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醫生在進行手術時通常會使用麻醉藥物,以阻斷病人的疼痛或憂慮等所有知覺。根據手術的種類而定,病人會接受局部、jizhuihuoquanshenxingdemazui。shiyongjubuhuojizhuimazuishi,zhiyoushoushubuweihuibeimazui,bingrenhaishihuibaochibufendezhijiao,erquanshenmazuizehuirangbingrenshiquyishi,zaishoushushijinrutanhuanzhuangtai。 全身麻醉的藥物會產生 3 種反應:催眠狀態,可以使病人無意識並沈睡;痛覺缺失,可以阻斷疼痛的知覺;放鬆,以避免多餘的肌肉運動。醫生開始手術之前,麻醉醫師會選擇適當的藥劑,以達到上述 3 種反應。在手術過程中,麻醉醫師必須管理施打的藥劑量,這會占據他們 20% 以上的時間。
McSleepy 帶領 LabVIEW 進入手術室 為了減少麻醉醫師花在施打麻醉藥劑上的時間,使其能有更多時間關注手術的其他層麵,我們這個由 McGill 大學的麻醉醫師與生物醫療工程師所組成的小組,發展了 1 套自動麻醉係統的原型。這套係統之所以叫做「McSleepy」是因為熱門的電視影集《實習醫生》中有 2 位醫生名叫 McDreamy 及 McSteamy,本係統的目的是要協助麻醉醫生,而非取代他們。此外,McSleepy不是設計來超越麻醉醫師的能力,但是若需要的話是能做到的。 McSleepy 是 1 套閉環控製係統,用來監控病人手術時的知覺深度、疼痛程度與肌肉運動,並根據已知的數據,透過靜脈注射適當的藥量。麻醉醫師使用 McSleep 時要先打點滴,然後運用傳感器量測病人的肌肉運動,之後輸入病人的數據,包括年齡、身高、體重與性別;進行的手術種類;麻醉醫師對病人的藥量是否有任何特殊要求。 係統開始施打藥物之後,便會透過 1 種數學表達式,以每分鍾為單位監控並控製藥量,這種表達式是我們使用 LabVIEW 圖形程序軟件開發出來的。病人的數據會顯示在 1 個圖形使用接口上,這也是我們使用 LabVIEW 開發的,這樣一來麻醉醫師就可以看到病人對於 McSleepy 施打的麻醉劑有何反應。使用 LabVIEW 開(kai)發(fa)圖(tu)形(xing)使(shi)用(yong)接(jie)口(kou),我(wo)們(men)整(zheng)合(he)了(le)熟(shu)悉(xi)的(de)圖(tu)形(xing)元(yuan)素(su),例(li)如(ru)長(chang)得(de)像(xiang)裏(li)程(cheng)計(ji)與(yu)溫(wen)度(du)計(ji)的(de)調(tiao)節(jie)器(qi),以(yi)及(ji)透(tou)過(guo)畢(bi)斯(si)腦(nao)波(bo)指(zhi)數(shu)用(yong)色(se)碼(ma)來(lai)追(zhui)蹤(zong)病(bing)人(ren)的(de)知(zhi)覺(jiao)程(cheng)度(du)。我(wo)們(men)也(ye)使(shi)用(yong)自(zi)創(chuang)的(de)「痛覺缺失分數表」 (Analgoscore) 來追蹤病人的疼痛程度。
設計 McSleepy 成為安全聰明的係統 為了避免 McSleepy 故gu障zhang時shi會hui給gei病bing人ren太tai多duo或huo太tai少shao的de藥yao物wu,我wo們men在zai閉bi回hui路lu控kong製zhi係xi統tong中zhong建jian造zao了le多duo重zhong安an全quan機ji製zhi。首shou先xian,麻ma醉zui醫yi師shi可ke以yi手shou動dong取qu消xiao係xi統tong的de任ren何he運yun作zuo。例li如ru,如ru果guo有you個ge傳chuan感gan器qi不bu再zai傳chuan輸shu信xin號hao給gei計ji算suan機ji時shi,機ji器qi就jiu會hui自zi動dong進jin入ru基ji本ben的de手shou動dong模mo式shi。機ji器qi在zai手shou術shu期qi間jian每mei隔ge 15 fenzhongbianhuijisuanbingrenjieshoudepingjunyaoliang。ruguoxitongchanshengwentishi,takeyishidapingjunyaoliang,rangbingrenbaochishenshuiwutongdezhuangtai,zhidaowentipaichuhuoshimazuiyishijieshouweizhi。 