كنترل عمق بيهوشي بيمار در حين عمل جراحي برمبناي كنترلر PID مرتبه كسري

Control of depth of anesthesia Patient During Surgery based on Fractional Order PID Controller

ايجاد عمق بيهوشي مناسب، بيداري و ريكاوري سريع بيمار، هميشه از موضوعات مورد علاقه دست ‌اندركاران حرفه‌ي بيهوشي بوده است. در صورت غفلت از كنترل دقيق عمق بيهوشي، احتمال بروز حالاتي چون هشياري ناخواسته در حين عمل جراحي و يا عدم بازگشت بيمار به هشياري وجود دارد. به منظور پيشگيري از حوادث فوق، به كارگيري روش هائي هوشمند و مبتني بر سيگنال هاي فيزيولوژيك بدن گزينه اي مناسب به شمار مي آيد. هدف اصلي داروهاي هوشبري، اثرگذاري بر روي فعاليت سيناپسي نرون هاي سيستم اعصاب مركزي مي باشد كه منشأ اصلي توليد امواج مغزي و سيگنال الكتروانسفالوگرام است. لذا، در سال هاي اخير توجه ويژه اي به پردازش سيگنال الكتروانسفالوگرام به منظور تخمين عمق بيهوشي شده است. هدف اين است كه با استفاده از كمترين مقدار دارو، عمق مطلوب بيهوشي در بيمار ايجاد گردد. در اين مقاله، براي كنترل عمق بيهوشي و تعيين مقدار داروي تزريقي از دو كنترل كننده PID مرتبه كسري و كنترل كننده مرتبه كسري كه مبناي طراحي آن روش سوم CRONE است استفاده گرديده و در پايان، نتايج به دست آمده با يكديگر مقايسه شده است. مدل مورد استفاده در اين مقاله تاكنون براي كنترل عمق بيهوشي با رويكرد كنترل كننده مرتبه كسري به كار نرفته است.

Creating the proper anesthetic depth, awakening and rapid recovery of the patient has always been a favorite topic for anesthetist careers. So today, a successful surgery, in addition to the surgeon s skill, also depends on the patient s anesthetic. Applying an excessive amount of anesthetic will disrupt the patient s well-being, and, on the other hand, taking less than the prescribed amount of the drug will make the patient feel painful stimuli caused by the surgery. In the case of neglecting the precise control of the depth of anesthesia, there is a risk of unwanted alertness during surgery or a lack of consciousness. In order to prevent these events, the use of intelligent methods based on physiological signals in the body is considered an appropriate option. The main purpose of anesthetic drugs is to influence the synaptic activity of neurons in the central nervous system, which is the main source of brain wave production and Electroencephalogram signal. Therefore, in recent years, special attention has been paid to electroencephalogram signal processing in order to estimate the depth of anesthesia. The aim is to be created the optimum depth of anesthesia in patients using the lowest amount of drug. In this paper, for controlling the depth of anesthesia and determining the amount of injectable drug, Fractional Order PID controller and a Third Generation crone Controller were used and Then the results were compared with each other. The model used in this article has so far not been used to control the depth of anesthesia with a fractional order controller approach.