để phát hiện LOC và ROC:
Nghiên cứu này nhằm xác định các giai đoạn gây mê khác nhau và thời điểm chuyển đổi giữa LOC (Mất ý thức) và ROC (Phục hồi ý thức) thông qua việc áp dụng phương pháp phân tích tần số FFT (Biến đổi Fourier nhanh) để phân tích tín hiệu.
Thời điểm chuyển đổi LOC là giai đoạn quan trọng từ khi bệnh nhân còn ý thức đến khi mất ý thức, giúp bác sĩ gây mê xác định chính xác thời điểm bắt đầu rạch da Những dữ liệu này sẽ được sử dụng để ước tính sự thay đổi trạng thái của bệnh nhân liên quan đến nồng độ gây mê, từ đó hỗ trợ trong việc điều chỉnh LOC và ROC hiệu quả hơn.
Hình 3.21: Nhận biết thời điểm LOC và ROC dựa vào đồ thị PDoA
Kết quả phân tích về cá nhân hóa sự đáp ứng của bệnh nhân
Kết quả phân tích cá nhân hóa phản ứng của bệnh nhân với thuốc gây mê sẽ được phân loại dựa trên các yếu tố như giới tính, cân nặng, lứa tuổi và chiều cao Những nhóm bệnh nhân có cân nặng tương đồng sẽ được phân loại để tiến hành phân tích sâu hơn.
Nghiên cứu này tập trung vào các phẫu thuật gây tê cho bệnh nhân thuộc tình trạng thể chất ASA I và II, không can thiệp vào kế hoạch gây mê Dữ liệu được thu thập và phân tích sau phẫu thuật, với liều lượng thuốc gây mê do bác sĩ gây mê quyết định Lượng thuốc được ghi nhận từ biểu đồ gây mê khi kết thúc phẫu thuật Nghiên cứu sử dụng dữ liệu thuốc mê và tín hiệu điện não đồ trong thời gian dẫn mê để đánh giá phản ứng của từng bệnh nhân đối với liều lượng thuốc Tín hiệu điện não đồ trong 300 giây đầu tiên của quá trình gây mê được thu thập, lưu trữ và phân tích.
Bảng 3.6: thuốc dùng và liều lượng sử dụng trong tiền mê và dẫn mê
Phương pháp tính toán Personal Response (PR) sử dụng tham số hậu nghiệm tối đa trong phương pháp Bayesian để xác định liều lượng thuốc mê riêng biệt cho mỗi bệnh nhân Giá trị PR thay đổi đáng kể dựa trên giới tính, tuổi tác, cân nặng, chỉ số khối cơ thể (BMI) và các yếu tố lâm sàng khác Nghiên cứu sẽ phân tích giá trị PR trên hai nhóm nam và nữ, trong đó các yếu tố như độ tuổi, cân nặng và BMI sẽ được xem xét kỹ lưỡng Việc ước tính giá trị PR giúp bác sĩ gây mê điều chỉnh liều lượng thuốc phù hợp cho từng bệnh nhân trong cả trường hợp bình thường và đặc biệt.
Cửa sổ trượt cố định dài 10 giây được áp dụng để đọc và xử lý tín hiệu PDoA (i) Mỗi giây, cửa sổ này sẽ trượt để thu thập giá trị của PDoA (i), cho phép tính toán mật độ phổ (PSD) của tín hiệu PDoA.
Mật độ phổ năng lượng (PSD) của tín hiệu thời gian rời rạc, X (j), được ước tính thông qua hàm pwelch trong chương trình mô phỏng Matlab, và kết quả được trả về dưới dạng một vector cột PSD.
- Để xác định trạng thái DoA dựa trên dạng sóng PDoA, mật độ phổ công suất (PSD) của P DoA được tính toán bằng phương pháp Welch [36]
- Giá trị đấp ứng cá nhân Personal response (PR) sẽ được xác định từ giá trị cực đại của PSD trong mỗi giây
Hình 3.22 hiển thị biểu đồ giá trị PR của bốn nhóm bệnh nhân với chỉ số cân nặng trung bình 51 kg, bao gồm các mã số 13, 14, 15 và 16 Thông tin về liều lượng và loại thuốc gây mê được trình bày chi tiết trong bảng 3.8.
Liều lượng thuốc gây mê trong tiền mê và dẫn mê chủ yếu dựa vào cân nặng của bệnh nhân, dẫn đến việc lượng thuốc cho các nhóm bệnh nhân gần như tương đương (Diazepam và Fentanyl) Sau khi tiền mê, liều propofol sẽ được điều chỉnh từ 100 đến 150 mg tùy theo tình trạng lâm sàng của từng bệnh nhân, giúp chuyển đổi nhanh chóng từ trạng thái tiền mê sang mê hoàn toàn.
Theo chỉ số BIS trong Hình 3.23, đồ thị BIS của bốn nhóm bệnh nhân có sự dao động liên tục và không ổn định, khiến việc xác định trạng thái tỉnh và mê nhẹ trở nên khó khăn.