此(ci)外(wai),如(ru)果(guo)麻(ma)醉(zui)醫(yi)師(shi)用(yong)半(ban)自(zi)動(dong)模(mo)式(shi)操(cao)作(zuo)係(xi)統(tong),以(yi)手(shou)動(dong)輸(shu)入(ru)藥(yao)量(liang)時(shi),當(dang)輸(shu)入(ru)發(fa)生(sheng)問(wen)題(ti)時(shi),譬(pi)如(ru)不(bu)小(xiao)心(xin)把(ba)某(mou)種(zhong)藥(yao)量(liang)輸(shu)入(ru)得(de)太(tai)高(gao)。那(na)麼(me)機(ji)器(qi)會(hui)發(fa)出(chu)警(jing)告(gao)說(shuo)藥(yao)量(liang)太(tai)高(gao)。 McSleepy 的另 1 項特點是我們使用人工智能來設計程序。這台機器可以學習醫生的偏好及各種手術的時間長度等事情。隻要 1 位醫生在同樣的手術中使用 McSleepy 達 20 次,它就能認得模式。同時,每次手術結束後,McSleepy都會儲存趨勢數據。一般來說,因為這台機器是結合了人工智能與人力輸入的閉回路控製係統,所以其實會比隻有 1 位麻醉醫師施打麻藥還來得安全。
使用 LabVIEW 開發閉回路控製係統的好處 當工程師與科學家希望以最快的速度將新創意運用於臨床試驗上,他們需要使用便利的程序語言,用最少的時間獲得最大的功效,而 LabVIEW 是最能滿足這項目的的工具,因為用這種圖形化的環境進行程序設計,會比使用其他困難的語言 (C+ 或 Java) 來得容易。 再者,使用LabVIEW 開發圖形使用接口還能解決大多數閉回路控製係統的共通問題,那就是缺乏用戶接口,用戶無法看到現況的進展。McSleepy不(bu)是(shi)神(shen)秘(mi)的(de)黑(hei)盒(he)子(zi),其(qi)與(yu)人(ren)的(de)互(hu)動(dong)性(xing)對(dui)於(yu)麻(ma)醉(zui)醫(yi)師(shi)來(lai)說(shuo)很(hen)重(zhong)要(yao),這(zhe)也(ye)是(shi)為(wei)何(he)他(ta)們(men)喜(xi)歡(huan)這(zhe)套(tao)係(xi)統(tong)的(de)緣(yuan)故(gu)。醫(yi)師(shi)可(ke)以(yi)輕(qing)鬆(song)監(jian)控(kong)藥(yao)量(liang),需(xu)要(yao)時(shi)可(ke)隨(sui)時(shi)改(gai)變(bian)。事(shi)實(shi)上(shang),在(zai) 2009 年 1 月召開的麻醉技術協會 (Society for Technology in Anesthesia) 年度會議中,麻醉醫師會員頒發了技術創新卓越獎 (Excellence in Technology Innovation Award) 給 McSleepy 的設計團隊。 我們一開始就使用 LabVIEW 的原因是希望創造出美觀又好用的畫麵。其用戶接口是如此的單純,所以手術室裏的麻醉醫師與外科醫師都能看懂 McSleepy 上的數據。整體而言,LabVIEW 的好處就是使用便利,而且能創造絕佳的圖形化接口。 McSleepy 的未來發展 我們受到 2009 年 NI 「醫療儀器機械讚助計劃」 (Medical Device Grant Program) 的讚助,升級到 LabVIEW 8.6 平台,讓我們能將 McSleepy 的接口放到 PDA 上。如此一來,麻醉醫師便能以遠距方式控製、監jian控kong並bing記ji錄lu病bing人ren的de情qing況kuang。這zhe是shi很hen重zhong要yao的de一yi點dian,因yin為wei許xu多duo國guo家jia缺que乏fa麻ma醉zui醫yi師shi這zhe樣yang的de專zhuan科ke醫yi生sheng,而er且qie未wei來lai麻ma醉zui醫yi師shi可ke能neng會hui需xu要yao同tong時shi照zhao顧gu好hao幾ji位wei病bing人ren。 我們目前擁有功能齊全的 McSleepy 原型,這是由現成的硬件與利用 LabVIEW 開發的專利表達式組合而成。我們打算使用現有的原型,找出適當的方法在 5 年內上市。本計劃包含獲取資金以進行更多研究,以改良並商業化這套係統,並尋求加拿大衛生部與美國食品藥物管理局的審核。
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