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Last Updated 03/02/12

脊髓麻醉模拟器

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北京儿童医院 张建敏翻译 

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绪论

这个逼真的透明模拟器使用Adobe Director软件技术,由6934个信元组成的网络,通过启发式的模拟技术来预测麻药在脊髓腔内的分布。它考虑到麻药的比重,分布,结合速率以及脊髓腔的整体形状和体位等情况。

结合速率被假设成线性。完全结合时间可以被调整到10分钟到30分钟。从很浓的低比重液至等比重液到很浓的高比重液,麻药比重共有五种可供调节。如果要更改麻药结合率或者麻药比重需重新设置模拟器。点击注射器后,麻药注入,此刻模拟时钟开始计时,当麻药完全结合后时钟计时停止。给药后,通过点击并拖动脊柱中段区域,患者可随意旋转至任何角度。

在(神经)皮区分布图上移动光标,皮区将变亮,并且能辨别出特殊的皮区。

学习目标

低比重阻滞剂将悬浮在脑脊液中,重比重阻滞剂将下沉在脑脊液中,所以患者的体位很重要。所以在药物尚未完全结合前移动患者时,要仔细考虑麻药将怎么分布。

实施重比重腰麻的患者,在药物结合完善前不应该被置于俯卧位,除非在麻药结合完善前能精确的保持颈部高于胸曲。无论何种麻药,在分布经过胸曲后都有下沉进入颈曲的可能性,并且抑制呼吸。

使用轻比重脊麻的患者在麻药完全结合前不应该被置于仰卧位。无论何种麻药在分布经过胸曲后都有浮动至颈曲的可能,并抑制呼吸。

根据脊柱的弯曲度,麻药渗透至分布区域的前缘可存在腹侧或者背侧两个脊椎平面的差异,这依赖于患者的体位。

建模

这个启发式的模型的建立基于由6934个信元组成的网络。每一个信元与一个像素相对应,并且为其直接毗邻的信元(最多四个)提供链接。这些信元被赋值为一个总量,类似于给予一种麻药,并且总量的一部分可以传递至邻域。总量的一小部分允许在每个信元间互换,并由此调节信元间的扩散速度。进一步的互换的一部分会被允许各信元永久性地抑制,以此模拟麻药的结合。通过各信元永久性抑制部分进一步的互换,麻药的结合被模拟。

在各时间段,每个信元获得各自的麻药量,扣除一部分,并且认为该部分已被结合。对于等比重麻药 ,信元摄取剩余药物并与直接毗邻的信元进行均等交换。对于重比重或者轻比重麻药,交换分别呈斜线直上或者直下,并不依赖患者的体位。药液比重通过斜率的大小模拟。每个信元传输规定的数量到毗邻信元后,所有的信元再重新核算他们的量。然后这些信元整合他们各自的像素至一种颜色,由此显示游离和结合量的比例。一个皮片的相关信元将其所整合的颜色复制到皮片分布图的相关位置。

扩散和比重影响调谐的非常完善,以至于产生的药物分布和课本中及临床医师描述的非常相似。

仿真时钟比真实的时间稍稍偏慢,这主要受限于当前演示技术,例如网页模型,即浓缩在浏览器上的虚拟机。

Bernards CM:  Epidural and Spinal Anesthesia in Barash PG, Cullen BF, Stoelting RK (eds.):  Clinical Anesthesia (5th ed.), Lippincott, Williams & Wilkins, Philadelphia, 2006