14, chỉ số BIS không hiển thị trong 110 giây khi bệnh nhân trong trạng thái chuyển đổi từ trạng thái tỉnh sang mê nhẹ
Đồ thị PDoA trong Hình 3.24 và đồ thị PR trong Hình 3.22 cho thấy sự chuyển biến từ trạng thái tỉnh sang gây mê nhẹ ở cả 4 nhóm.
123 bệnh nhân Hơn nữa, đồ thị PR trong Hình 3.22 còn hiển thị thời gian đáp ứng với thuốc mê của các bệnh nhân là hoàn toàn khác nhau
Sự thay đổi tần số của sóng PDoA trong Hình 3.24 cho thấy quá trình chuyển đổi từ trạng thái tỉnh sang mê nhẹ ở bốn nhóm bệnh nhân khác nhau Mặc dù các nhóm bệnh nhân này có cùng cân nặng và giới tính (75% là nữ), nhưng họ phản ứng khác nhau khi nhận cùng một liều lượng thuốc gây mê.
Chúng ta có thể cá nhân hóa liều lượng thuốc mê dựa trên phản ứng của từng bệnh nhân trong thời gian dẫn mê Cụ thể, khi chọn 4 bệnh nhân tiêu biểu cho 4 nhóm, nhận thấy rằng trong 300 giây đầu tiên có sự khác biệt rõ rệt.
Bảng 3.7: thông số của 4 bệnh nhân có cùng cân nặng 51kg
Mã số nhóm BN Tuổi Giới
Bảng 3.8: loại thuốc và liều lượng sử dụng trong tiền mê và dẫn mê
Fentanyl 100mcg 100mcg 100mcg 100mcg
Propofol 130mg 150mg 100mg 110mg
Rocuronium 35mg 30mg 40mg 30mg
Hình 3.22: đáp ứng PR khác nhau của bệnh nhân có cùng cân nặng khi nhận cùng liều lượng thuốc mê
Hình 3.23: chỉ số BIS của 4 bệnh nhân trong 880 giây đầu tiên
Hình 3.24: tín hiệu P DoA của 4 bệnh nhân có cùng cân nặng 51 kg
Nghiên cứu cho thấy thời gian đáp ứng với thuốc mê TN(k) của bệnh nhân thứ N trong 300 giây đầu tiên khi PR > 0,6 là một yếu tố quan trọng, với kết quả cụ thể cho bệnh nhân thứ N = 13.
14, 15, 16 sẽ có TN(k) hoàn toàn khác nhau trong bảng 3.9
Dựa trên kết quả của T N (k), chúng ta thấy rằng bệnh nhân số 13 có đáp ứng nhanh nhất (138 giây) với thuốc mê trong dẫn mê Bệnh nhân số
Tỷ lệ đáp ứng (TLDU N) được xác định để so sánh giữa bốn bệnh nhân, trong đó bệnh nhân 16 có thời gian đáp ứng chậm nhất là 850 giây Các bệnh nhân 14 và 15 có giá trị TN(k) nằm giữa bệnh nhân số 13 và 16.
TN(k) với giá trị cực đại của T N (k) của bệnh nhân trong cùng nhóm khảo sát Ta có
Bảng 3.9: thời gian đáp ứng với thuốc mê trong dẫn mê (k00 giây)
T N (k) | PR>0,6 Tỷ lệ đáp ứng
Kết quả cho thấy là TLDUN của bệnh nhân số 13 chỉ có 16% so với bệnh nhân số 16 là 100% Trong khi đó, bệnh nhân số 14 và số 15 có giá trị
TLDUN gần như tương đương nhau với tỷ lệ 43% và 44% Bảng 3.9 cho thấy lượng thuốc mê Propofol được bác sĩ gây mê sử dụng cho bốn bệnh nhân, trong đó bệnh nhân số 13 nhận liều thấp nhất là 100 mg, trong khi bệnh nhân số 16 nhận liều cao nhất là 130 mg Điều này cho thấy bác sĩ đã có những quyết định chính xác dựa trên kinh nghiệm để điều chỉnh liều lượng Propofol, mặc dù các tín hiệu lâm sàng không thể hiện rõ sự khác biệt trong phản ứng của bệnh nhân đối với thuốc mê trong quá trình dẫn mê.
Bệnh nhân số 14 và 15 được sử dụng liều propofol lần lượt là 110 mg và 150 mg, không giống như liều của bệnh nhân số 16 Nếu bệnh nhân số 13 và 14 đã dùng đúng liều thuốc mê cần thiết, điều này cho thấy bệnh nhân số 16 nhận được liều propofol không đủ cho nhu cầu cá nhân Giải thích này hợp lý vì thời gian chuyển từ tỉnh sang mê nhẹ của bệnh nhân số 16 lâu gấp đôi so với bệnh nhân số 15, mặc dù bệnh nhân số 16 lại nhận liều propofol thấp hơn.